一种电力铁塔倾斜度监测系统的制作方法

本申请涉及电力铁塔监测领域，特别是涉及一种电力铁塔倾斜度监测系统。

背景技术：

1、连接电力供应地和电力需求地的电网，特别是跨区电网和超、特高压输电线路，有不少出于地形复杂和自然环境恶劣之地，长期暴露在野外的电力铁塔、输电线、绝缘子，受到材料老化、腐蚀、雷击闪络、冰雪灾害等自然原因和人为偷盗、违章作业等人为原因影响时，极易发生磨损、倒塔、断线等损伤和意外，因此需要对这些设备进行实时监测。

2、传统的监测手段包括：一、人工巡检，人工巡检方法的复巡周期较长，一般为每月巡视一次，难以及时发现输电线路存在的安全隐患。二、载人直升机巡检，载人直升机巡检的方式迅速快捷，单次巡检效率高，但是载人直升机需设置临时的起降点，购买、维护、保养直升机以及驾驶员聘用开支巨大，超低空飞行受国家管制，致使巡检出勤率较低，很难达到电力部门的巡检要求。三、无人机巡检，无人机受续航能力的限制，难以实现大范围的巡检，比较适合于精细巡检和定点巡检，并且无人机需要人员进行控制，导致巡检效率和质量依然主要由人工决定。四、基于倾角传感器检测手段，该方法测量的电力铁塔的倾斜度，其测量精度难以达到741规程的测量精度要求，并且倾角传感器只能测量铁塔局部的角度变化，难以反映铁塔的整体变形。

3、由此可见，如何更好的实现对电力铁塔形变程度的监测是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种电力铁塔倾斜度监测系统，以更好的实现对电力铁塔形变程度的监测。

2、为解决上述技术问题，本申请提供一种电力铁塔倾斜度监测系统，包括：

3、天线、信号接收装置；

4、所述天线安装于铁塔上，用于接收卫星对电力铁塔的观测信号；

5、所述天线与所述信号接收装置连接，用于将所述观测信号传输至所述信号接收装置进行处理；

6、所述信号接收装置用于根据所述观测信号计算电力铁塔的倾斜度。

7、优选的，还包括：监控平台；

8、所述监控平台与所述信号接收装置连接，用于汇总并保存所述信号接收装置发送的观测数据。

9、优选的，所述信号接收装置还用于对所述观测信号进行周跳探测与修复。

10、优选的，所述对所述观测信号进行周跳探测包括：

11、利用m个无周跳的载波相位测量值训练初始os-elm预测模型；

12、根据前t个历元的载波相位测量值计算第t+1历元的载波相位预测值；

13、根据所述观测信号测量卫星的载波相位观测值和伪距测量值；

14、计算os-elm预测模型在t+1历元的预测方差

15、

16、构造周跳探测统计量

17、若所述周跳探测统计量超出阈值，则确认所述观测信号发生周跳；

18、若所述周跳探测统计量没有超出阈值，则确认所述观测信号没有发生周跳。

19、优选的，对所述观测信号进行修复包括：

20、计算发生周跳的大小

21、自发生周跳的时刻启，将所有时刻的载波相位观测值加上预设数值。

22、优选的，所述根据所述观测信号计算电力铁塔的倾斜度包括：

23、根据所述观测信号计算北斗卫星的载波相位观测值和伪距测量值；

24、利用加权最小二乘法来求解双差整周模糊度候选解的浮点解；

25、利用伪距测量值和载波相位观测值建立双差模型以解算模糊度；

26、使用序贯检测算法、ratio算法、成功率/失败率算法、固定失败率算法对整周模糊度进行确认；

27、计算出两个天线确定的基线矢量，并与基准站坐标叠加以得到电力铁塔的倾斜度信息；

28、利用kalman滤波器进行多历元的滤波以提高定位精度。

29、优选的，所述计算出两个天线确定的基线矢量，并与基准站坐标叠加以得到电力铁塔的倾斜度信息包括：

30、选取两条基线中上端点的y坐标较小，下端点y坐标较大的两点，分别记作a1、b1，做水平方向的平行线，与另一条线段交于对应的两点a2、b2，分别选取a1、b1的中点m1和a2、b2的中点m2，线段m1m2与垂直方向的夹角θ即为电力铁塔的倾斜度。

