一种基于差分定位技术的输电线路监测系统的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于差分定位技术的输电线路监测系统，所述系统包括气象信息监测装置，差分GPS基准站，至少3个差分GPS移动站以及数据处理装置；所述气象信息监测装置用于采集和提供气象数据；所述差分GPS基准站与差分GPS移动站提供定位信息；所述数据处理装置结合气象信息监测装置提供的气象数据以及差分GPS基准站和差分GPS移动站提供的定位信息能够输出需要监测的输电线的舞动幅值、频率。本实用新型能够对需要监测的输电线环境的气象数据进行采集，能够给出更准确的输电线的振幅和频率，定位精度高，通过采用MB100的板卡，很好的解决了在实际应用中恶劣自然环境下现有系统工作不稳定的问题。
【专利说明】
一种基于差分定位技术的输电线路监测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力系统中架空送电线路的在线监测技术领域，特别是一种基于差分定位技术的输电线路监测系统。
【背景技术】
[0002]输电线路舞动是由于空气动力不稳、在恶劣自然条件下受到外界诸多因素影响导致的线路三维运动。线路舞动影响因素复杂，目前还没有确定的发生机理被接受，输电导线采用分裂式后导线间也会相互影响，增加了问题的复杂性。目前如美国、加拿大、英国、日本等都在开展输电线路舞动的研究，从舞动机理、防舞动措施以及相关的理论、模型和现场实验、计算机仿真等放面做了大量的研究。
[0003]输电线路风洞实验通过实验针对线路舞动进行基础的理论研究，完善线路舞动的机理、舞动模型等有关的理论，同时可以进行防舞装置效果、空气动力参数等的测试;输电线路舞动计算机仿真技术研究根据实验数据和现场监测的相关参量，结合计算机强大的数据处理能力进行线路舞动仿真，实现输电线路舞动低成本、高效率的理论研究。以上两种方法偏重于理论技术的研究，在实际的工程应用中实践困难。
[0004]采用摄像技术实现输电线路舞动监测得到了一些应用，该技术是通过摄像技术给出输电导线舞动的现场定性的结果，工作人员根据现场图片做出判断，才去相应的措施防止输电导线的舞动发生，但是该方法未能实现线路舞动的定量分析，不能给出输电导线舞动的精确信息，在实际的需求应用中推广受到制约。
[0005]我国的输电线路舞动范围大、频率高、涉及各个电压等级，许多线路地形条件和气象条件复杂多变，加之我国目前输电线路舞动、风偏研究基础较薄弱，监测工作还跟不上，为了获得全面的监测数据资料，加强输电线路舞动、风偏的技术研究十分必要。
【实用新型内容】
[0006]针对上述部分问题，本实用新型提供了一种基于差分定位技术的输电线路监测系统，所述系统包括气象信息监测装置，差分GPS基准站，差分GPS移动站以及数据处理装置；
[0007]所述气象信息监测装置用于采集和提供气象数据；
[0008]所述差分GPS基准站与差分GPS移动站提供定位信息；
[0009]所述数据处理装置结合气象信息监测装置提供的气象数据以及差分GPS基准站和差分GPS移动站提供的定位信息能够输出需要监测的输电线的舞动幅值、频率。
[0010]本实用新型对输电线的定位精度高，并且能够对需要监测的输电线环境的气象数据进行采集，能够给出更准确的输电线的振幅和频率，并且采用MB100的板卡，所述板卡在低温环境下工作性能良好，很好的解决了在实际应用中恶劣自然环境下现有系统工作不稳定的问题。
【附图说明】
[0011]图1GPS差分定位监测输电线路舞动与风偏总体结构示意图；
[0012]图2本发明提供的差分GPS基准站设备构成示意图；
[0013]图3本发明提供的差分GPS移动站设备构成示意图；
[0014]图4本发明提供的差分GPS基准站、差分GPS移动站安装位置示意图；
[0015]图5GPS卫星接收天线球形固定装置的正面视图示意图；
[0016]图6GPS卫星接收天线球形固定装置侧面视图示意图；
[0017]图7-1，图7-2，图7-3依次为金属卡箍的俯视图，左视图以及主视图示意图；
[0018]图8GPS卫星接收天线球形固定装置顶部视图和底部视图示意图；
[0019I图9 GPS卫星接收天线球形固定装置内部视图示意图；
[0020]图10本发明提供的气象信息监测装置构成示意图。
【具体实施方式】
