本發(fā)明涉及一種輸電線路舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的輸電線路舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

輸電線路受自然環(huán)境的影響會(huì)出現(xiàn)線路舞，線路舞動(dòng)是一種較為嚴(yán)重的自然災(zāi)害，我國(guó)也是線路舞動(dòng)災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家。線路舞動(dòng)容易引起線路相間短路、相對(duì)地短路、絕緣子損壞、導(dǎo)線斷裂，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致線路倒塔，并引發(fā)電網(wǎng)停電事故。

輸電線路的舞動(dòng)一般是指輸電線路在風(fēng)的激勵(lì)下，產(chǎn)生一種低頻（約為0.1HZ~3HZ）、大振幅的導(dǎo)線自激振蕩。其振幅可達(dá)到輸電線路的5~300倍，振幅峰值可達(dá)到10多米。輸電線路舞動(dòng)的半波數(shù)對(duì)舞動(dòng)的波形影響很大，一般只考慮1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)半波的情況，5個(gè)及以上半波數(shù)的舞動(dòng)幅值會(huì)很小，不會(huì)引起輸電線路的故障，所以不予考慮。

我國(guó)受輸電線路舞動(dòng)幫的影響很大，南起湖南，北至東北，都是頻繁受災(zāi)區(qū)，范圍之廣，令人堪憂。近年來(lái)，輸電線路舞動(dòng)災(zāi)害的頻率明顯增加，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全持續(xù)運(yùn)行，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。所以對(duì)于輸電線路舞動(dòng)的在線監(jiān)測(cè)與防治就變得尤為緊迫。

現(xiàn)行的輸電線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)方法可謂百花齊放，如：基于加速度傳感器導(dǎo)線舞動(dòng)的在線監(jiān)測(cè)、基于光纖傳感器導(dǎo)線舞動(dòng)的在線監(jiān)測(cè)以及基于視頻圖像技術(shù)的導(dǎo)線舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)等等。每一種技術(shù)都存在不足之處，比如基于加速度傳感器導(dǎo)線舞動(dòng)的在線監(jiān)測(cè)成本較高，技術(shù)不夠成熟；基于光纖傳感器導(dǎo)線舞動(dòng)的在線監(jiān)測(cè)受環(huán)境因素影響大等等。所以尋求一種新型、穩(wěn)定的輸電線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)方法非常有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的輸電線路舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)方法，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)出輸電線路舞動(dòng)的三維軌跡。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，

基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的輸電線路舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)方法，包括：北斗衛(wèi)星定位RTK接收機(jī)模塊、數(shù)據(jù)鏈模塊、軟件分析處理模塊、成像監(jiān)測(cè)與報(bào)警模塊和電源模塊；

其中：

RTK接收機(jī)：

接收機(jī)安裝點(diǎn)的選取規(guī)則為：基準(zhǔn)站接收機(jī)從變壓器開(kāi)始，每隔一個(gè)輸電線路鐵塔選取一個(gè)安裝點(diǎn)，這樣選取安裝點(diǎn)是綜合考慮了舞動(dòng)軌跡模擬和成本問(wèn)題而做出的最佳選擇，在每個(gè)安裝點(diǎn)裝設(shè)基準(zhǔn)站接收機(jī)；移動(dòng)站接收機(jī)安裝點(diǎn)選擇為輸電線路B相中點(diǎn)、兩個(gè)三等分點(diǎn)；需要在輸電線路中間裝設(shè)一個(gè)移動(dòng)站接收機(jī)，輸電線路三等分點(diǎn)各裝設(shè)一個(gè)移動(dòng)站接收機(jī)，這樣的裝設(shè)的原因在于輸電線路舞動(dòng)半波數(shù)一般只考慮為1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)的情況，根據(jù)三個(gè)移動(dòng)站監(jiān)測(cè)到的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)位置信息，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家軟件的在線分析可以準(zhǔn)確得出輸電線路舞動(dòng)的半波數(shù)，進(jìn)而得到輸電線路舞動(dòng)軌跡。

為了使定位精度達(dá)到厘米級(jí)，同時(shí)保證測(cè)出實(shí)時(shí)性的位置信息，采用載波相位差分技術(shù)即RTK測(cè)量技術(shù)；RTK要求一個(gè)基準(zhǔn)站不動(dòng)，采用精密儀器準(zhǔn)確測(cè)出該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，即經(jīng)度、維度和高度?；鶞?zhǔn)站接收機(jī)同時(shí)接收4個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，分析計(jì)算后得出基準(zhǔn)站的測(cè)量三維坐標(biāo)；與準(zhǔn)確三維坐標(biāo)相比較，得出相應(yīng)的誤差值。移動(dòng)站接收機(jī)測(cè)出的移動(dòng)站測(cè)量三維坐標(biāo)，在加以基準(zhǔn)站誤差，得出精度可達(dá)厘米級(jí)的移動(dòng)站三維坐標(biāo)；

