CN115021191B - 一种输电线路相间距轨迹动态测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路相间距轨迹动态测量装置和方法，包括数据采集前置装置、通讯转换系统和数据处理软件；数据采集前置装置包括控制系统、UWB芯片、UWB天线、连接板和防护盒；控制系统包括UWB无线通讯及测距模块、ARM控制模块和锂电池；数据采集前置装置的数量为三个；数据采集前置装置分别设置在同一断面A、B、C三相输电线路的间隔棒上，实时采集线路同一断面A‑B和B‑C相间距信号；控制系统与通讯转换系统无线连接并与机房服务器连接，通讯转换系统设置在输电铁塔顶部，将无线UWB‑串口信号转换为以太网；数据处理软件用于同样的数据存储、处理和展示功能。直接测量输电线路相间距离，全面获取相间距的轨迹信息，获取完整的运动数据，精度更高。

Description

一种输电线路相间距轨迹动态测量装置和方法

技术领域

本发明涉及输电线路运维检修技术领域，尤其涉及一种输电线路相间距轨迹动态测量装置和方法。

背景技术

高压输电线路风偏和舞动现象，是威胁电网安全运行的主要问题，尤其是500kV及其以上主干网线路，一旦发生舞动或风偏，其破坏能量巨大，持续时间较长，易造成线路闪络、跳闸、杆塔螺栓松动、脱落，严重时会发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，甚至倒塔，造成大面积停电，导致重大电网事故，不但产生直接的经济损失，还会严重威胁电网的安全和可靠性。

相间距测量，是用于监测输电线路上各相之间的距离是否处于安全距离。本质上仍是一种距离测量，目前常用的方法包括间接和直接两种手段。其中间接手段主要是加速度，直接手段则包括视频提取、无线电磁波采集、超声采集等。

加速度测量，是通过在被测点上安装加速度传感器，获取被测点的加速度矢量差值，然后进行二次积分，进而获取距离数据。这种方式的优点在于不需要参考点，对外部的测量依赖性低，但是缺点在于线路舞动包含三维的直线运动和扭转运动，即使采用陀螺仪进行角度和零点校准，也难以克服长期测量造成的累计误差。

视频提取是对被测点的运动情况进行录像，然后依靠挖掘软件，将被测点的运动轨迹提取出来。这是一种直接测量手段，精度为几十个cm，使用比较方便。但是无法实施监测被测点的运动情况，需要人工参与，且受制于现场的视觉环境，在背景与被测点颜色接近或阴天、夜晚等情况下无法测量。

超声测距。该测量手段的工作原理，本质上与电磁波测距一样，都是飞行时间×波速。但是由于超声属于声波，传播速度较慢，其多径效应问题并不突出，因此测量误差较小。根据超声波的频率从几kHz～几百kHz不等，超声波的测距精度可以从m～mm。然而，针对间隔棒的实际情况，超声测距无法适应。

无线电磁波测距。这种模式也是一种直接测量手段，需要参考点，通过参考点和被测点之间电磁波的传递时间，也就是飞行时间，然后结合电磁波传播速度，计算两者之间的距离。这种测量手段涵盖范围较大，包括有ZigBee，蓝牙、WLan、GPRS、GPS、红外、UWB等。这些手段不仅仅是通信频段上的区别，还有其解决关键的多径效应(判断第一个到达波)方面区别较大，因此产生的测距误差也不同。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种输电线路相间距轨迹动态测量装置和方法，直接测量输电线路相间距离，全面获取相间距的轨迹信息，获取更为完整的运动数据，精度更高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种输电线路相间距轨迹动态测量装置，包括数据采集前置装置、通讯转换系统和数据处理软件；所述数据采集前置装置包括控制系统、UWB芯片、UWB天线、连接板和防护盒；所述控制系统包括UWB无线通讯及测距模块、ARM控制模块和锂电池；所述控制系统、所述UWB芯片和所述UWB天线放置在所述防护盒内；所述数据采集前置装置的数量为三个；所述数据采集前置装置分别设置在同一断面的A、B、C三相输电线路的间隔棒上，实时采集线路同一断面A-B和B-C相间距信号；所述控制系统与所述通讯转换系统无线连接并与机房服务器连接，所述通讯转换系统设置在输电铁塔顶部，将无线UWB-串口信号转换为以太网；所述数据处理软件用于同样的数据存储、处理和展示功能。