[0021]在一个【具体实施方式】中，参见附图1?10所示，提供了一种基于差分定位技术的输电线路监测系统，所述系统包括气象信息监测装置、差分GPS基准站、差分GPS移动站和数据处理服务器，其中，所述气象信息监测装置用于采集和提供气象数据；
[0022]所述差分GPS基准站与差分GPS移动站提供定位信息；
[0023]所述数据处理装置结合气象信息监测装置提供的气象数据以及差分GPS基准站和差分GPS移动站提供的定位信息能够输出需要监测的输电线的舞动幅值、频率。
[0024]在实际应用中，通常差分GPS移动站至少为3个。
[0025]进一步的，差分GPS基准站包括无线数据传输电台、GPS接收机、数据存储记录仪、3G无线通信模块、GPS卫星接收天线，参见附图2。差分GPS基准站通常被安装在输电线路地面空旷位置。其中，所述数据存储记录仪通过RS232接口和GPS接收机连接，对GPS接收机输出的定位等数据信息做存储备份。所述3G通信模块向数据处理装置传输定位数据信息，数据处理装置通过3G和GPS接收机端进行通信，实现对接收机的数据输出频率、输出数据格式的设置和对设备的配置等。所述GPS卫星接收天线通过带屏蔽的同轴线缆连接到GPS接收机，GPS卫星接收天线通过线缆将接收到的卫星信号传给接收机进行解算，GPS卫星接收天线接收到的卫星信号反应的是GPS天线的详细位置信息包括经度、玮度、海拔高度等以及时间，解算的GPS卫星接收天线位置信息和精确测量的GPS卫星接收天线位置信息进行解算，得到一个差分信号，该差分信号通过差分GPS基准站数据传输电台传输给差分GPS移动站的数据传输电台，实现差分信号由基准站到移动站的传输。
[0026]优选的，GPS接收机核心板卡采用Ashtech公司最新推出的双频、双系统MB100型号的OEM板卡，内置最新的精确计算算法，采用BLADE技术，动态定向更加稳定可靠。
[0027]进一步的，差分GPS移动站包括无线数据传输电台、GPS接收机、数据存储记录仪、3G无线通信模块、GPS卫星接收天线，参见附图3。其中，差分GPS移动站中所述GPS卫星接收天线通过带屏蔽的同轴线缆连接到差分GPS移动站中的GPS接收机，差分GPS移动站中的卫星天线接收到的卫星信号反应的是GPS卫星接收天线的详细位置信息，所述详细位置信息包括经度、玮度、海拔高度等以及时间。差分GPS移动站的数据传输电台接收到来自差分GPS基准站的差分信号，并将差分信号传输给差分GPS移动站中的GPS接收机，差分GPS移动站中的GPS接收机将卫星天线传输来的卫星信号与基准站传输来的差分信号进行校准，得到差分GPS移动站中的卫星天线更精确的位置信息。差分GPS移动站中的数据存储记录仪将定位信息数据存储备份。差分GPS移动站中的GPS接收机将天线的精确定位信息通过3G模块传输到数据处理装置。
[0028]由于差分GPS移动站需要固定在被监测的输电导线上，故差分GPS移动站还包括GPS卫星接收天线球形固定装置，所述GPS卫星接收天线球形固定装置将差分GPS移动站的GPS卫星接收天线固定在需要监测的输电线上，参考图4对差分GPS基准站和差分GPS移动站的安装示意图。
[0029 ]下面结合附图详细介绍所述GPS卫星接收天线球形固定装置。
[0030]图5为所述GPS卫星接收天线球形固定装置的正面视图，所述GPS卫星接收天线球形固定装置采用两个半球中空设计，两个半球通过连接件连接，优选使用螺母紧固。
[0031]图6为所述GPS卫星接收天线球形固定装置的侧面视图，在所述GPS卫星接收天线球形固定装置的一侧安装有GPS天线;在所述卫星接收天线球形固定装置的两侧还有金属卡箍和绝缘橡胶套。使用时将需要监测的输电线穿过球心，两端采用松紧可调金属卡箍和绝缘橡胶固定。金属卡箍示意图如图7-1，图7-2和图7-3所示，所述金属卡箍是为紧固球型固定装置，紧密的卡住绝缘橡胶套，使绝缘橡胶套与导线紧密接触稳固球型固定装置。从而将所述GPS卫星接收天线球形固定装置将移动站稳定的固定在监测导线上，消除因天线不稳导致的测量误差。
[0032]图8为所述GPS卫星接收天线球形固定装置的顶部视图和底部视图，从顶部视图可以看到一部分凸起，所述凸起是为方便内部安装GPS卫星接收天线;从底部可以看到一个圆孔，所述圆孔作为预留的外部装置固定孔，如果有其他外部装置需要和GPS卫星接收天线球形固定装置固定就使用该孔，如果没有需要固定的外部装置，该孔是朝向下的，并且用防水胶封住，使内部的部件不会受到雨水的侵蚀。
