CN217403367U - 一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，包括，地基增强站，包括第一北斗设备；监测单元，包括第二北斗设备、监测传感器，设置于边坡监测点；以及，处理单元，包括云平台，用于对第一北斗设备、第二北斗设备、监测传感器回传的数据进行解算以及比对，本实用新型利用卫星系统进行定位，可以实现远程恶劣天气条件下的数据采集，数据可靠，杜绝了人为的失误与误差，连续监测从而快速检测到临界变化，能在时态恶化之前采取处理措施，同时还接入预警平台，通过云平台进行数据解算与比对，根据比对结果，从而能在超出预定极限值时自动报警。

Description

一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统

技术领域

本实用新型涉及形变检测技术领域，特别是，涉及一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统。

背景技术

目前，输电线路作为重要的电力能源输送设施，其安全性直接关系到电网供电的可靠性，高压输电塔，特别是大跨越输电塔，具有塔体高、跨距远、柔度大等特点，对地震、强风及导线覆冰等环境载荷反应强烈，经过长时间的运营和使用后，塔基会受到周边地质条件的影响，在遭遇泥石流、台风、冰雪等恶劣天气时，输电线路周边容易发生极端条件下的地质塌方，从而引起输电铁塔的动态倒塌破坏。

随着我国北斗卫星导航系统建设的不断完善，以及国家北斗地基增强系统的建设，目前我国已经可以在全国29个省份提供北斗厘米级和毫米级高精度位置服务，并可同步支持北斗、GPS、GLONASS等卫星导航技术，在行业应用方面，北斗自动化监测系统已经在桥梁、建筑、地震等行业中应用并取得很好的效益，但是在电力行业中，利用北斗定位技术进行输电线路边坡的地址灾害形变监测鲜有案例，因为，高压输电线路电晕放电会产生无线电干扰，同时特高压线路作为大型金属障碍物，对邻近的北斗监测站接收空间卫星所发信号可能会产生一定程度的屏蔽和散射。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的数据传输困难，后期维护困难且站点获取的数据量较少，很难对地质灾害进行宏观统计分析的缺陷，从而提供一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，包括，

地基增强站，包括第一北斗设备；

监测单元，包括第二北斗设备、监测传感器，设置于边坡监测点；以及，

处理单元，包括云平台，用于对第一北斗设备、第二北斗设备、监测传感器回传的数据进行解算以及比对。

作为本实用新型所述基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统的一种优选方案，其中：所述第一北斗设备包括第一北斗天线、第一北斗接收机，所述第一北斗接收机与第一北斗天线通过电缆信号连接。

作为本实用新型所述基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统的一种优选方案，其中：所述第二北斗设备包括第二北斗天线、第二北斗接收机，所述第二北斗接收机与第二北斗天线通过电缆信号连接。

作为本实用新型所述基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统的一种优选方案，其中：所述云平台与第一北斗接收机、第二北斗接收机以及监测传感器均为无线连接。

作为本实用新型所述基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统的一种优选方案，其中：所述云平台与第一北斗接收机通过局域网进行数据传输，与第二北斗接收机、监测传感器通过加密的移动通讯方式进行数据传输。

所述作为本实用新型所述基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统的一种优选方案，其中：监测单元还包括供电模块，所述供电模块包括太阳能电池方阵、控制器、蓄电池，所述太阳能电池方阵包括若干个并联的太阳能电池板，所述太阳能电池板、控制器、蓄电池为电连接。

作为本实用新型所述基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统的一种优选方案，其中：所述太阳能电池方阵与地面呈倾斜角设置，所述倾斜角范围是30°～50°。

作为本实用新型所述基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统的一种优选方案，其中：还包括预警平台，与云平台无线连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用太阳能的供电方式，较拉线供电方式，更加便捷，同时还容易避雷，也使得本系统的安全度更高，利用卫星系统进行定位，可以实现远程恶劣天气条件下的数据采集，数据可靠，杜绝了人为的失误与误差，连续监测从而快速检测到临界变化，能在时态恶化之前采取处理措施，同时还接入预警平台，通过云平台进行数据解算与比对，根据比对结果，从而能在超出预定极限值时自动报警。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统的第一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统的第二个实施例的结构示意图；

图3为本实用新型一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统的第三个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