另外，本次RTK測(cè)量技術(shù)，精度為厘米級(jí)，數(shù)據(jù)更新頻率為20HZ，速度精度為0.02m/s；可以做到實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性。

數(shù)據(jù)鏈模塊：

基準(zhǔn)站接收機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)鏈模塊包括：調(diào)制解調(diào)器、電臺(tái)和GPRS通信模塊；

基準(zhǔn)站調(diào)制解調(diào)器是將誤差值信號(hào)進(jìn)行編碼和調(diào)制，輸入到電臺(tái)，再由電臺(tái)發(fā)送出去，供移動(dòng)接收站接收利用。電臺(tái)接收調(diào)制器編碼的誤差信號(hào)，供移動(dòng)接收機(jī)利用，計(jì)算出移動(dòng)接收機(jī)的準(zhǔn)確位置，并將精確的位置信號(hào)由移動(dòng)站電臺(tái)發(fā)送給基準(zhǔn)站。GPRS通信模塊用于基準(zhǔn)站將由移動(dòng)站的精確位置信息發(fā)送給終端控制站，可以用2G、3G或者4G網(wǎng)絡(luò)。

移動(dòng)站接收機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)鏈模塊包括：調(diào)制解調(diào)器和電臺(tái)。

移動(dòng)站調(diào)制解調(diào)器是將移動(dòng)站計(jì)算后的精確位置信號(hào)編碼和調(diào)制，輸入到電臺(tái)，再由電臺(tái)發(fā)送出去，供基準(zhǔn)站接收。

另外，電臺(tái)統(tǒng)一采用直接波傳輸，作用距離完全足夠，而且裝設(shè)簡(jiǎn)單，25W功率也很小。

軟件分析處理模塊：

用于分析三點(diǎn)位置信息，根據(jù)具體數(shù)據(jù)可分析出輸電線路舞動(dòng)的具體波形，模擬出輸電線數(shù)舞動(dòng)的軌跡，然后送出軌跡信息，供監(jiān)測(cè)中心發(fā)出是否預(yù)警或檢修的信號(hào)。

成像監(jiān)測(cè)模塊與報(bào)警模塊：

根據(jù)分析結(jié)果實(shí)時(shí)顯示輸電線路舞動(dòng)軌跡，根據(jù)軌跡信息，做出是否發(fā)出線路舞動(dòng)預(yù)警信號(hào)。

電源模塊：

采用蓄電池、感應(yīng)取電裝置、振動(dòng)取能裝置中的一種或多種。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明通過(guò)北斗定位的實(shí)時(shí)性、連續(xù)性、精確性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸電線路舞動(dòng)軌跡全天候的在線監(jiān)測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的接收機(jī)位置圖。

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，具體實(shí)施方案如下：

一種基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的輸電線路舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

（1）選取測(cè)量點(diǎn)：從變電站開(kāi)始，每隔一個(gè)輸電線路鐵塔選取一個(gè)測(cè)量點(diǎn)；

（2）在變電站頂端裝設(shè)一個(gè)北斗衛(wèi)星定位RTK基準(zhǔn)站接收機(jī)，用作RTK測(cè)量技術(shù)中的基準(zhǔn)站接收機(jī)1；

（3）在被選擇作為測(cè)量點(diǎn)的輸電線路鐵塔上裝設(shè)基準(zhǔn)站接收機(jī)，每隔一個(gè)輸電線路鐵塔裝設(shè)一個(gè)基準(zhǔn)站接收機(jī)1；

（4）在每段三相輸電線路的B相輸電線路的中點(diǎn)、兩個(gè)三等分點(diǎn)分別裝設(shè)一個(gè)北斗衛(wèi)星定位RTK移動(dòng)站接收機(jī)，用作RTK測(cè)量技術(shù)中的移動(dòng)站接收機(jī)2；

（5）在每個(gè)基準(zhǔn)站接收機(jī)1與移動(dòng)站接收機(jī)2中分別裝設(shè)數(shù)據(jù)鏈模塊；

（6）在控制站中裝設(shè)軟件接收處理模塊3、監(jiān)控中心4、成像監(jiān)測(cè)模塊5以及報(bào)警模塊；

（7）采用RTK測(cè)量技術(shù)，由控制站中的軟件接收處理模塊分析基準(zhǔn)站接收機(jī)與移動(dòng)站接收機(jī)在線采集到的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確得出輸電線路舞動(dòng)的半波數(shù)，進(jìn)而得到輸電線路的舞動(dòng)軌跡，然后送出軌跡信息，供監(jiān)測(cè)中心發(fā)出是否預(yù)警或檢修的信號(hào)，成像監(jiān)測(cè)模塊與報(bào)警模塊根據(jù)分析結(jié)果實(shí)時(shí)顯示輸電線路舞動(dòng)軌跡，根據(jù)軌跡信息，做出是否發(fā)出線路舞動(dòng)預(yù)警信號(hào)。