[0033]图9为GPS卫星接收天线球形固定装置的内部视图，I为打开后的GPS卫星接收天线球形固定装置整体内部视图；2为GPS卫星接收天线球形固定装置上半球视图；3为GPS卫星接收天线球形固定装置下半球视图;4所示为紧固螺母，确保固定不松动采用3颗螺母固定，最外一颗螺母采用的是防电晕螺母，适合在高压环境中使用防止产生电晕现场，这里也可以用其它连接件进行紧固；5所示为GPS卫星接收天线球形固定装置绝缘橡胶套，总共有4个半圆柱状绝缘橡胶套，在GPS卫星接收天线球形固定装置和导线的固定中起到保护导线不受损伤，装置固定到导线上后，橡胶套外会使用金属卡箍使绝缘橡胶套和导线接触紧密，确保装置的安装稳定并且不会损伤导线;6所示为塑料隔板，隔板下方的半球内安装GPS接收机电路板等模块，隔板将上下半球隔开，确保GPS接收机不受其它影响正常工作;7所示为上半球互感器卡槽，半球合上以后互感器卡在卡槽中，确保了互感器的稳定;8所示为铜质卡箍，导线穿过GPS卫星接收天线球形固定装置中心，铜质卡箍固定在导线上;9所示为互感器，本发明互感器为两个半方形的铁芯组成，在塑料隔板下方固定着一个半方形的铁芯，上方固定着一个半方形的铁芯，GPS卫星接收天线球形固定装置合上后，两个半方形的铁芯结合，形成封闭环形，带电的导线从封闭的环形穿过，此时感应取电装置就会获得电能；10所示为上半球的金属隔板，隔板上方是固定GPS卫星接收天线的螺母等固定配件，互感器的上半方形固定卡槽固定在金属隔板上。
[0034]整个GPS卫星接收天线球形固定装置外壳采用金属材质，能够很好的屏蔽高压线路上的电磁干扰，确保了内部GPS接收机电路不受外界电磁干扰的影响，使GPS接收设备能正常稳定的工作。导线穿过GPS卫星接收天线球形固定装置的中心，通过紧固螺母和金属卡箍紧固将GPS卫星接收天线球形固定装置稳定的固定在被测导线上，固定完成的GPS卫星接收天线球形固定装置内部互感器紧密结合，带电导线从互感器中心穿过，感应取电装置取得电能，提供GPS接收机设备电能。
[0035]优选的，差分GPS移动站中的GPS接收机核心板卡采用Ashtech公司最新推出的双频、双系统MB100型号的OEM板卡，内置最新的精确计算算法，采用BLADE技术，动态定向更加稳定可靠。所述双频、双系统MB100型号的OEM板卡低温环境下工作性能良好，最低工作温度为_40°C，抗冲击、振动性能良好，更加适合用来监测输电线路的舞动与风偏应用，确保可靠性。
[0036]更优的，所述数据处理装置通过差分GPS基准站和差分GPS移动站中的3G无线通信模块和GPS接收机进行通信，实现对GPS接收机的数据输出频率、数据数据格式的设置和对设备的配置，并接收差分GPS基准站和差分GPS移动站的定位数据。
[0037]进一步的，所述气象信息监测装置包括太阳能电池、多功能气象仪、多功能气象仪控制模块、GPRS无线通信模块、蓄电池，参考图10的气象信息监测装置构成示意图。所述太阳能电池用于给气象信息监测装置提供电能，并且给蓄电池充电；在没有阳光的时候通过蓄电池给系统供电；所述多功能气象仪通过RS232接口使用RS232接口与多功能气象仪控制模块连接，所述多功能气象仪控制模块通过GPRS无线通信模块将多功能气象仪采集的数据传输给数据处理装置。
[0038]其中，所述多功能气象仪能够采集的气象数据包括环境温度、湿度、风速和风向信息。
[0039]优选的，所述多功能气象仪能够通过数据处理装置进行操作和设置。
[0040]在另一个实施例中，所述差分GPS基准站还包括太阳能电池和蓄电池，所述太阳能电池用于给GPS基准站提供电能，并给蓄电池充电，在没有阳光时，使用蓄电池为GPS基准站提供电能。
[0041]在另一个实施例中，所述差分GPS移动站还包括感应取电装置和蓄电池，所述感应取电装置通过互感器从监测的导线上取电，给差分GPS移动站提供电能，同时给蓄电池充电。
[0042]本说明书中每个实施例采用采用递进的方式描述，重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0043]以上对本实用新型所提供的一种基于差分定位技术的输电线路监测系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【主权项】