本实施例提供了一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，如图1，其包括，

地基增强站100，包括第一北斗设备101；

监测单元200，包括第二北斗设备201、监测传感器202，设置于边坡监测点；以及，

处理单元300，包括云平台301，用于对第一北斗设备101、第二北斗设备201、监测传感器202回传的数据进行解算以及比对。

地基增强站100，为监测点提供高精度基准，第二北斗设备201、监测传感器202安装在边坡处，监测坡顶或坡地的位置变化情况，监测传感器202包括雨量计、测斜仪、液压计等，第一北斗设备101、第二北斗设备201、监测传感器202将数据回传到云平台301，并进行数据解算以及比对，利用北斗相对定位原理，通过将第一北斗设备101、第二北斗设备201分别安置在一条基线的两端，同步观测相同的北斗卫星，以确定基线端点的相对位置或基线向量，在相对定位时，通过对观测量求差，可以消除卫星钟差、接收机钟差，削弱电离层和对流层折射的影响，消去整周模糊度参数等，使基线精度提高，结合北斗地基增强站的数据，通过通信传输网络把解算所需要的载波相位数据、星历等数据同时发送到云平台301，云平台301获得每个监测点和北斗地基增强站100的原始实时数据流，利用北斗数据处理引擎，进行北斗地基增强站100和定位点之间的基线解算。

自动化形变监测通过长时间静态观测，分析坐标变化的时间序列，发现微小的变形，其有益之处在于：

1)可以实现远程以及恶劣天气条件下的数据采集；

2)利用卫星系统进行定位时，对监测点的通视情况不做要求，只要观测信号接收良好即可，因此北斗定位网在选点时更加灵活、方便；

3)全天候作业，不受气候条件影响，真正实现不间断持续测量；

4)数据可靠，杜绝了人为失误与误差；

5)连续监测能快速检测到临界变化，能在事态恶化之前采取处理措施。

实施例2

本实施例提供了一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，如图2，其区别于实施例1的地方在于：

第一北斗设备101包括第一北斗天线101a、第一北斗接收机101b，第一北斗接收机101b与第一北斗天线101a通过电缆信号连接。

第二北斗设备201包括第二北斗天线201a、第二北斗接收机201b，第二北斗接收机201b与第二北斗天线201a通过电缆信号连接。

云平台301与第一北斗接收机101b、第二北斗接收机201b以及监测传感器202均为无线连接。

云平台301与第一北斗接收机101b通过局域网进行数据传输，与第二北斗接收机201b、监测传感器202通过加密的移动通讯方式进行数据传输。

监测单元200还包括供电模块203，供电模块203包括太阳能电池方阵203a、控制器203b、蓄电池203c，太阳能电池方阵203a包括若干个并联的太阳能电池板，太阳能电池板、控制器203b、蓄电池203c为电连接，对于监测区采用太阳能供电的方式，省去了拉线供电的麻烦，且因为太阳能是直流12V供电，不会产生其他负面影响，同时还容易避雷，如果采用220V交流供电有可能使现场施工人员触电，采用太阳能供电，也使得本系统的安全度更高，太阳能电池板将太阳能转化为电能，同时给蓄电池203c充电，再运用蓄电池203c给系统供电形成稳定的供电系统，蓄电池203c一般为铅酸电池，小微型系统中，也可以用镍氢电池、镍铬电池或锂电池，其作用是在有光照时将太阳能电池板所供出的电能存储起来，到需要的时候再释放出来，蓄电池的选择为一个12V/120AH。

太阳能电池方阵203a与地面呈倾斜角设置，倾斜角范围是30°～50°。

第一北斗天线101a、第一北斗接收机101b之间由同轴电缆通讯，第二北斗天线201a、第二北斗接收机201b之间由同轴电缆通讯，第一北斗接收机101b与云平台301之间采用专线通讯，第二北斗接收机201b、监测传感器202与云平台301之间通过无线通讯设备进行加密的3G/4G通讯，监测点的数据通信系统包括多种方式，如无线网桥、GPRS、3G/4G以及光纤等，将变形数据传输至云平台301，考虑到高压输电线路多分布在野外，距离远、地点分散，有些线路位于偏僻地区或跨越高山、河流，因此选用3G/4G这种无线传输的方式较为经济实用，北斗地基增强站100的数据通信采用专用光纤来传输，以确保基站数据传输符合安全保密的要求。

