CN102494650A - 杆塔位移监测***及其监测方法 - Google Patents

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CN102494650A CN2011103853801A CN201110385380A CN102494650A CN 102494650 A CN102494650 A CN 102494650A CN 2011103853801 A CN2011103853801 A CN 2011103853801A CN 201110385380 A CN201110385380 A CN 201110385380A CN 102494650 A CN102494650 A CN 102494650A
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胡忠伟
周道平
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Aerospace Science and Industry Shenzhen Group Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种杆塔位移监测***，包括杆塔位移监测终端及与其电连接的地下位移监测终端；所述杆塔位移监测终端设置在所述杆塔上，包括主控模块，及与主控模块分别电连接的地上杆塔位移传感器、电源模块及通讯模块；所述地下位移监测终端设置在地下基岩上，包括控制模块及与其电连接的位移传感器。以上所述技术方案，通过利用位移传感器分别监测杆塔及基岩的位移量，通过杆塔位移量和基岩位移量，可以计算出杆塔相对于基岩的位移量，该监测方案克服现有技术中仅仅对杆塔倾角进行监测的片面性，能够更加全面，精确地对杆塔的位移量进行实时在线监测，实现了对杆塔状态的真实状态信息的监测，有利于国家电网的进一步规划和建设。

Description

杆塔位移监测***及其监测方法
技术领域
本发明属于输电设备状态在线监测技术领域，尤其涉及一种杆塔位移监测***及其监测方法。
背景技术
高压输电线路用架线杆塔由于受到自然条件及各种地质灾害的影响，会发生多种事故，造成杆塔倾斜、杆塔移动，严重时会造成杆塔断折及倒塔事故。这些事故一旦发生，势必造成电力环网重大或者特大事故的发生，给国家带来重大经济随时。所以，如何迅速确定电力杆塔倾斜或者移动以及提前报警就有着重大意义和必要性。
目前，国内外多采用各种技术，如激光、远红外或者双轴倾斜角度传感器对杆塔倾斜角度进行测量，实现对杆塔的倾斜状态进行实时监测。以上的监测手段只能在杆塔发生倾斜时测出杆塔的倾斜角度，在发生地震或者山体滑坡造成杆塔在水平和竖直方向上位移时并不能测得杆塔的水平或者竖直位移量，因此，现有技术的测量方法只对杆塔倾斜角度进行测量，对杆塔自身的水平或者竖直方向的位移无法进行测量，在杆塔所在的区域内，地质环境发生变化的初期并不能通过实时在线监测得到杆塔状态的真实信息。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中不能实现对杆塔的水平或者竖直方向位移的实时监测的技术问题，提供一种杆塔位移监测***，实现对杆塔水平或竖直位移的在线监测。
本发明提供一种杆塔位移监测***，包括杆塔位移监测终端及与其电连接的地下位移监测终端；
所述杆塔位移监测终端设置在所述杆塔上，包括主控模块，及与主控模块分别电连接的地上杆塔位移传感器、电源模块及通讯模块；
所述地下位移监测终端设置在地下基岩上，包括控制模块及与其电连接的地下位移传感器；
所述地下位移传感器，用于监测在设定时间t内基岩的运动加速度；
所述控制模块，用于根据基岩的运动加速度计算在设定时间t内基岩的位移量并将该位移量传输给主控模块；
所述地上杆塔位移传感器，用于监测在设定时间t内杆塔的运动加速度；
所述主控模块，用于根据杆塔的运动加速度计算在设定时间t内杆塔的位移量，并根据基岩的位移量计算杆塔相对于基岩的位移量；
所述电源模块，用于在主控模块的控制下给杆塔位移监测终端及地下位移监测终端供电；
所述通讯模块，用于在主控模块的控制下将主控模块接收和计算的位移量传送给一远程监控终端。
优选地，所述地上杆塔位移传感器及地下位移传感器分别为三轴加速度传感器。
优选地，所述电源模块包括，
风力发电模块，用于通过风力进行发电；
太阳能发电模块，用于通过太阳能进行发电；
蓄电池及充电管理模块；
所述风力发电模块、太阳能发电模块及蓄电池分别与所述充电管理模块相连接。
优选地，所述杆塔位移监测终端还包括分别与主控模块电连接的存储模块、显示模块、复位模块及时钟模块；
所述存储模块，用于存储主控模块的分析计算后的数据；
所述显示模块，用于本地显示所述数据；
所述复位模块，用于对杆塔位移监测终端进行复位操作；
所述时钟模块，用于提供杆塔位移监测终端工作的统一时钟并校时。
优选地，所述地下位移监测终端还包括分别与主控模块电连接的存储器、复位及时钟模块。
存储器，用于存储控制模块处理计算后的数据；
复位及时钟模块，用于对地下位移监测终端进行复位操作并提供地下位移监测终端工作的统一时钟并校时。
优选地，所述主控模块与所述控制模块之间通过RS485总线进行通讯。
本发明还提供一种上述杆塔位移监测***的监测方法，所述监测方法包括以下步骤：
监测并计算杆塔的位移量；
监测并计算地下基准点的位移量；
根据杆塔的位移量与地下基准点的位移量计算所述杆塔相对于地下基准点的位移量；
将所述杆塔的位移量、地下基准点的位移量及杆塔相对于地下基准点的位移量发送给远程监控终端；
