输电线路北斗高精度位置感知与地面增强网链路互助方法与流程

1.本发明涉及输电线路铁塔形变监测技术领域，特别是指一种输电线路北斗高精度位置感知与地面增强网链路互助方法。


背景技术：

2.中国北斗卫星导航系统(bds)是中国自行研制的全球卫星导航系统。卫星导航系统是关乎国家经济安全、国防安全、公共安全的重大信息基础资源和战略威慑基础资源，是建设和谐社会、服务人民大众、提升生活质量的重要工具。导航与位置服务产业将通信、地理信息、对地观测有效地结合，正逐步发展为国家的战略性产业，也是当前最具有创新性和生命力的新兴信息产业之一。
3.gnss空间相关性将随监测站间距离的增加而减弱，从而导致定位精度降低。而特高压输电塔多数分布范围广，且大多经过大面积水库、湖泊和崇山峻岭，在铁塔附近建设稳定的北斗基准站，存在选址困难、运维时效性低的问题。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。国外关于高压输电线路对gps/北斗接收信号影响的研究较少，而国内更是尚未开展相关研究，随着电力建设的加速推进，开展高压输电线路对北斗信号影响的研究十分必要。


技术实现要素：

4.针对上述背景技术中存在的不足，本发明提出了一种输电线路北斗高精度位置感知与地面增强网链路互助方法，解决了现有北斗基准站选址困难、运维时效性低的问题，还降低了高压输电线路对北斗信号的影响。
5.本发明的技术方案是这样实现的：一种输电线路北斗高精度位置感知与地面增强网链路互助方法，其步骤如下：步骤一：将gnss天线置于输电线路铁塔指定的监测点上，通过线缆与gnss天线接收机相连接，实时采集监测点的gnss卫星原始观测数据；步骤二：gnss天线接收机通过数据传输模块向数据处理模块发送gnss卫星原始观测数据；步骤三：通过数据处理模块对接收的gnss卫星原始观测数据进行解码，并进行北斗高精度解算，获取监测点的概略位置；步骤四：将监测点的概略位置作为虚拟参考站位置向北斗地基增强系统请求虚拟参考站观测值；步骤五：由数据处理模块将虚拟参考站观测值与监测点观测值进行实时差分短基线解算和事后短基线解算，获取监测点的坐标；步骤六：数据处理模块也可事后获得北斗地基增强系统基准站的观测数据，与监测点观测数据直接进行相对定位，获取监测点的位置；
步骤七：由数据处理模块将步骤五的实时解算结果和步骤六的结果存储到sql数据库中；步骤八：安全预警平台以b/s为构架，实时读取sql数据库中监测点变形信息进行融合分析，同时按照变形规范要求设置预警值，如果铁塔变形过大超过阈值则进行报警并显示在安全预警平台上。
6.所述gnss卫星包括gps卫星、dbs卫星、glonass卫星和伽利略卫星。
7.所述进行北斗高精度解算，获取监测点的概略位置的方法为：依次利用最小二乘解算算法和扩展卡尔曼滤波解算模型，对gnss卫星原始观测数据进行预处理，得出gnss天线接收机钟差和伪距单点定位，同步完成周跳探测和修复之后，通过计算浮点解坐标、估计对流层参数，得出监测点的概略位置。
8.所述数据处理模块与北斗地基增强系统通过数据传输模块实现双向通信。
9.所述监测点变形信息包括定位信息和倾角变化信息。
10.与现有技术相比，本发明产生的有益效果为：1）将北斗全球定位系统及北斗地基增强网基准地面高精度服务结合，应用到输电线路塔基形变监测领域，增加了北斗 输电的应用场景应用推动运检智能化水平提升。
11.2）通过研究gnss定位精度空间相关性特征分析、高压输电线无线电干扰及电磁散射对北斗卫星信号影响的抑制，充分利用北斗高精度基础设施，降低监测成本；通过全天候全天时连续监测采集数据，为铁塔变形和安全分析提供海量数据基础、为辅助决策、提前预警提供可靠依据。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.如图1所示，本发明实施例提供了一种输电线路北斗高精度位置感知与地面增强网链路互助方法，其步骤如下：步骤一：将gnss天线置于输电线路铁塔指定的监测点上，通过线缆与gnss天线接收机相连接，实时采集监测点的gnss卫星原始观测数据；所述gnss卫星包括gps卫星、dbs卫星、glonass卫星和伽利略卫星。
16.步骤二：将gnss天线接收机通过数据传输模块向数据处理模块发送gnss卫星原始观测数据；