可选的，每相的输电线缆为四分裂；所述间隔棒包括内框板和外框板；所述外框板边缘均匀设置有四个线缆固定点；所述线缆固定点分别与每相的四分裂输电线缆固定；所述数据采集前置装置通过螺栓安装在所述内框板中部。

可选的，所述UWB天线位于所述内框板的中心位置。

可选的，所述ARM控制模块采用ARM处理器STM32F103C8T6，控制信号采集、数据通信以及功耗控制，在电路板内部供电方面采用升压DCDC和高精度LDO结合的方式；所述UWB无线通讯及测距模块采用DW1000系列芯片，集成了UWB射频收发、测距数据预处理、串口通讯的片上系统功能，支持110kbit/s,850kbit/s和6.8Mbit/s数据通信速率，支持6个频带，中心频率在4.5GHz；所述UWB天线表面镀金，为全向天线，工作频段为3.1-6.5G，3dBi增益，发射距离可达500米以上；所述锂电池采用松下3400mAH锂电池，32只并联构成电池组，整体容量达到120AH，单节内阻只有40mΩ，自放电uA级；所述防护盒采用IP66以上的配件，并采用密封胶额外防护措施。

可选的，所述通讯转换系统包括无线接收端、串口服务器、电源、线缆和防潮箱；所述无线接收端与所述UWB无线通讯及测距模块无线连接；所述无线接收端与所述串口服务器有线连接，转换为在以太网传输的有线信号。

可选的，所述串口服务器采用透传模式，并设置串口服务器为TCP Server，结合服务器上运行的虚拟串口软件，实现通讯模式的转换；其IP设置和以太网控制设备在同一网段，其串口设置和所述数据采集前置装置相同。

可选的，所述数据处理软件包括下位机软件，所述下位机软件为运行在所述控制系统中的下位机程序，用于控制所述UWB芯片进行双向测距，与所述通讯转换系统进行无线传输测距数据；所述下位机软件对采样率设定为固定的20Hz。

可选的，所述数据处理软件包括上位机软件，所述上位机软件是运行在机房服务器的上位机，所述机房服务器的上位机与所述通讯转换系统电缆连接；所述上位机软件包括实时监测软件、历史数据处理软件以及数据冗余存储软件；所述实时监测软件实时读取铁塔传回的数据，并对数据中的错位码进行重新排序，对其中数据结构重新打包整理，并将其显示和存储，同时进行FFT变换和显示。

本发明还公开了一种输电线路相间距轨迹动态测量装置的方法，包括步骤：

在输电线路同一断面不同相的共3个间隔棒上各安装一个数据采集前置装置；中相和两个边相分别构成A-B和B-C两组相间距监测装置；

在铁塔的顶部设置通讯转换系统；

采用双边双向测距；中相安装点作为锚的角色，两个边相安装点作为标签；

每次监测，都由标签发起，向锚发送数据序列和时间戳；

锚收到后将包含了新时间戳的数据序列发回给标签，从而完成一次双边双向测距，获得本次相间距；

标签将相间距数据发送给通讯转换系统；

通讯转换系统再将相间距数据发送给远程的机房服务器。

本发明的积极有益效果：

1、直接测量输电线路相间距离，精度可以达到10cm，解决了传统采用加速度二次积分方式难以解决的累计误差和归零问题。测量结果更为准确，且能够适用被测目标任何复杂的运动形式，包括三轴、六轴等运动方式，能够解决传统手段无法解决的非周期运动的距离监测。

2、开展高频次采样，全面获取相间距的轨迹信息，获取更为完整的运动数据，持续采样频率20Hz。传统监测技术采样间隔较长，至少1分钟以上，难以获取实时和完整的距离信息。

3、在各种直接测量距离的测量手段中，UWB技术测量精度更高，受环境影响小，测量范围更大。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的一种双边双向测距工作原理及误差分布的示意图；