其中，所述地下基准点为地下基岩上放置地下位移传感器的位置点。
优选地，所述监测并计算杆塔的位移量的步骤具体包括，
监测杆塔在设定时间t内三轴上的运动加速度                                               
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE004
和，并计算杆塔在在设定时间t内三轴上的位移量
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 981472DEST_PATH_IMAGE002
、、
Figure 802984DEST_PATH_IMAGE006
为X轴、Y轴、Z轴上的运动加速度，、
Figure 74882DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 959661DEST_PATH_IMAGE012
为X轴、Y轴、Z轴上的位移量；
其中，X轴和Y轴为水平方向上相互垂直的两个坐标轴，Y为竖直方向上穿过X、Y轴交点的坐标轴。
优选地，所述监测并计算地下基准点的位移量的步骤具体包括，
监测地下基准点在设定时间t内在X轴、Y轴和Z轴上的运动加速度
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE018
，并计算地下基准点在设定时间t内在X轴、Y轴和Z轴上的位移量
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE022
和
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE024
。
优选地，根据杆塔的位移量与地下基准点的位移量计算所述杆塔相对于地下基准点的位移量的步骤包括，
杆塔相对于地下基准点在X轴上的位移量为
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE026
；
杆塔相对于地下基准点在Y轴上的位移量为；
杆塔相对于地下基准点在Z轴上的位移量为
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE030
。
优选地，计算杆塔在在设定时间t内X轴、Y轴和Z轴上的位移量
Figure 600596DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 799496DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 530692DEST_PATH_IMAGE012
的方法为：
杆塔在X轴上的位移量，其中，在首次计算杆塔在X轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在X轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE036
，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE038
为前一次计算杆塔在X轴上的位移量的初始速度，为前一次计算杆塔在X轴上的位移量所测得的杆塔在X轴上的运动加速度。
杆塔在Y轴上的位移量
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE042
，其中，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE044
在首次计算杆塔在Y轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE048
为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量的初始速度，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE050
为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量所测得的杆塔在Y轴上的运动加速度。
杆塔在Z轴上的位移量，其中，在首次计算杆塔在Z轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在Z轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE058
为前一次计算杆塔在Z轴上的位移量的初始速度，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE060
为前一次计算杆塔在Z轴上的位移量所测得的杆塔在Z轴上的运动加速度。
优选地，计算地下基准点在在设定时间t内X轴、Y轴和Z轴上的位移量
Figure 960274DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 776920DEST_PATH_IMAGE022
和
Figure 513932DEST_PATH_IMAGE024
的方法为：
地下基准点在X轴上的位移量，其中，在首次计算地下基准点在X轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE066
，为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量的初始速度，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE070