31、优选的，所述监控平台还用于基于铁塔状态预测模型对电力铁塔的状态进行评估和预警。

32、优选的，所述铁塔状态预测模型对电力铁塔的状态的评估公式为：

33、

34、h＝msemax*r；

35、其中，xt为t时刻观察到的真实值，yt为t时刻的预测值。mse表示整个测试集的平均误差，h代表铁塔状态阈值。msemax为模型训练过程中的mse的最大值，r为经验系数；

36、若在t时刻(yt-xt)2＞h，则确认t时刻铁塔的状态是异常状态。

37、优选的，当连续多次监测到铁塔的状态是异常状态时发送报警信息。

38、本申请所提供的电力铁塔倾斜度监测系统，包括：天线、信号接收装置；天线安装于铁塔上，用于接收卫星对电力铁塔的观测信号；天线与信号接收装置连接，用于将观测信号传输至信号接收装置进行处理；信号接收装置用于根据观测信号计算电力铁塔的倾斜度。相较于当前技术中，在进行电力铁塔倾斜度监测时无法反映铁塔的整体变形，浪费人力物力，采用本技术方案，使用卫星对铁塔的状态进行监测，通过天线接收到观测信号后发送至信号接收装置进行信号的处理和分析，信号接收装置能够根据观测信号计算电力铁塔的倾斜度，采用本技术方案，能够通过接收卫星信号实现对电力铁塔倾斜度的实时监测，相较于人工巡检或倾角传感器监测等手段，本申请中通过卫星对电力铁塔进行观测，能够提供更精准全面的铁塔信息，反映铁塔的整体变形情况，从而有效避免铁塔倾斜、倒塌、线路跳闸、断线等危害事故的发生。

技术特征：

1.一种电力铁塔倾斜度监测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电力铁塔倾斜度监测系统，其特征在于，还包括：监控平台；

3.根据权利要求1所述的电力铁塔倾斜度监测系统，其特征在于，所述信号接收装置还用于对所述观测信号进行周跳探测与修复。

4.根据权利要求3所述的电力铁塔倾斜度监测系统，其特征在于，所述对所述观测信号进行周跳探测包括：

5.根据权利要求4所述的电力铁塔倾斜度监测系统，其特征在于，对所述观测信号进行修复包括：

6.根据权利要求5所述的电力铁塔倾斜度监测系统，其特征在于，所述根据所述观测信号计算电力铁塔的倾斜度包括：

7.根据权利要求6所述的电力铁塔倾斜度监测系统，其特征在于，所述计算出两个天线确定的基线矢量，并与基准站坐标叠加以得到电力铁塔的倾斜度信息包括：

8.根据权利要求2所述的电力铁塔倾斜度监测系统，其特征在于，所述监控平台还用于基于铁塔状态预测模型对电力铁塔的状态进行评估和预警。

9.根据权利要求8所述的电力铁塔倾斜度监测系统，其特征在于，所述铁塔状态预测模型对电力铁塔的状态的评估公式为：

10.根据权利要求9所述的电力铁塔倾斜度监测系统，其特征在于，当连续多次监测到铁塔的状态是异常状态时发送报警信息。

技术总结
本申请涉及电力铁塔监测领域，公开了一种电力铁塔倾斜度监测系统，包括：天线、信号接收装置；天线安装于铁塔上，用于接收卫星对电力铁塔的观测信号；天线与信号接收装置连接，用于将观测信号传输至信号接收装置进行处理；信号接收装置用于根据观测信号计算电力铁塔的倾斜度。采用本技术方案，使用卫星对铁塔的状态进行监测，通过天线接收到观测信号后发送至信号接收装置进行信号的处理和分析，信号接收装置能够根据观测信号计算电力铁塔的倾斜度，采用本技术方案，能够通过接收卫星信号实现对电力铁塔倾斜度的实时监测，能够提供更精准全面的铁塔信息，反映铁塔的整体变形情况，从而有效避免铁塔倾斜、倒塌、线路跳闸、断线等危害事故的发生。

技术研发人员：邢海青,孙磊,马蔡国,姚海燕,闻建平,蒋栋平,章保印,柳闯,倪涛,胡汉卿
受保护的技术使用者：杭州凯达电力建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12