CN104501769B - 一种输电线路杆塔位移状态检测方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种输电线路杆塔状态检测方法及其装置，特别是输电线路杆塔的偏移测量，属于输电设备状态检测技术领域。该输电线路杆塔位移状态检测方法及其装置，其特征在于，包括以下步骤：通过测距装置测量数据，计算纬度、经度、海拔的步骤，以及计算偏移量的步骤。本产品结构简单，装置小巧轻便，可以实现远距离测试，为户外作业带来便利，操作方便，无须计算，直接显示结果。

Description

一种输电线路杆塔位移状态检测方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种高压输电线路状态检测方法及其装置，特别是输电线路杆塔的位移测量，属于输电设备状态检测技术领域。
背景技术
目前，高压输电线路采用长距离输电，其线路和地形复杂且多变，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塌事故。这些事故一旦发生，势必造成电力环网重大事故的发生，给国家带来重大经济损失。因此，如何判定电力杆塔是否发生倾斜或者移动有着重大意义和必要性。
在中国西部，特别是地震或者山体滑波频发的地带，经常会引起线路杆塔的倾斜和偏移，因此对输电架空线路杆塔的监测和巡检显得至关重要。目前国内外采用的各种技术如激光、远红外或双轴倾斜角度传感器仅仅实现对杆塔倾斜角度的测量，无法对杆塔在水平或垂直方向上偏移进行测量。但在地震、山体滑波频发的西部山区，杆塔偏移更多的是体现在水平和垂直方向。因此，如何快速、有效的测量杆塔的偏移包括倾斜角和水平垂直位移量对电网安全有重要意义。
“杆塔位移监测***及其监测方法”【申请号201110385380.1】提出采用在杆塔和基岩上分别安装位移传感器，实时监控杆塔和基岩的相对位移量。虽然这种方法有一定的成效，但是依然监测不到杆塔和基岩同时运动的这种情况；而且***庞大造价高，户外恶劣的环境影响其稳定性，这些因素都限制了其进一步的推广。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中所存在的上述问题，经过大量的试验和探索，提出了一种方便、可靠、稳定的输电线路杆塔偏移测量方法及其装置，为高压线路杆塔的巡线工作提供了便利。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该输电线路杆塔位移状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）参数测量的步骤，通过测距装置分别测量A和B,A即目标杆塔的位置，B即测试者的位置，测量数据包括B的lonB、LatB、HigB值，INC是测距装置测量A点的倾斜角，VD是垂直距离，HD是水平距离，AZ是AB连线和磁北极方向顺时针的夹角，a即为A-B间在纬线方向的距离，b即为A-B间在经线方向的距离；
2）计算纬度LatA的步骤，当AZ>270或AZ<90度， a=HD*Cos(AZ)>0，当270>AZ>90度，a=HD*Cos(AZ)<0；
在北半球，LatA=LatB+f(a)=LatB+f( HD*Cos(AZ) )—公式（1.1）
在南半球，LatA=LatB+f(a)=LatB-f( HD*Cos(AZ) )—公式（1.2）
其中f(x)为纬度和距离的比值方程，即f(x)=x/111,x单位为km, f(x)单位为度；
3）计算经度LonA的步骤，
HD=Arccos[Sin(LatA) * Sin(LatB) + Cos(LatA) * Cos(LatB) * Cos(LonB-LonA)]*R—公式（2）
其中，R为地球半径6371kM，HD是A-B水平距，单位为kM；其他的参数单位是弧度。
根据已知量和步骤2中的LatA，可以计算出LonA；
4）计算海拔HigA的步骤，当INC>0时，HigA=HigB+VD，当INC<0时，HigA=HigB-VD；
5）计算偏移量的步骤，把该杆塔的原始地理信息调出来作比较，两次的经纬度值代入公式（2）就能计算出目标杆塔在水平方向上的偏移量，两次的海拨差值即为该目标杆塔在垂直方向上的偏移量。
作为优选，所述的测距装置为激光测距装置。
一种基于权利要求1或2检测方法的输电线路杆塔位移状态检测装置，其特征是，包括激光测距装置、手持机和GPS定位仪，所述的激光测距装置、手持机和GPS定位仪分别为无线连接方式。
作为优选，所述的手持机包括相互电连接的数据接收模块、数据存储模块、显示模块、输入模块和中央处理模块。
作为优选，所述的输入模块为触摸输入模块，所述的无线连接方式为蓝牙连接。
作为优选，所述的手持机内预装Android***。
本发明的有益效果是：1、本发明采用带天线的GPS精密定位仪，位置定位精准；2、采用激光测距的方法，可以实现远距离测量，为复杂山地上的杆塔巡检带来了便利，极大的减轻了巡线人员的工作量；3、激光测距装置和GPS定位仪均采用蓝牙和手持机对接，测试数据通过蓝牙上传至手持机，手持机上预装android***，***上运行数据处理软件，该软件通过数学建模可以把杆塔测距信息和测试者GPS位置直接转化成杆塔的偏移量，***操作简单，直观方便。