为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量所测得的地下基准点在X轴上的运动加速度。
地下基准点在Y轴上的位移量
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE072
，其中，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE074
在首次计算地下基准点在Y轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE076
，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE078
为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量的初始速度，为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量所测得的地下基准点在Y轴上的运动加速度。
地下基准点在Z轴上的位移量
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE082
，其中，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE084
在首次计算地下基准点在Z轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE086
，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE088
为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量的初始速度，
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE090
为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量所测得的地下基准点在Z轴上的运动加速度。
优选地，所述监测方法还包括根据杆塔相对于地下基准点在X轴上的位移量为
Figure 535852DEST_PATH_IMAGE026
及杆塔相对于地下基准点在Y轴上的位移量为
Figure 28014DEST_PATH_IMAGE028
计算所述杆塔相对于基准点在水平方向上的实际位移量S为：
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE092
，相对于X坐标轴的偏移角度为。
以上所述技术方案，通过利用位移传感器分别监测杆塔及基岩的位移量，通过杆塔位移量和基岩位移量，可以计算出杆塔相对于基岩的位移量，该监测方案克服现有技术中仅仅对杆塔倾角进行监测的片面性，能够更加全面，精确地对杆塔的位移量进行实时在线监测，实现了对杆塔状态的真实状态信息的监测，有利于国家电网的进一步规划和建设。
附图说明
图1是本发明杆塔位移监测***一种实施例的结构框图。
图2是本发明杆塔位移监测***第二种实施例的结构框图。
图3是本发明杆塔位移监测***第三种实施例的结构框图。
图4是本发明杆塔位移监测***中杆塔及地下基准点的一种实施例的位置关系图。
图5是本发明杆塔位移监测***在水平坐标轴上的位移关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
结合图1、图2及图3所示，本发明的杆塔位移监测***，包括杆塔位移监测终端100及地下位移监测终端200，所述杆塔位移监测终端100与地下位移监测终端200电连接并相互之间进行通讯；所述杆塔位移监测终端100用于监测杆塔的位移量，所述地下位移监测终端200用于监测地下基岩2的位移量。
进一步地，结合图4所示，所述杆塔位移监测终端100设置在所述杆塔1上，该杆塔位移监测终端100可设置杆塔上的任意位置，如可设置在图4中所示的杆塔1的A点，为了尽可能减小风力对杆塔的影响而带来的杆塔位移的监测误差，所述杆塔位移监测终端100尽可能设置在所述杆塔1的中间靠下部位。所述杆塔位移监测终端100包括主控模块101，及与主控模块101分别电连接的地上杆塔位移传感器102、电源模块110及通讯模块103。
所述地下位移监测终端200设置在地下基岩2上，所述地下位移监测终端200包括控制模块201及与其电连接的地下位移传感器202；为了尽可能缩短与杆塔位移监测终端之间连接线的长度，所述地下位移监测终端200可设置在杆塔周围地下的基岩上，如可设置在图4中所示的地下基岩2上的B点处，该B可作为一个地下基准点，也就是放置地下位移传感器202的位置点。
所述地下位移传感器202，用于监测在设定时间t内基岩的运动加速度；
所述控制模块201，用于根据基岩2的运动加速度计算在设定时间t内基岩的位移量并将该位移量传输给主控模块101；
所述地上杆塔位移传感器102，用于监测在设定时间t内杆塔1的运动加速度；
所述主控模块101，用于根据杆塔1的运动加速度计算在设定时间t内杆塔的位移量，并根据基岩2的位移量计算杆塔1相对于基岩2的位移量；
所述电源模块110，用于在主控模块101的控制下给杆塔位移监测终端100及地下位移监测终端200供电；
所述通讯模块103，用于在主控模块101的控制下将主控模块101接收和计算的位移量传送给一远程监控终端（图中未示出）。
