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

背景技術(shù)：

輸電線路受自然環(huán)境的影響會出現(xiàn)線路舞，線路舞動是一種較為嚴重的自然災(zāi)害，我國也是線路舞動災(zāi)害最嚴重的國家。線路舞動容易引起線路相間短路、相對地短路、絕緣子損壞、導(dǎo)線斷裂，嚴重時導(dǎo)致線路倒塔，并引發(fā)電網(wǎng)停電事故。

輸電線路的舞動一般是指輸電線路在風(fēng)的激勵下，產(chǎn)生一種低頻（約為0.1HZ~3HZ）、大振幅的導(dǎo)線自激振蕩。其振幅可達到輸電線路的5~300倍，振幅峰值可達到10多米。輸電線路舞動的半波數(shù)對舞動的波形影響很大，一般只考慮1個、2個、3個、4個半波的情況，5個及以上半波數(shù)的舞動幅值會很小，不會引起輸電線路的故障，所以不予考慮。

我國受輸電線路舞動幫的影響很大，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，輸電線路舞動災(zāi)害的頻率明顯增加，嚴重影響電網(wǎng)的安全持續(xù)運行，造成重大經(jīng)濟損失。所以對于輸電線路舞動的在線監(jiān)測與防治就變得尤為緊迫。

現(xiàn)行的輸電線路舞動監(jiān)測方法可謂百花齊放，如：基于加速度傳感器導(dǎo)線舞動的在線監(jiān)測、基于光纖傳感器導(dǎo)線舞動的在線監(jiān)測以及基于視頻圖像技術(shù)的導(dǎo)線舞動在線監(jiān)測技術(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)線舞動的在線監(jiān)測成本較高，技術(shù)不夠成熟；基于光纖傳感器導(dǎo)線舞動的在線監(jiān)測受環(huán)境因素影響大等等。所以尋求一種新型、穩(wěn)定的輸電線路舞動監(jiān)測方法非常有必要。

技術(shù)實現(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)的輸電線路舞動在線監(jiān)測方法，能夠?qū)崟r準確監(jiān)測出輸電線路舞動的三維軌跡。

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)的輸電線路舞動在線監(jiān)測方法，包括：北斗衛(wèi)星定位RTK接收機模塊、數(shù)據(jù)鏈模塊、軟件分析處理模塊、成像監(jiān)測與報警模塊和電源模塊；

其中：

RTK接收機：

接收機安裝點的選取規(guī)則為：基準站接收機從變壓器開始，每隔一個輸電線路鐵塔選取一個安裝點，這樣選取安裝點是綜合考慮了舞動軌跡模擬和成本問題而做出的最佳選擇，在每個安裝點裝設(shè)基準站接收機；移動站接收機安裝點選擇為輸電線路B相中點、兩個三等分點；需要在輸電線路中間裝設(shè)一個移動站接收機，輸電線路三等分點各裝設(shè)一個移動站接收機，這樣的裝設(shè)的原因在于輸電線路舞動半波數(shù)一般只考慮為1個、2個、3個、4個的情況，根據(jù)三個移動站監(jiān)測到的準確實時位置信息，經(jīng)過專家軟件的在線分析可以準確得出輸電線路舞動的半波數(shù)，進而得到輸電線路舞動軌跡。

為了使定位精度達到厘米級，同時保證測出實時性的位置信息，采用載波相位差分技術(shù)即RTK測量技術(shù)；RTK要求一個基準站不動，采用精密儀器準確測出該點的三維坐標，即經(jīng)度、維度和高度?；鶞收窘邮諜C同時接收4個衛(wèi)星信號，分析計算后得出基準站的測量三維坐標；與準確三維坐標相比較，得出相應(yīng)的誤差值。移動站接收機測出的移動站測量三維坐標，在加以基準站誤差，得出精度可達厘米級的移動站三維坐標；

另外，本次RTK測量技術(shù)，精度為厘米級，數(shù)據(jù)更新頻率為20HZ，速度精度為0.02m/s；可以做到實時性、準確性。

數(shù)據(jù)鏈模塊：

基準站接收機內(nèi)數(shù)據(jù)鏈模塊包括：調(diào)制解調(diào)器、電臺和GPRS通信模塊；

基準站調(diào)制解調(diào)器是將誤差值信號進行編碼和調(diào)制，輸入到電臺，再由電臺發(fā)送出去，供移動接收站接收利用。電臺接收調(diào)制器編碼的誤差信號，供移動接收機利用，計算出移動接收機的準確位置，并將精確的位置信號由移動站電臺發(fā)送給基準站。GPRS通信模塊用于基準站將由移動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)。