附图说明
图1是本发明实施例检测方法的示意图。
图2是图1在地球经纬度上的映射。
图3是本发明实施例中检测装置的结构示意图。
标号说明：激光测距装置1、手持机2、数据接收模块21、数据存储模块22、显示模块23、输入模块24、中央处理模块25、GPS定位仪3、天线31、蓝牙4。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：参见图1、2，本实施例的输电线路杆塔位移状态检测方法，包括以下步骤：
1）首选通过测距装置测量数据A（lonA，LatA，HigA）是目标杆塔，B（lonB，LatB，HigB）测试者位置，INC是激光测距装置测量A点的倾斜角，VD是垂直距离，HD是水平距离，AZ是AB连线和磁北极方向顺时针的夹角，称为方位角。图2是图1在地球经纬度上的映射，因此，图中的a即为A-B间在纬线方向的距离，b即为A-B间在经线方向的距离。
2）计算纬度LatA的步骤，由于每条经线都经过球心，且都为等半径的圆形，因此任意条经线上每个纬度度数对应的弧长是相等的，每1度为111km，因此只要知道测试目标映射在经线上的长度就能折算成纬度值。
当AZ>270或AZ<90度（北半球），说明目标杆塔在测试者的高纬度方向，a=HD*Cos(AZ)>0；
当270>AZ>90度（北半球），说明目标杆塔在测试者的低纬度方向，a=HD*Cos(AZ)<0；
所以，LatA=LatB+f(a)=LatB+f( HD*Cos(AZ) ) —公式（1.1），其中f(x)为纬度和距离的比值方程。
而当AZ>270或AZ<90度（南半球），说明目标杆塔在测试者的低纬度方向，a=HD*Cos(AZ)>0；
当270>AZ>90度（南半球），说明目标杆塔在测试者的高纬度方向，a=HD*Cos(AZ)<0；
所以，同理可以推出南半球的公式：LatA=LatB+f(a)=LatB-f( HD*Cos(AZ) )
—公式（1.2），其中f(x)为纬度和距离的比值方程。
3）计算经度LonA的步骤，由于每条纬线上，相同度数对应的弧长距离是不相等的，所以经度计算不能按照上述的方式进行。经过反复的推理和验证，两点的水平距离和经纬度的关系如下：
HD=Arccos[Sin(LatA) * Sin(LatB) + Cos(LatA) * Cos(LatB) * Cos(LonB-LonA)]*R—公式（2）
其中，R为地球半径6371kM，HD是A-B水平距，单位为kM；其他的参数单位是弧度。根据已知量和步骤2中的LatA，可以计算出LonA；
4）计算海拔HigA的步骤，由图2（a）可以比较简单的计算出海拨参数。
当INC>0时，HigA=HigB+VD；
当INC<0时，HigA=HigB-VD；
5）计算偏移量的步骤，目标杆塔的经纬度和海拨值均已经计算好，***再把该杆塔的原始地理信息调出来作比较，两次的经纬度值代入公式（2）就能计算出目标杆塔在水平方向上的偏移量，两次的海拨差值即为该目标杆塔在垂直方向上的偏移量。
以计算水平方向上的偏移量为例：若杆塔的原始经纬度信息是（109.99309，39.81625），经过巡线员巡查后记录的经纬度信息是（109.99456，39.81595），则由公式（2）可以得出水平位移是0.14千米。
实施例二：参见图1，一种基于实施例一的输电线路杆塔位移状态检测装置，包括激光测距装置1、手持机2和GPS定位仪3，激光测距装置1、手持机2和GPS定位仪3分别为蓝牙4连接方式，手持机2内预装Android***。
本实施例中的手持机2包括相互电连接的数据接收模块21、数据存储模块22、显示模块23、输入模块24和中央处理模块25，其中输入模块24为触摸输入模块24。
实际使用过程中基于实施例二的检测方法，首先激光测距装置1获取目标对象（线路杆塔）的数据信息（包括水平距离、垂直距离、方位角），通过蓝牙4传输到手持机2；带天线31的精密GPS定位仪3把测试者的地理位置信息（经度、纬度、海拨）上传到手持机2；手持机2上预装Android***，Android***上运行数据处理软件，该软件结合杆塔测距信息和测试者地理位置信息（经度、纬度、海拨），输入到数学模型后转化成杆塔的地理位置信息，手持机2再把杆塔的原始地理信息调出来和目前的测试结果对比，再把两次经纬度的信息换算成偏移距离。同时，方案中的结果显示是用来显示测量结果和操作提示；数据存储是为了存储测量结果，以便历史数据的对比；触摸输入提供用户更方便、快捷的操作方式。
本发明实施例采用带天线31的GPS精密定位仪，位置定位精准；采用激光测距的方法，可以实现远距离测量，为复杂山地上的杆塔巡检带来了便利，极大的减轻了巡线人员的工作量。
本发明实施例采用激光测距装置1和GPS定位仪3均采用蓝牙4和手持机2对接，测试数据通过蓝牙4上传至手持机2，手持机2上预装android***，***上运行数据处理软件，该软件通过构建数学模型可以把杆塔测距信息和测试者GPS位置直接转化成杆塔的偏移量，***操作简单，直观方便。