优选地，所述地上杆塔位移传感器102及地下位移传感器202分别为三轴加速度传感器。即，所述地上杆塔位移传感器102可以监测杆塔在三个轴向上的运动加速度，这里设三个轴分别为X坐标轴、Y坐标轴和Z坐标轴，X坐标轴及Y坐标轴为水平方向上相互垂直的两个坐标轴，如X轴为东西方向，则Y轴为南北方向；所述Z坐标轴为竖直方向且穿过X、Y轴的交点，Z坐标轴分别与X坐标轴及Y坐标轴相互垂直。同样，所述地下位移传感器202也可以监测基岩2在X、Y及Z轴上的运动加速度。
所述控制模块201可根据地下位移传感器202所监测的在X、Y及Z轴上的运动加速度
Figure 331956DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 669396DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 312867DEST_PATH_IMAGE018
分别计算基岩在X、Y及Z轴上的位移量、和
Figure 580404DEST_PATH_IMAGE024
，并将计算所得的基岩2的位移传送到所述主控模块101。优选地，所述主控模块101与所述控制模块201之间通过RS485总线进行通讯。所述主控模块101及所述控制模块201可以都为单片机***。
所述主控模块101可根据地上杆塔位移传感器102所监测的在X、Y及Z轴上的运动加速度
Figure 78381DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 912345DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 862983DEST_PATH_IMAGE006
分别计算出杆塔1在X、Y及Z轴上的位移量
Figure 807806DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 160289DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 165155DEST_PATH_IMAGE012
。
进一步地，所述主控模块101还可以根据杆塔1在X、Y及Z轴上的位移量
Figure 603089DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 86023DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 558593DEST_PATH_IMAGE012
和基岩2 在X、Y及Z轴上的位移量
Figure 734359DEST_PATH_IMAGE020
、和
Figure 946215DEST_PATH_IMAGE024
，分别计算出杆塔1相对于地下基准点在X、Y和Z轴上的位移量，并得到杆塔相对于地下基准点的实际位移量。
如图3所示，作为本发明的另一种实施例，所述杆塔位移监测终端100还包括分别与主控模块101电连接的存储模块107、显示模块106、复位模块105及时钟模块104；所述存储模块107，用于存储主控模块101的分析计算后的数据，包括杆塔的位移量及基岩的位移量等数据；所述显示模块106，用于本地显示所述数据；如本地显示杆塔1相对于基岩2的位移量等数据所述复位模块105，用于对杆塔位移监测终端进行复位操作；所述时钟模块104，用于提供杆塔位移监测终端工作的统一时钟并校时。
作为更进一步优选方案，所述电源模块110包括风力发电模块114，用于通过风力进行发电，所述电源模块110可以为风力发电机，将风能转化为电能。
太阳能发电模块113，用于通过太阳能进行发电；太阳能发电模块可以是太阳能电池板，将太阳能转化为电能。
蓄电池112及充电管理模块111；
所述风力发电模块114、太阳能发电模块113及蓄电池112分别与所述充电管理模块111相连接。充电管理模块111可将风力发电模块114及太阳能发电模块113所转化出的电能储藏在所述蓄电池112中，也可将风力发电模块114及太阳能发电模块113所转化出的电能直接供给所述杆塔位移监测终端100和地下位移监测终端200；同时充电管理模块111还控制蓄电池112为所述杆塔位移监测终端100和地下位移监测终端200进行供电。
优选地，所述地下位移监测终端200还包括与控制模块201电连接的存储器203、复位及时钟模块204，所述存储器203用于存储控制模块处理计算后的数据；所述复位及时钟模块204，用于对地下位移监测终端进行复位操作并提供地下位移监测终端工作的统一时钟并校时。
本发明还提供一种上述杆塔位移监测***的监测方法，包括以下步骤：
监测并计算杆塔的位移量；
监测并计算地下基准点的位移量；
根据杆塔的位移量与地下基准点的位移量计算所述杆塔相对于地下基准点的位移量；
将所述杆塔的位移量、地下基准点的位移量及杆塔相对于地下基准点的位移量发送给远程监控终端；
其中，所述地下基准点为地下基岩上放置地下位移传感器的位置点。
优选地，所述监测并计算杆塔的位移量的步骤具体包括，
监测杆塔在设定时间t内三轴上的运动加速度
Figure 7712DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 354379DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 766906DEST_PATH_IMAGE006
，并计算杆塔在在设定时间t内三轴上的位移量