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

移動站調(diào)制解調(diào)器是將移動站計算后的精確位置信號編碼和調(diào)制，輸入到電臺，再由電臺發(fā)送出去，供基準站接收。

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

軟件分析處理模塊：

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

成像監(jiān)測模塊與報警模塊：

根據(jù)分析結(jié)果實時顯示輸電線路舞動軌跡，根據(jù)軌跡信息，做出是否發(fā)出線路舞動預(yù)警信號。

電源模塊：

采用蓄電池、感應(yīng)取電裝置、振動取能裝置中的一種或多種。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明通過北斗定位的實時性、連續(xù)性、精確性，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸電線路舞動軌跡全天候的在線監(jiān)測。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的接收機位置圖。

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

結(jié)合附圖，具體實施方案如下：

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

（1）選取測量點：從變電站開始，每隔一個輸電線路鐵塔選取一個測量點；

（2）在變電站頂端裝設(shè)一個北斗衛(wèi)星定位RTK基準站接收機，用作RTK測量技術(shù)中的基準站接收機1；

（3）在被選擇作為測量點的輸電線路鐵塔上裝設(shè)基準站接收機，每隔一個輸電線路鐵塔裝設(shè)一個基準站接收機1；

（4）在每段三相輸電線路的B相輸電線路的中點、兩個三等分點分別裝設(shè)一個北斗衛(wèi)星定位RTK移動站接收機，用作RTK測量技術(shù)中的移動站接收機2；

（5）在每個基準站接收機1與移動站接收機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)測模塊5以及報警模塊；

（7）采用RTK測量技術(shù)，由控制站中的軟件接收處理模塊分析基準站接收機與移動站接收機在線采集到的數(shù)據(jù)，準確得出輸電線路舞動的半波數(shù)，進而得到輸電線路的舞動軌跡，然后送出軌跡信息，供監(jiān)測中心發(fā)出是否預(yù)警或檢修的信號，成像監(jiān)測模塊與報警模塊根據(jù)分析結(jié)果實時顯示輸電線路舞動軌跡，根據(jù)軌跡信息，做出是否發(fā)出線路舞動預(yù)警信號。

基準站接收機內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈模塊包括有調(diào)制解調(diào)器、電臺和GPRS通信模塊。

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

基準站接收機的供電模塊采用蓄電池，移動站接收機的供電模塊采用振動取能裝置。

基準站接收機與移動站接收機采用一種只能通過衛(wèi)星載波信號、電臺信號以及GPRS信號的金屬防護罩。

控制站中的軟件接收處理模塊的具體處理過程為：

（1）RTK測量技術(shù)中要求一個基準站不動，采用精密儀器準確測出該基準站測量點的三維坐標，即經(jīng)度、維度和高度，作為準確三維坐標；基準站接收機同時接收4個衛(wèi)星信號，分析計算后得出基準站測量點的三維坐標，與準確三維坐標相比較，得出相應(yīng)的誤差值；移動站接收機測出的移動站測量點的三維坐標，再加以基準站測量點的誤差，得出精度可達厘米級的移動站三維坐標；

（2）基準站接收機內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈模塊中的調(diào)制解調(diào)器是將基準站測量點的誤差值信號進行編碼和調(diào)制，輸入到電臺，再由電臺發(fā)送出去，供移動站接收站接收利用，計算出移動站接收機的準確位置，并將精確的位置信號由移動站接收機內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈模塊中的電臺發(fā)送給基準站；GPRS通信模塊用于基準站將由移動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）移動站接收機內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈模塊中的調(diào)制解調(diào)器是將移動站計算后的精確位置信號編碼和調(diào)制，輸入到電臺，再由電臺發(fā)送出去，供基準站接收。

實施例

1、制作RTK接收機，在每個接收機上安裝數(shù)據(jù)鏈模塊；

2、每隔一個輸電線鐵塔裝設(shè)一個基準站接收機；

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

4、每個接收機都裝設(shè)金屬保護殼；

5、搭建終端控制站：包括計算機、輸電線路舞動軌跡顯示屏和報警裝置。

整個系統(tǒng)搭建完成并運行后，基準站接受衛(wèi)星信號進行定位，與精準坐標進行比較，得出誤差值，經(jīng)電臺發(fā)送該值到移動站電臺，供分析計算移動站精確位置坐標，在經(jīng)過移動站電臺將精確坐標發(fā)送給基準站，最后經(jīng)過基準站GPRS模塊將精確移動站位置坐標發(fā)送給控制站計算機，計算機基于互聯(lián)網(wǎng)接收所有基準站發(fā)出的移動站的精確位置信號，并進行軟件分析處理，得出輸電線路舞動的實時軌跡信號，最后將輸電線路實時軌跡在顯示屏上顯示出來，并根據(jù)軌跡形狀以及具體的數(shù)據(jù)比對，判斷出是否發(fā)出線路舞動預(yù)警信號。