图2是本发明实施例1提供的一种相间距无线监测系统结构的示意图；

图3是本发明实施例1提供的一种输电线路相间距轨迹动态测量装置现场布置的示意图；

图4是本发明实施例1提供的一种数据采集前置装置和间隔棒的结构示意图；

图5是本发明实施例1提供的一种数据采集前置装置、间隔棒和输电线路的连接结构示意图；

图6是本发明实施例1提供的一种数据采集前置装置、间隔棒和A、B、C三相输电线路的连接结构示意图；

图7是本发明实施例1提供的一种控制系统的示意框图；

图8是本发明实施例1提供的一种ARM与UWB模块的通讯部分原理图；

图9是本发明实施例1提供的一种ARM最小化系统的原理图；

图10是本发明实施例1提供的一种控制系统供电部分的原理图；

图11是本发明实施例1提供的一种UWB芯片DW1000的工作示意框图；

图12是本发明实施例1提供的一种下位机软件流程图；

图13是本发明实施例1提供的一种无线监测系统软件组成结构示意图。

1、输电线缆；2、间隔棒；21、内框板；22、外框板；3、线缆固定点；4、数据采集前置装置；41、控制系统；42、连接板。

具体实施方式

下面结合一些具体实施方式，对本发明做进一步说明。

实施例1

一种输电线路相间距轨迹动态测量装置，包括数据采集前置装置4、通讯转换系统和数据处理软件；所述数据采集前置装置4包括控制系统41、UWB芯片、UWB天线、连接板42和防护盒；所述控制系统41包括UWB无线通讯及测距模块、ARM控制模块和锂电池；所述控制系统41、所述UWB芯片和所述UWB天线放置在所述防护盒内；所述数据采集前置装置4的数量为三个；所述数据采集前置装置4分别设置在同一断面的A、B、C三相输电线路的间隔棒2上，实时采集线路同一断面A-B和B-C相间距信号；所述控制系统41与所述通讯转换系统无线连接并与机房服务器连接，所述通讯转换系统设置在输电铁塔顶部，将无线UWB-串口信号转换为以太网；所述数据处理软件用于同样的数据存储、处理和展示功能。

本发明基于UWB测距技术。UWB测距技术相对于其它窄带和载波无线测量手段(如ZigBee、Wifi、差分GPS、蓝牙等)，无多径效应，可准确识别所发射的第一个数据包，从而可减少测量误差。而在UWB通讯中，根据时间差，能准确识别第一个达到(First Path)的信号，但在直接或穿透达到的时候，只能认为第一个多径达到的信号，因此可以很好地解决多径效应，大幅度提高测距精度。在测距算法方面，采用对称双边双向测距Symmetric double-sided two-way ranging(SDSTWR)，以提高精度。工作原理如图1所示，其精度依赖于设备A、B的时钟误差、和设备处理的平均延时时间。

此外，UWB还具有带宽广，抗干扰能力强，测点多、测量范围、通讯范围大、功耗低、保密性强等优点。UWB技术的典型测距精度为10cm，定位精度为30cm，通讯范围大于500m以上，帧率高，大于20Hz，非常适合用于相间距监测。其测距优点如下所示：

测量精度：3-10cm；(定位：10-30cm)

测量范围：500m；

通讯带宽：3G～10GHz；

数据吞吐量：110kbps；

采样率：20Hz(200Hz max)；

UWB天线采用360°全向天线，因此UWB测距不会出现超声测距那样的定向问题，不会受线路舞动、扭转带来的接收、发送方角度变化的影响。

如图2所示，数据采集前置装置4在电缆线路同一断面的A、B、C三相上都有设置，数字型距离传感器(UWB芯片)用于实时采集线路同一断面A-B和B-C相间距信号，并通过UWB无线通讯及测距模块将相间距等信号无线传输至通讯转换系统，通讯转换系统由于安装在铁塔顶部，因此还要进行信号、供电的隔离，避免雷击或电磁干扰的影响，通讯转换系统再将这些信号经通讯电缆有线通讯至服务器，服务器通过数据处理软件实现同样的数据存储、处理和展示功能。

如图3所示，数据采集前置装置4采用双边双向测距，其中中相安装点作为锚的角色，两个边相作为标签；每次监测，都由标签发起，向锚发送数据序列和时间戳，锚收到后将包含了新时间戳的数据序列发回给标签，从而完成一次双边双向测距，获得本次相间距。无论锚或标签，其硬件结构完全相同，都是数据采集前置装置4，由控制系统41、UWB芯片、UWB天线、连接板42和防护盒等组成。

如图4至图6所示，每相的输电线缆1为四分裂；也可以适用六分裂输电线等；所述间隔棒2包括内框板21和外框板22；所述外框板22边缘均匀设置有四个线缆固定点3；所述线缆固定点3分别与每相的四分裂输电线缆1固定；所述数据采集前置装置4通过螺栓安装在所述内框板21中部，由于相间距监测不需要各相之间有任何物理连接，因此其安装方式不需要考虑防撞问题，主要密封性和环境适应性。所述UWB天线位于所述内框板21的中心位置，这种安装方式，使其始终监测到的是边相-中相的圆心距，而不受收发天线角度的影响。