Figure 857222DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 38804DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 290794DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 190617DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 819045DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 120713DEST_PATH_IMAGE006
为X轴、Y轴、Z轴上的运动加速度，
Figure 543604DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 930723DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 362841DEST_PATH_IMAGE012
为X轴、Y轴、Z轴上的位移量；
其中，X轴和Y轴为水平方向上相互垂直的两个坐标轴，Y为竖直方向上穿过X、Y轴交点的坐标轴。以上所述的X轴、Y轴及Z轴上的运动加速度
Figure 253437DEST_PATH_IMAGE002
、和
Figure 721644DEST_PATH_IMAGE006
由地上杆塔位移传感器102测得。
进一步地，计算杆塔在在设定时间t内X轴、Y轴和Z轴上的位移量
Figure 957454DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 968135DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 998408DEST_PATH_IMAGE012
的方法为：
杆塔在X轴上的位移量
Figure 94540DEST_PATH_IMAGE032
，其中，
Figure 602882DEST_PATH_IMAGE034
在首次计算杆塔在X轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在X轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure 468069DEST_PATH_IMAGE036
，
Figure 934823DEST_PATH_IMAGE038
为前一次计算杆塔在X轴上的位移量的初始速度，
Figure 518251DEST_PATH_IMAGE040
为前一次计算杆塔在X轴上的位移量所测得的杆塔在X轴上的运动加速度。比如，在首次计算杆塔在X轴上的位移量时，所述取0值，计算结束时，也就是经过了时间t时，所述杆塔的运动速度变为at，a为首次计算杆塔在X轴上的位移量时测得的加速度；因此在第二计算杆塔在X轴上的位移量时，所述
Figure 815557DEST_PATH_IMAGE034
的值为at，本次计算结束时，杆塔的速度又变为at+a’t，a’为第二次计算杆塔在X轴上的位移量时测得的加速度；依次类推，可以得到每次计算杆塔在X轴上的位移量时的
Figure 922053DEST_PATH_IMAGE034
的值。
杆塔在Y轴上的位移量
Figure 992778DEST_PATH_IMAGE042
，其中，
Figure 374080DEST_PATH_IMAGE044
在首次计算杆塔在Y轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure 213860DEST_PATH_IMAGE046
，
Figure 491258DEST_PATH_IMAGE048
为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量的初始速度，
Figure 783699DEST_PATH_IMAGE050
为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量所测得的杆塔在Y轴上的运动加速度。
杆塔在Z轴上的位移量
Figure 968693DEST_PATH_IMAGE052
，其中，
Figure 662979DEST_PATH_IMAGE054
在首次计算杆塔在Z轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在Z轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure 376857DEST_PATH_IMAGE056
，
Figure 422174DEST_PATH_IMAGE058
为前一次计算杆塔在Z轴上的位移量的初始速度，
Figure 614121DEST_PATH_IMAGE060
为前一次计算杆塔在Z轴上的位移量所测得的杆塔在Z轴上的运动加速度。
优选地，所述监测并计算地下基准点的位移量的步骤具体包括，
监测地下基准点在设定时间t内在X轴、Y轴和Z轴上的运动加速度
Figure 162914DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 250955DEST_PATH_IMAGE016
和，并计算地下基准点在设定时间t内在X轴、Y轴和Z轴上的位移量
Figure 68223DEST_PATH_IMAGE020
、和。所述地下基准点在在X轴、Y轴和Z轴上的运动加速度