基準(zhǔn)站接收機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈模塊包括有調(diào)制解調(diào)器、電臺(tái)和GPRS通信模塊。

移動(dòng)站接收機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈模塊包括有調(diào)制解調(diào)器和電臺(tái)。

基準(zhǔn)站接收機(jī)的供電模塊采用蓄電池，移動(dòng)站接收機(jī)的供電模塊采用振動(dòng)取能裝置。

基準(zhǔn)站接收機(jī)與移動(dòng)站接收機(jī)采用一種只能通過(guò)衛(wèi)星載波信號(hào)、電臺(tái)信號(hào)以及GPRS信號(hào)的金屬防護(hù)罩。

控制站中的軟件接收處理模塊的具體處理過(guò)程為：

（1）RTK測(cè)量技術(shù)中要求一個(gè)基準(zhǔn)站不動(dòng)，采用精密儀器準(zhǔn)確測(cè)出該基準(zhǔn)站測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)，即經(jīng)度、維度和高度，作為準(zhǔn)確三維坐標(biāo)；基準(zhǔn)站接收機(jī)同時(shí)接收4個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，分析計(jì)算后得出基準(zhǔn)站測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)，與準(zhǔn)確三維坐標(biāo)相比較，得出相應(yīng)的誤差值；移動(dòng)站接收機(jī)測(cè)出的移動(dòng)站測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)，再加以基準(zhǔn)站測(cè)量點(diǎn)的誤差，得出精度可達(dá)厘米級(jí)的移動(dòng)站三維坐標(biāo)；

（2）基準(zhǔn)站接收機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈模塊中的調(diào)制解調(diào)器是將基準(zhǔn)站測(cè)量點(diǎn)的誤差值信號(hào)進(jìn)行編碼和調(diào)制，輸入到電臺(tái)，再由電臺(tái)發(fā)送出去，供移動(dòng)站接收站接收利用，計(jì)算出移動(dòng)站接收機(jī)的準(zhǔn)確位置，并將精確的位置信號(hào)由移動(dòng)站接收機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈模塊中的電臺(tái)發(fā)送給基準(zhǔn)站；GPRS通信模塊用于基準(zhǔn)站將由移動(dòng)站的精確位置信息發(fā)送給終端控制站，可以用2G、3G或者4G網(wǎng)絡(luò)；

（3）移動(dòng)站接收機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈模塊中的調(diào)制解調(diào)器是將移動(dòng)站計(jì)算后的精確位置信號(hào)編碼和調(diào)制，輸入到電臺(tái)，再由電臺(tái)發(fā)送出去，供基準(zhǔn)站接收。

實(shí)施例

1、制作RTK接收機(jī)，在每個(gè)接收機(jī)上安裝數(shù)據(jù)鏈模塊；

2、每隔一個(gè)輸電線鐵塔裝設(shè)一個(gè)基準(zhǔn)站接收機(jī)；

3、在每段高壓三相輸電線路的B相的中點(diǎn)、三等分點(diǎn)分別裝設(shè)一個(gè)移動(dòng)站接收機(jī)；

4、每個(gè)接收機(jī)都裝設(shè)金屬保護(hù)殼；

5、搭建終端控制站：包括計(jì)算機(jī)、輸電線路舞動(dòng)軌跡顯示屏和報(bào)警裝置。

整個(gè)系統(tǒng)搭建完成并運(yùn)行后，基準(zhǔn)站接受衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位，與精準(zhǔn)坐標(biāo)進(jìn)行比較，得出誤差值，經(jīng)電臺(tái)發(fā)送該值到移動(dòng)站電臺(tái)，供分析計(jì)算移動(dòng)站精確位置坐標(biāo)，在經(jīng)過(guò)移動(dòng)站電臺(tái)將精確坐標(biāo)發(fā)送給基準(zhǔn)站，最后經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)站GPRS模塊將精確移動(dòng)站位置坐標(biāo)發(fā)送給控制站計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)基于互聯(lián)網(wǎng)接收所有基準(zhǔn)站發(fā)出的移動(dòng)站的精確位置信號(hào)，并進(jìn)行軟件分析處理，得出輸電線路舞動(dòng)的實(shí)時(shí)軌跡信號(hào)，最后將輸電線路實(shí)時(shí)軌跡在顯示屏上顯示出來(lái)，并根據(jù)軌跡形狀以及具體的數(shù)據(jù)比對(duì)，判斷出是否發(fā)出線路舞動(dòng)預(yù)警信號(hào)。