杆塔沉降解决方案

本系统主要由布置在电力铁塔塔角的监测点设备(北斗天线+北斗接收设备)、北斗基准站和预警系统平台(云监控平台)三大部分组成。基于北斗的电力铁塔沉降监测系统总体框架如下图所示。基于北斗的电力铁塔沉降监测系统可以应用于不同电压等级的电力铁塔,其主要功能有:
——采用“北斗三代静态差分定位技术”测量电力铁塔的沉降量,实现24小时全天候实时监测,6个小时的竖直测量精度可达1.5mm±0.5ppm。
——云监控平台将电力铁塔沉降监测信息进行集中汇总,利用基于序列学习的铁塔安全综合分析与决策方法,对电力铁塔安全状态进行精准评估与预测。

1.北斗监测站:

北斗Ⅲ高精度变形监测站采用自主研制的GD300监测型GNSS接收机设备+北斗天线。采用差分定位的方式对山体进行24小时实时变形监测,差分的目的主要是为了消除接收机钟差、卫星钟差以及削弱空间相关的大气延迟误差。北斗Ⅲ高精度变形监测站融合了北斗Ⅲ高精度定位技术、GPRS无线通信技术、网络通信技术以及智能信息处理技术。

2.基准站:

方式一:在北斗监测点以外的山体基岩上,或变电站、配电所的楼顶,或电力铁塔上安装北斗基准站。展示的是在山体基岩上设置的基准站。基准站坐标已知,并长期保持稳定。基准站接收北斗卫星数据,并通过电台或4G通信模块将差分数据发送至导线上的北斗监测点装置,供差分定位解算,以得到导线的高精度坐标。基准站采用太阳能供电,配备200Ah磷酸铁锂蓄电池,和400W太阳能板,以保证在连续阴雨情况下,可持续20以上天稳定供电。
方式二:采用网络RTK或者千寻基准站的方式进行数据差分。

3.关键技术点

(1)北斗三代静态差分定位技术应用于塔形监测
           通过接收多颗卫星、多历元下的北斗卫星信号,利用静态差分定位技术得到监测点的定位坐标,然后将数据传输到云平台,云平台利用智能信息处理技术,6个小时的竖直定位精度可达到1.5mm±5ppm。沉降测量方法应用于塔形监测领域,有定位精度高,自动化等特点。
(2)监测点设备设计及信号抗干扰设计
           监测点设备外壳为防水、防爆、防冻设计,可配合各种类型的电力铁塔使用。电力线上的高频串扰会对北斗卫星信号的产生干扰。抗干扰采用优化卫星天线布置方法和增强的屏蔽措施。

4.主要监测设备

北斗Ⅲ高精度监测终端、杆塔形变测量装置

5.知识产权:

  1. “一种基于层析分析的北斗高精度定位方法”,发明专利,批准号:ZL201610495590.9,批准日期:2018年10月09日;
  2. “一种基于模糊置信度滤波的北斗变形监测定位方法”,发明专利,批准号:ZL201510896845.8,批准日期:2017年02月08日;
  3. “一种极化反馈蚁群算法的北斗卫星选择方法”,发明专利,批准号:ZL201811081744.5,批准日期:2020年11月18日;