Figure 343849DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 80861DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 932142DEST_PATH_IMAGE018
可由地下位移传感器202测得。
进一步地，根据上述计算杆塔位移量的原理，计算地下基准点在在设定时间t内X轴、Y轴和Z轴上的位移量
Figure 361987DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 134770DEST_PATH_IMAGE022
和
Figure 675473DEST_PATH_IMAGE024
的方法为：
地下基准点在X轴上的位移量
Figure 646840DEST_PATH_IMAGE062
，其中，
Figure 982007DEST_PATH_IMAGE064
在首次计算地下基准点在X轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure 507666DEST_PATH_IMAGE066
，
Figure 586480DEST_PATH_IMAGE068
为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量的初始速度，
Figure 146775DEST_PATH_IMAGE070
为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量所测得的地下基准点在X轴上的运动加速度。
地下基准点在Y轴上的位移量
Figure 652842DEST_PATH_IMAGE072
，其中，
Figure 931377DEST_PATH_IMAGE074
在首次计算地下基准点在Y轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure 813882DEST_PATH_IMAGE076
，
Figure 228683DEST_PATH_IMAGE078
为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量的初始速度，
Figure 171231DEST_PATH_IMAGE080
为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量所测得的地下基准点在Y轴上的运动加速度。
地下基准点在Z轴上的位移量
Figure 671483DEST_PATH_IMAGE082
，其中，
Figure 92100DEST_PATH_IMAGE084
在首次计算地下基准点在Z轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure 626986DEST_PATH_IMAGE086
，为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量的初始速度，为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量所测得的地下基准点在Z轴上的运动加速度。
最终，根据计算得到的杆塔的位移量与地下基准点的位移量计算所述杆塔相对于地下基准点的位移量的步骤包括，
杆塔相对于地下基准点在X轴上的位移量为
Figure 686712DEST_PATH_IMAGE026
；
杆塔相对于地下基准点在Y轴上的位移量为
Figure 76105DEST_PATH_IMAGE028
；
杆塔相对于地下基准点在Z轴上的位移量为。
因发生地震等地质灾害时，地下也会发生移动，即基岩会发生移动，因此为了减小测量中的误差，最终需要得到结果应该是杆塔相对于地下基准点的位移。以上所述的技术方案中，根据地质灾害客观属性及自身的运动规律，所述监测周期及设定时间t需要取值到毫秒级别，具体取值范围可根据监测精度及当地地质灾害的发生频率来确定。
通过以上监测方法可以直观得到杆塔相对于地下基准点在X轴、Y轴和Z轴上的位移量，主控模块会一起将杆塔在X轴、Y轴和Z轴上的位移量，地下基准点在X轴、Y轴和Z轴上的位移量及杆塔相对于地下基准点在X轴、Y轴和Z轴上的位移量通过通讯模块103传送给一远程监控终端，或者通过杆塔位移监测终端自身带有的显示模106块将这些信息在本地显示出来。
结合图5所示，设X轴的正向为东，Y轴的正向为北，则根据计算得到的杆塔相对于地下基准点在X轴和Y轴上的位移量就可以得到杆塔相对于地下基准点的实际位移量S，如杆塔相对于地下基准点在X轴上的位移量为，杆塔相对于地下基准点在Y轴上的位移量为，则可得到杆塔相对于地下基准点的实际位移量
Figure 897617DEST_PATH_IMAGE092
，那么相对于X坐标轴的偏移角度为
Figure 660036DEST_PATH_IMAGE094
，即所述杆塔相对于地下基准点由东向北偏离角度
Figure 2011103853801100002DEST_PATH_IMAGE100
。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.杆塔位移监测***，其特征在于，包括杆塔位移监测终端及与其电连接的地下位移监测终端；
所述杆塔位移监测终端设置在所述杆塔上，包括主控模块，及与主控模块分别电连接的地上杆塔位移传感器、电源模块及通讯模块；
所述地下位移监测终端设置在地下基岩上，包括控制模块及与其电连接的地下位移传感器；
所述地下位移传感器，用于监测在设定时间t内基岩的运动加速度；
所述控制模块，用于根据基岩的运动加速度计算在设定时间t内基岩的位移量并将该位移量传输给主控模块；