地基增强站100，为监测点提供高精度基准，第二北斗设备201、监测传感器202安装在边坡处，监测坡顶或坡地的位置变化情况，第一北斗设备101、第二北斗设备201、监测传感器202将数据回传到云平台301，并进行数据解算以及比对，利用北斗相对定位原理，通过将第一北斗设备101、第二北斗设备201分别安置在一条基线的两端，同步观测相同的北斗卫星，以确定基线端点的相对位置或基线向量，在相对定位时，通过对观测量求差，可以消除卫星钟差、接收机钟差，削弱电离层和对流层折射的影响，消去整周模糊度参数等，使基线精度提高，结合北斗地基增强站的数据，通过通信传输网络把解算所需要的载波相位数据、星历等数据同时发送到云平台301，云平台301获得每个监测点和北斗地基增强站100的原始实时数据流，利用北斗数据处理引擎，进行北斗地基增强站100和定位点之间的基线解算。

实施例3

本实施例提供了一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，如图3，其区别于实施例1、2的地方在于：还包括预警平台400，与云平台301无线连接。

预警平台400的功能包括地图展示、历史地灾、地灾监测、地灾上报、预警服务，地图展示部分，主要提供隐患点、站点、地灾预警数据信息的叠加和浏览，可以是二维地图和三维球体上叠加和浏览空间图层数据；对隐患点的空间分布、站点信息进行展示，隐患点信息包括：线路名称、边坡号、灾害类型、主要诱因、处理方式等，对历史隐患点数据的查询和列表展示；对各电压等级输电线路边坡环境的管理，累计形变、形变速率和环境监测数据的展示；通过建立灾情上报机制，实现对灾情信息的上报、审批，汛期前普查信息的上报、审批，以及输电线路地址灾害相关文件的下载功能；地灾预警服务根据制定的降雨量信息和预置地貌、坡度、地震和岩性预置数据，并根据既定滑坡、泥石流公式进行一系列的数据处理，得到全国及各省的24、72小时的滑坡、泥石流预警数据。

北斗卫星边坡自动化监测系统，主要运用物联网传感技术、北斗技术、专有云服务、现代网络通讯通信技术对在不同的天气或环境下准实时反映输电线路边坡变形情况，根据对实时位移数据的实时分析，对分析后适当的数据存储、分类、提取、统计等处理，为数据中心日常管理提供各类报表、图形，为输电线路边坡地质变化预警分析提供决策依据和参考以达到在最短的时间通过短消息、E-MAIL或者声响预警、报警的功能。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，其特征在于：包括，

地基增强站(100)，包括第一北斗设备(101)；

监测单元(200)，包括第二北斗设备(201)、监测传感器(202)，设置于边坡监测点；以及，

处理单元(300)，包括云平台(301)，用于对第一北斗设备(101)、第二北斗设备(201)、监测传感器(202)回传的数据进行解算以及比对。

2.根据权利要求1所述的基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，其特征在于：所述第一北斗设备(101)包括第一北斗天线(101a)、第一北斗接收机(101b)，所述第一北斗接收机(101b)与第一北斗天线(101a)通过电缆信号连接。

3.根据权利要求2所述的基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，其特征在于：所述第二北斗设备(201)包括第二北斗天线(201a)、第二北斗接收机(201b)，所述第二北斗接收机(201b)与第二北斗天线(201a)通过电缆信号连接。

4.根据权利要求3所述的基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，其特征在于：所述云平台(301)与第一北斗接收机(101b)、第二北斗接收机(201b)以及监测传感器(202)均为无线连接。

5.根据权利要求4所述的基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，其特征在于：所述云平台(301)与第一北斗接收机(101b)通过局域网进行数据传输，与第二北斗接收机(201b)、监测传感器(202)通过加密的移动通讯方式进行数据传输。

6.根据权利要求5所述的基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，其特征在于：所述监测单元(200)还包括供电模块(203)，所述供电模块(203)包括太阳能电池方阵(203a)、控制器(203b)、蓄电池(203c)，所述太阳能电池方阵(203a)包括若干个并联的太阳能电池板，所述太阳能电池板、控制器(203b)、蓄电池(203c)为电连接。

7.根据权利要求6所述的基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，其特征在于：所述太阳能电池方阵(203a)与地面呈倾斜角设置，所述倾斜角范围是30°～50°。

8.根据权利要求7所述的基于北斗双天线技术的杆塔形变检测系统，其特征在于：还包括预警平台(400)，与云平台(301)无线连接。

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