控制系统41负责信号的采集和无线传输，略有不同的地方在于，其对相间距信号的获取，是通过内部SPI串口与UWB模块通讯获取，而非AD转换。控制系统41由ARM控制模块、UWB无线通讯及测距模块、锂电池、连接板42等组成，其电路原理如图7所示。所有部件均采用工业级，工作温度都在-20℃，并充分考虑防护等级，整体设计兼顾了高性能、低功耗、高环境适应性的要求。

如图8至图11所示，所述ARM控制模块负责整体控制，采用ARM处理器STM32F103C8T6，负责控制信号采集、数据通信以及功耗控制，可在满足高速计算的同时，也兼顾低功耗需求。在电路板内部供电方面采用升压DCDC和高精度LDO结合的方式，在保证UWB高频通讯需要的同时，也保证避免电能无谓浪费。

所述UWB无线通讯及测距模块，该模块负责系统与杆塔的无线通讯、相间距的无线测量的工作，是整个系统的核心。采用DW1000系列芯片，集成了UWB射频收发、测距数据预处理、串口通讯的片上系统功能，大幅度减少了测距方面的技术开发难度，并可有效解决TDoA的测量精度问题，支持110kbit/s,850kbit/s和6.8Mbit/s数据通信速率，支持6个频带，中心频率在3.5GHZ和6.5GHz；本系统统一使用最为稳定的4.5GHz，功耗低，在不配置PA的情况下发送模式31mA、接收模式64mA、深度睡眠100nA，采用PA提高增益和通讯距离后，其功耗为250mA，由于其测距数据刷新率高于1000Hz，因此在兼顾功耗和通讯距离的情况下，可采用减少测距频率；支持飞行时间(TOF)和到达时间差(TDOA)定位机制；工业温度范围-40℃～85℃，完全适应现场恶劣工况；体积小，只有1元硬币，便于集成于任何系统。

所述UWB天线表面镀金，为全向天线，工作频段为3.1-6.5G，3dBi增益，发射距离可达500米以上；所述锂电池采用工业级锂电池，采用松下3400mAH锂电池，32只并联构成电池组，整体容量达到120AH，单节内阻只有40mΩ，自放电uA级；工作温度可以达到-20℃，满足现场恶劣环境需要。所述防护盒采用IP66以上的配件，从而使整体可达到IP66防护级，此外还有密封胶等额外防护措施，进一步提高密封性，以提高野外的长期工作的生存时间。

采用UWB专用平板天线，其个方向增益不完全相同，同时天线还兼顾测距和通讯，因此对锚、标签天线不同相对角度对测距的影响进行了测试，如下表1。可以看出，UWB天线角度的变化带来的测距误差不到0.5％，精度较高。

表1天线相对角度对测距的影响

所述通讯转换系统包括无线接收端、串口服务器、电源、线缆和防潮箱；所述无线接收端与所述UWB无线通讯及测距模块无线连接；所述无线接收端与所述串口服务器有线连接，转换为在以太网传输的有线信号。

通讯转换系统安装在铁塔上，是一种通讯转换功能，连接远程服务器和线路上的相间距信号采集系统，将无线信号与有线的以太网信号双向转换。其中无线接收端用于点对点连接前置系统的无线信号，并通过有线连接串口服务器，转换为在以太网传输的有线信号。此外，为了减少信号干扰和雷击损伤，通讯转换系统内部各模块在通讯、供电上均隔离。

串口服务器也采用较为快捷的透传模式，并设置串口服务器为TCP Server，结合服务器上运行的虚拟串口软件(参考表2)，实现通讯模式的转换。也可以不采用表2，而使用别的IP设置；其IP设置要和以太网控制设备在同一网段，其串口设置要和采集前置系统相同。

安装编号	IP	本地端口	波特率	校验/数据/停止位
					#1	10.0.18.117	10001	115200bps	NONE、8、1
#2	10.0.18.119	10001	115200bps	NONE、8、1