所述地上杆塔位移传感器，用于监测在设定时间t内杆塔的运动加速度；
所述主控模块，用于根据杆塔的运动加速度计算在设定时间t内杆塔的位移量，并根据基岩的位移量计算杆塔相对于基岩的位移量；
所述电源模块，用于在主控模块的控制下给杆塔位移监测终端及地下位移监测终端供电；
所述通讯模块，用于在主控模块的控制下将主控模块接收和计算的位移量传送给一远程监控终端。
2.根据权利要求1所述的杆塔位移监测***，其特征在于，所述地上杆塔位移传感器及地下位移传感器分别为三轴加速度传感器。
3.根据权利要求1所述的杆塔位移监测***，其特征在于，所述电源模块包括，
风力发电模块，用于通过风力进行发电；
太阳能发电模块，用于通过太阳能进行发电；
蓄电池及充电管理模块；
所述风力发电模块、太阳能发电模块及蓄电池分别与所述充电管理模块相连接。
4.根据权利要求1所述的杆塔位移监测***，其特征在于，所述杆塔位移监测终端还包括分别与主控模块电连接的存储模块、显示模块、复位模块及时钟模块；
所述存储模块，用于存储主控模块的分析计算后的数据；
所述显示模块，用于本地显示所述数据；
所述复位模块，用于对杆塔位移监测终端进行复位操作；
所述时钟模块，用于提供杆塔位移监测终端工作的统一时钟并校时。
5.根据权利要求1所述的杆塔位移监测***，其特征在于，所述地下位移监测终端还包括分别与主控模块电连接的存储器、复位及时钟模块；
存储器，用于存储控制模块处理计算后的数据；
复位及时钟模块，用于对地下位移监测终端进行复位操作并提供地下位移监测终端工作的统一时钟并校时。
6.根据权利要求1所述的杆塔位移监测***，其特征在于，所述主控模块与所述控制模块之间通过RS485总线进行通讯。
7.一种杆塔位移监测***的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括以下步骤：
监测并计算杆塔的位移量；
监测并计算地下基准点的位移量；
根据杆塔的位移量与地下基准点的位移量计算所述杆塔相对于地下基准点的位移量；
将所述杆塔的位移量、地下基准点的位移量及杆塔相对于地下基准点的位移量发送给远程监控终端；
其中，所述地下基准点为地下基岩上放置地下位移传感器的位置点。
8.根据权利要求7所述的监测方法，其特征在于，所述监测并计算杆塔的位移量的步骤具体包括，
监测杆塔在设定时间t内三轴上的运动加速度                                                
Figure 2011103853801100001DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 638047DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 2011103853801100001DEST_PATH_IMAGE003
，并计算杆塔在设定时间t内三轴上的位移量
Figure 146388DEST_PATH_IMAGE004
、和
Figure 401789DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 540646DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 186391DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 498424DEST_PATH_IMAGE003
为X轴、Y轴、Z轴上的运动加速度，
Figure 483698DEST_PATH_IMAGE004
、、
Figure 988814DEST_PATH_IMAGE006
为X轴、Y轴、Z轴上的位移量；
其中，X轴和Y轴为水平方向上相互垂直的两个坐标轴，Z为竖直方向上穿过X、Y轴交点的坐标轴。
9.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于，所述监测并计算地下基准点的位移量的步骤具体包括，
监测地下基准点在设定时间t内在X轴、Y轴和Z轴上的运动加速度
Figure 2011103853801100001DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 104538DEST_PATH_IMAGE008
和
Figure 2011103853801100001DEST_PATH_IMAGE009
，并计算地下基准点在设定时间t内在X轴、Y轴和Z轴上的位移量
Figure 6635DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 2011103853801100001DEST_PATH_IMAGE011
和
Figure 549611DEST_PATH_IMAGE012
。
10.根据权利要求9所述的监测方法，其特征在于，根据杆塔的位移量与地下基准点的位移量计算所述杆塔相对于地下基准点的位移量的步骤包括，
杆塔相对于地下基准点在X轴上的位移量为
Figure 2011103853801100001DEST_PATH_IMAGE013
；
杆塔相对于地下基准点在Y轴上的位移量为
Figure 904369DEST_PATH_IMAGE014
；
杆塔相对于地下基准点在Z轴上的位移量为
Figure DEST_PATH_IMAGE015
。
11.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于，计算杆塔在在设定时间t内X轴、Y轴和Z轴上的位移量