步骤三：通过数据处理模块对接收的gnss卫星原始观测数据进行解码，并进行北斗高精度解算，获取监测点的概略位置；所述进行北斗高精度解算，获取监测点的概略位置的方法为：依次利用最小二乘解算算法和扩展卡尔曼滤波解算模型，对gnss卫星原始观测数据进行预处理，自动识别并剔除干扰数据，得出gnss天线接收机钟差和伪距单点定位，同步完成周跳探测和修复之后，通过计算浮点解坐标、估计对流层参数，得出监测点的概略位置。
17.步骤四：将监测点的概略位置作为虚拟参考站位置向北斗地基增强系统请求虚拟参考站观测值；所述数据处理模块与北斗地基增强系统通过数据传输模块实现双向通信。
18.步骤五：由数据处理模块将虚拟参考站观测值与监测点观测值进行实时差分短基线解算和事后短基线解算，获取监测点的坐标；利用北斗数据处理引擎，进行基站和定位点之间基线解算，获取铁塔高精度的实时三维坐标，提升输电杆塔管理水平。
19.步骤六：数据处理模块也可事后获得北斗地基增强系统基准站的观测数据，与监测点观测数据直接进行相对定位，获取监测点的位置。
20.步骤七：由数据处理模块将步骤五的实时解算结果和步骤六的结果存储到sql数据库中。
21.步骤八：安全预警平台以b/s为构架，实时读取sql数据库中监测点变形信息进行融合分析，同时按照变形规范要求设置预警值，如果铁塔变形过大超过阈值则进行报警并显示在安全预警平台上。所述监测点变形信息包括定位信息和倾角变化信息。
22.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种输电线路北斗高精度位置感知与地面增强网链路互助方法，其特征在于，其步骤如下：步骤一：将gnss天线置于输电线路铁塔指定的监测点上，通过线缆与gnss天线接收机相连接，实时采集监测点的gnss卫星原始观测数据；步骤二：gnss天线接收机通过数据传输模块向数据处理模块发送gnss卫星原始观测数据；步骤三：通过数据处理模块对接收的gnss卫星原始观测数据进行解码，并进行北斗高精度解算，获取监测点的概略位置；步骤四：将监测点的概略位置作为虚拟参考站位置向北斗地基增强系统请求虚拟参考站观测值；步骤五：由数据处理模块将虚拟参考站观测值与监测点观测值进行实时差分短基线解算和事后短基线解算，获取监测点的坐标；步骤六：数据处理模块也可事后获得北斗地基增强系统基准站的观测数据，与监测点观测数据直接进行相对定位，获取监测点的位置；步骤七：由数据处理模块将步骤五的实时解算结果和步骤六的结果存储到sql数据库中；步骤八：安全预警平台以b/s为构架，实时读取sql数据库中监测点变形信息进行融合分析，同时按照变形规范要求设置预警值，如果铁塔变形过大超过阈值则进行报警并显示在安全预警平台上。2.根据权利要求1所述的输电线路北斗高精度位置感知与地面增强网链路互助方法，其特征在于，所述gnss卫星包括gps卫星、dbs卫星、glonass卫星和伽利略卫星。3.根据权利要求1或2所述的输电线路北斗高精度位置感知与地面增强网链路互助方法，其特征在于，所述进行北斗高精度解算，获取监测点的概略位置的方法为：依次利用最小二乘解算算法和扩展卡尔曼滤波解算模型，对gnss卫星原始观测数据进行预处理，得出gnss天线接收机钟差和伪距单点定位，同步完成周跳探测和修复之后，通过计算浮点解坐标、估计对流层参数，得出监测点的概略位置。4.根据权利要求3所述的输电线路北斗高精度位置感知与地面增强网链路互助方法，其特征在于，所述数据处理模块与北斗地基增强系统通过数据传输模块实现双向通信。5.根据权利要求1或4所述的输电线路北斗高精度位置感知与地面增强网链路互助方法，其特征在于，所述监测点变形信息包括定位信息和倾角变化信息。

技术总结
本发明提出了一种输电线路北斗高精度位置感知与地面增强网链路互助方法，首先，GNSS天线接收机将实时采集监测点的GNSS卫星原始观测数据通过数据传输模块发送至数据处理模块；其次，对接收的GNSS卫星原始观测数据进行解码，并进行北斗高精度解算，获取监测点的概略位置，并通过基线解算获取监测点的坐标；然后，获得北斗地基增强系统基准站的观测数据，与监测点观测数据直接进行相对定位，获取监测点的位置；最后，根据监测点的坐标和位置对监测点变形信息进行融合分析，并在出现异常时报警。本发明将北斗系统及北斗地基增强系统高精度服务结合，应用到输电线路塔基形变监测领域，增加了北斗 输电的应用场景应用推动运检智能化水平提升。智能化水平提升。智能化水平提升。


技术研发人员：盛从兵 楚明月 杜立江 王喜忠 吴述伟 李玉伟 何铭 姜志甫 张中宽 蔡秀忠
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2021.08.30
技术公布日：2021/10/8