表2：相间距监测通讯转换系统中串口服务器的参数设置

进一步的，所述数据处理软件包括下位机软件，所述下位机软件为运行在所述控制系统41ARM中的下位机程序，属于固件的一种，用于控制所述UWB芯片进行双向测距，与塔顶所述通讯转换系统进行无线传输测距数据。由于UWB芯片工作频率为4.5GHz，且该芯片属于较新产品，市面上还未大规模应用，为了保证可靠性，所述下位机软件对采样率设定为固定的20Hz。软件设计流程如图12所示，对于周期性时刻的判断采用定时器中断方式，而非轮训，在中断外的时间，CPU和UWB芯片强迫休眠，减少其无效工作时长，进而降低整体功耗；采用间歇式采样方式，而非全时工作，使系统大部分时间处于整体休眠状态，降低了功耗。UWB技术信号带宽较高，可以到500MHz，因此对周围无线通信影响较大，需要在非测量空间对其进行屏蔽。在UWB芯片的背面设计金属屏蔽板，减少测量过程对背面空间的辐射干扰。

所述数据处理软件包括上位机软件，所述上位机软件运行在机房服务器的上位机，用于对通讯转换系统发过来的数据进行存储、处理分析和展示。所述机房服务器的上位机与所述通讯转换系统电缆连接；所述上位机软件包括实时监测软件、历史数据处理软件以及数据冗余存储软件；如图13所示，从铁塔前端传回的数据，同时进入实时监测和数据冗余存储软件，并各自展示、产生保存的数据，其数据格式和文件格式不同。历史数据处理软件可以分别读取、处理两种格式的历史文件，并进行展示和另存，另存后的csv格式文件，可以用excel、matlab、origin等常规数据处理软件直接打开。

实时监测软件用于实时读取铁塔传回数据，并对数据中的错位码进行重新排序，对其中数据结构重新打包整理，并将其显示和存储，同时进行FFT变换和显示，软件还具备基本的通讯状态判断功能。该软件共有三个界面，分别为入口界面、参数配置以及实时采集。

入口界面，用于选择进行的操作，包括三种操作，分别是参数设置、开始实时采集和退出程序。在后续每个子程序退出后，都会回到该界面选择退出。左下角设置进度条，为倒计时条，便于和服务器开机启动连接，开机后自动启动本软件，若没有任何操作10s后自动计入实时采集，这样可以实现停电后再上电的软件自动打开，避免人工介入。

参数配置，主要是对相间距传感器的初始参数进行设置，若传感器更换或出现问题需要校准，将校准后的数据输入此处即可，一般情况下选择默认参数即可。

实时采集，用于实时展示、存储铁塔上的数据，同时还可对采集到的时域信号进行FFT变换，并可实时反映通讯状况。相间距2个传感器分别对应左上、左下、右上、右下四个小窗口，每个小窗口都有一个子开关，便于单独控制该窗口的通讯，同时右下角还有一个总开关，用于关闭软件。四个小窗口对应的串口编号恩别是com29、31、27、29，对应设备安装位置如下表3所示。

串口编号	com27	com29
			安装位置	相间距、5#-6#之间，靠近5#	相间距、5#-6#之间，靠近6#

表3

所生成的数据保存在配置参数界面中右上角指定的文件夹。生成的数据文件名包括com号、生成时间等信息，一般情况下一个文件的生成包括刚打开软件、刚过0点两种情况，因此在通讯不中断的情况下，每天只生成一个文件。