Figure 823784DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 603825DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 255386DEST_PATH_IMAGE006
的方法为：
杆塔在X轴上的位移量
Figure 363019DEST_PATH_IMAGE016
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
在首次计算杆塔在X轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在X轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为前一次计算杆塔在X轴上的位移量的初始速度，
Figure 431655DEST_PATH_IMAGE020
为前一次计算杆塔在X轴上的位移量所测得的杆塔在X轴上的运动加速度；
杆塔在Y轴上的位移量
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，其中，
Figure 582014DEST_PATH_IMAGE022
在首次计算杆塔在Y轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE023
，
Figure 911364DEST_PATH_IMAGE024
为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量的初始速度，为前一次计算杆塔在Y轴上的位移量所测得的杆塔在Y轴上的运动加速度；
杆塔在Z轴上的位移量
Figure 969319DEST_PATH_IMAGE026
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
在首次计算杆塔在Z轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算杆塔在Z轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure 700514DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为前一次计算杆塔在Z轴上的位移量的初始速度，
Figure 21774DEST_PATH_IMAGE030
为前一次计算杆塔在Z轴上的位移量所测得的杆塔在Z轴上的运动加速度。
12.根据权利要求9所述的监测方法，其特征在于，计算地下基准点在在设定时间t内X轴、Y轴和Z轴上的位移量
Figure 510525DEST_PATH_IMAGE010
、和的方法为：
地下基准点在X轴上的位移量
Figure DEST_PATH_IMAGE031
，其中，
Figure 325400DEST_PATH_IMAGE032
在首次计算地下基准点在X轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，
Figure 629342DEST_PATH_IMAGE034
为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量的初始速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
为前一次计算地下基准点在X轴上的位移量所测得的地下基准点在X轴上的运动加速度；
地下基准点在Y轴上的位移量
Figure 232362DEST_PATH_IMAGE036
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
在首次计算地下基准点在Y轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量的初始速度，
Figure 335633DEST_PATH_IMAGE040
为前一次计算地下基准点在Y轴上的位移量所测得的地下基准点在Y轴上的运动加速度；
地下基准点在Z轴上的位移量
Figure DEST_PATH_IMAGE041
，其中，
Figure 861292DEST_PATH_IMAGE042
在首次计算地下基准点在Z轴上的位移量时取值为0，以后的取值为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量结束时杆塔的运动速度，所述，
Figure 268003DEST_PATH_IMAGE044
为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量的初始速度，为前一次计算地下基准点在Z轴上的位移量所测得的地下基准点在Z轴上的运动加速度。
13.根据权利要求10所述的监测方法，其特征在于，所述监测方法还包括根据杆塔相对于地下基准点在X轴上的位移量为
Figure 828297DEST_PATH_IMAGE013
及杆塔相对于地下基准点在Y轴上的位移量为
Figure 396682DEST_PATH_IMAGE014
计算所述杆塔相对于基准点在水平方向上的实际位移量S为：
Figure 612899DEST_PATH_IMAGE046
，相对于X坐标轴的偏移角度为
Figure DEST_PATH_IMAGE047
。
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