1.一种基于差分定位技术的输电线路监测系统，其特征在于，所述系统包括气象信息监测装置，差分GPS基准站，至少3个差分GPS移动站以及数据处理装置； 所述气象信息监测装置用于采集和提供气象数据； 所述差分GPS基准站与差分GPS移动站提供定位信息； 所述数据处理装置结合气象信息监测装置提供的气象数据以及差分GPS基准站和差分GPS移动站提供的定位信息能够输出需要监测的输电线的舞动幅值、频率。2.根据权利要求1所述的输电线路监测系统，其特征在于，所述GPS基准站装置包括GPS接收机、GPS卫星接收天线、数据传输电台、数据存储记录仪、3G无线通信模块;所述差分GPS移动站包括GPS接收机、GPS卫星接收天线、数据传输电台、数据存储记录仪、3G无线通信模块、GPS卫星接收天线球形固定装置； 其中，GPS卫星接收天线通过同轴电缆与GPS接收机连接，数据传输电台通过BNC接口连接于GPS接收机，数据存储记录仪通过RS232接口与GPS接收机连接，对GPS接收机输出的定位信息作存储备份;GPS接收机通过通讯接口和3G无线通信模块连接； 所述3G无线通信模块向数据处理装置传输定位信息； 所述GPS卫星接收天线球形固定装置将差分GPS移动站的GPS卫星接收天线固定在需要监测的输电线上。3.根据权利要求2所述的输电线路监测系统，其特征在于，所述GPS卫星接收天线球形固定装置使用金属材质，采用两个半球中空设计，使需要监测的输电线穿过球心，两端采用松紧可调的金属卡箍和4个半圆柱状绝缘橡胶套固定;所述金属卡箍用于卡住绝缘橡胶套；所述两个半球通过若干螺母紧固，并在最外一颗使用防电晕螺母。4.根据权利要求3所述的输电线路监测系统，其特征在于，所述GPS卫星接收天线球形固定装置底部有一预留的用于与外部装置相连的圆孔;所述圆孔在没有需要固定的外部装置的情况下使用时向下放置，使用防水胶封住。5.根据权利要求3所述的输电线路监测系统，其特征在于，所述GPS卫星接收天线球形固定装置内部还包括塑料隔板，用于将将上下半球隔开;所述塑料隔板上有金属卡箍，通过所述金属卡箍和紧固螺母能够将GPS卫星接收天线球形固定装置稳定的固定在需要监测的输电线上； 所述GPS卫星接收天线球形固定装置内部还包括互感器和互感器卡槽，在所述GPS卫星接收天线球形固定装置合上后，将互感器卡在互感器卡槽中；所述互感器为两个半方形的铁芯组成，在所述塑料隔板下方固定着一个半方形的铁芯，上方固定着一个半方形的铁芯，所述GPS卫星接收天线球形固定装置合上后，两个半方形的铁芯结合，形成封闭的环形，带电的导线从所述封闭的环形中穿过;所述互感器卡槽固定在金属隔板上。6.根据权利要求1所述的输电线路监测系统，其特征在于，所述气象信息监测装置包括太阳能电池、多功能气象仪、多功能气象仪控制模块、GPRS无线通信模块、蓄电池，所述太阳能电池用于给气象信息监测装置提供电能，并且给蓄电池充电；在没有阳光的时候通过蓄电池给系统供电;所述多功能气象仪通过RS232接口与多功能气象仪控制模块连接，所述多功能气象仪控制模块通过GPRS无线通信模块将多功能气象仪采集的数据传输给数据处理目.ο7.根据权利要求6所述的输电线路监测系统，其特征在于，所述数据处理装置通过差分GPS基准站和差分GPS移动站中的3G无线通信模块和GPS接收机进行通信，实现对GPS接收机的设置，所述设置操作包括对数据输出频率、数据输出格式以及其它参数的配置;所述数据处理装置通过所述GPRS无线通信模块和多功能气象仪进行通信，实现对多功能气象仪的设置。8.根据权利要求1所述的输电线路监测系统，其特征在于，所述差分GPS移动站还包括感应取电装置和蓄电池，所述感应取电装置通过互感器从监测的导线上取电，给差分GPS移动站提供电能，同时给蓄电池充电。9.根据权利要求1所述的输电线路监测系统，其特征在于，所述差分GPS基准站还包括太阳能电池和蓄电池，所述太阳能电池用于给差分GPS基准站提供电能，并给蓄电池充电，在没有阳光时，使用蓄电池为差分GPS基准站提供电能。10.根据权利要求2所述的输电线路监测系统，其特征在于，所述差分GPS基准站和所述差分GPS移动站中的GPS接收机的核心板卡采用双频双系统MB100型号的OEM板卡。
【文档编号】G01S19/41GK205450282SQ201521135468
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】韩冬, 粟俊, 董明, 任明, 黄国飞, 党朋
【申请人】上海艾飞能源科技有限公司, 西安交通大学, 上海电缆研究所