实施例2

一种输电线路相间距轨迹动态测量的方法，包括步骤：

S1、在输电线路同一断面不同相的共3个间隔棒2上各安装一个数据采集前置装置4；中相和两个边相分别构成A-B和B-C两组相间距监测装置；

S2、在铁塔的顶部设置通讯转换系统；

S3、采用双边双向测距；中相安装点作为锚的角色，两个边相安装点作为标签；

S4、每次监测，都由标签发起，向锚发送数据序列和时间戳；

S5、锚收到后将包含了新时间戳的数据序列发回给标签，从而完成一次双边双向测距，获得本次相间距；

S6、标签将相间距数据发送给通讯转换系统；

S7、通讯转换系统再将相间距数据发送给远程的机房服务器。

直接测量输电线路相间距离，精度可以达到10cm，解决了传统采用加速度二次积分方式难以解决的累计误差和归零问题。测量结果更为准确，且能够适用被测目标任何复杂的运动形式，包括三轴、六轴等运动方式，能够解决传统手段无法解决的非周期运动的距离监测。开展高频次采样，全面获取相间距的轨迹信息，获取更为完整的运动数据，持续采样频率20Hz。传统监测技术采样间隔较长，至少1分钟以上，难以获取实时和完整的距离信息。在各种直接测量距离的测量手段中，UWB技术测量精度更高，受环境影响小，测量范围更大。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种输电线路相间距轨迹动态测量装置，其特征在于，包括数据采集前置装置、通讯转换系统和数据处理软件；所述数据采集前置装置包括控制系统、UWB芯片、UWB天线、连接板和防护盒；所述控制系统包括UWB无线通讯及测距模块、ARM控制模块和锂电池；所述控制系统、所述UWB芯片和所述UWB天线放置在所述防护盒内；所述数据采集前置装置的数量为三个；所述数据采集前置装置分别设置在同一断面的A、B、C三相输电线路的间隔棒上，实时采集线路同一断面A-B和B-C相间距信号；所述控制系统与所述通讯转换系统无线连接并与机房服务器连接，所述通讯转换系统设置在输电铁塔顶部，将无线UWB-串口信号转换为以太网；所述数据处理软件用于同样的数据存储、处理和展示功能；

每相的输电线缆为四分裂；所述间隔棒包括内框板和外框板；所述外框板边缘均匀设置有四个线缆固定点；所述线缆固定点分别与每相的四分裂输电线缆固定；所述数据采集前置装置通过螺栓安装在所述内框板中部；

所述数据处理软件包括下位机软件，所述下位机软件为运行在所述控制系统中的下位机程序，用于控制所述UWB芯片进行双向测距，与所述通讯转换系统进行无线传输测距数据；所述下位机软件对采样率设定为固定的20Hz。

2.如权利要求1所述的一种输电线路相间距轨迹动态测量装置，其特征在于，所述UWB天线位于所述内框板的中心位置。

3.如权利要求1所述的一种输电线路相间距轨迹动态测量装置，其特征在于，所述ARM控制模块采用ARM处理器STM32F103C8T6，控制信号采集、数据通信以及功耗控制，在电路板内部供电方面采用升压DCDC和高精度LDO结合的方式；所述UWB无线通讯及测距模块采用DW1000系列芯片，集成了UWB射频收发、测距数据预处理、串口通讯的片上系统功能，支持110 kbit/s, 850 kbit/s 和6.8Mbit/s数据通信速率，支持6个频带，中心频率在4.5GHz;所述UWB天线表面镀金，为全向天线，工作频段为3.1-6.5G，3dBi增益，发射距离达500米以上；所述锂电池采用松下3400mAH锂电池，32只并联构成电池组，整体容量达到120AH，单节内阻只有40mΩ，自放电uA级；所述防护盒采用IP66以上的配件，并采用密封胶额外防护措施。

4.如权利要求1所述的一种输电线路相间距轨迹动态测量装置，其特征在于，所述通讯转换系统包括无线接收端、串口服务器、电源、线缆和防潮箱；所述无线接收端与所述UWB无线通讯及测距模块无线连接；所述无线接收端与所述串口服务器有线连接，转换为在以太网传输的有线信号。

5.如权利要求4所述的一种输电线路相间距轨迹动态测量装置，其特征在于，所述串口服务器采用透传模式，并设置串口服务器为TCP Server，结合服务器上运行的虚拟串口软件，实现通讯模式的转换；其IP设置和以太网控制设备在同一网段，其串口设置和所述数据采集前置装置相同。

6.如权利要求1所述的一种输电线路相间距轨迹动态测量装置，其特征在于，所述数据处理软件包括上位机软件，所述上位机软件是运行在机房服务器的上位机，所述机房服务器的上位机与所述通讯转换系统电缆连接；所述上位机软件包括实时监测软件、历史数据处理软件以及数据冗余存储软件；所述实时监测软件实时读取铁塔传回的数据，并对数据中的错位码进行重新排序，对其中数据结构重新打包整理，并将其显示和存储，同时进行FFT变换和显示。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述输电线路相间距轨迹动态测量装置的方法，其特征在于，包括步骤：

在输电线路同一断面不同相的共3个间隔棒上各安装一个数据采集前置装置；中相和两个边相分别构成A-B和B-C两组相间距监测装置；

在铁塔的顶部设置通讯转换系统；

采用双边双向测距；中相安装点作为锚的角色，两个边相安装点作为标签；

每次监测，都由标签发起，向锚发送数据序列和时间戳；

锚收到后将包含了新时间戳的数据序列发回给标签，从而完成一次双边双向测距，获得本次相间距；

标签将相间距数据发送给通讯转换系统；

通讯转换系统再将相间距数据发送给远程的机房服务器。