目标杆塔偏移量计算时，先把用激光测量目标杆塔的水平距映射到经纬线上，结合方位角信息计算出纬度差；再根据测试者的已知经度、纬度值，以及两点间水平距离和两点分别经度、纬度的关系即公式（2）推算目标杆塔的经度；最后根据目标杆塔的垂直距离计算出海拨。获得目标杆塔的经度、纬度和海拨后，再对比杆塔的历时数据，最后再根据公式（2）计算出水平偏移量，两次海拨差值即为垂直偏移量。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种输电线路杆塔位移状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）参数测量的步骤，通过测距装置分别测量A和B,A即目标杆塔的位置，B即测试者的位置，测量数据包括B的lonB、LatB、HigB值，INC是测距装置测量A点的倾斜角，VD是垂直距离，HD是水平距离，AZ是AB连线和磁北极方向顺时针的夹角，a即为A-B间在纬线方向的距离，b即为A-B间在经线方向的距离；
2）计算纬度LatA的步骤，当AZ>270或AZ<90度， a=HD*Cos(AZ)>0，当270>AZ>90度，a=HD*Cos(AZ)<0；
在北半球，LatA=LatB+f(a)=LatB+f( HD*Cos(AZ) )—公式（1.1）
在南半球，LatA=LatB+f(a)=LatB-f( HD*Cos(AZ) )—公式（1.2）
其中f(x)为纬度和距离的比值方程，即f(x)=x/111,x单位为km, f(x)单位为度；
3）计算经度LonA的步骤，
HD=Arccos[Sin(LatA) * Sin(LatB) + Cos(LatA) * Cos(LatB) * Cos(LonB-LonA)]*R—公式（2）
其中，R为地球半径6371kM，HD是A-B水平距，单位为kM；其他的参数单位为弧度；
根据已知量和步骤2中的LatA，可以计算出LonA；
4）计算海拔HigA的步骤，当INC>0时，HigA=HigB+VD，当INC<0时，HigA=HigB-VD；
5）计算偏移量的步骤，把该杆塔的原始地理信息调出来作比较，两次的经纬度值代入公式（2）就能计算出目标杆塔在水平方向上的偏移量，两次的海拨差值即为该目标杆塔在垂直方向上的偏移量；
所述的测距装置为激光测距装置。
2.一种基于权利要求1检测方法的输电线路杆塔位移状态检测装置，其特征在于：包括激光测距装置、手持机和GPS定位仪，所述的激光测距装置、手持机和GPS定位仪分别为无线连接方式。
3.根据权利要求2所述的输电线路杆塔位移状态检测装置，其特征在于：所述的手持机包括相互电连接的数据接收模块、数据存储模块、显示模块、输入模块和中央处理模块。
4.根据权利要求3所述的输电线路杆塔位移状态检测装置，其特征在于：所述的输入模块为触摸输入模块，所述的无线连接方式为蓝牙连接。
5.根据权利要求2所述的输电线路杆塔位移状态检测装置，其特征在于：所述的手持机内预装Android***。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107860317B (zh) * 2017-11-03 2020-10-27 长沙理工大学 一种基于激光光斑位移检测构筑物位移或振动幅度的方法
CN110887447A (zh) * 2019-11-16 2020-03-17 浙江维思无线网络技术有限公司 杆塔形变检测传感器及其检测方法
CN113691944B (zh) * 2021-08-24 2024-04-09 苏州星空位智科技有限公司 一种利用北斗rtk和蓝牙信标定位物体的方法
CN113758465A (zh) * 2021-11-08 2021-12-07 通号通信信息集团有限公司 铁塔状态检测方法及***
CN114379778B (zh) * 2021-12-31 2023-01-13 国网湖北省电力有限公司超高压公司 一种利用无人机检测电力杆塔塔顶偏移距离的***和方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3581006B2 (ja) * 1997-03-31 2004-10-27 富士写真光機株式会社 測距装置およびその調整方法
GB2415501A (en) * 2004-06-21 2005-12-28 Nanjing Chervon Ind Co Ltd A distance measuring detector which determines the distance between a surface of an object to an indicating laser beam
CN1963390A (zh) * 2005-11-08 2007-05-16 李啸炜 一种便捷高效的三维测量方法
CN201155968Y (zh) * 2008-02-28 2008-11-26 中国农业大学 基于gps和激光技术的三维地形测量装置
CN102620710B (zh) * 2012-04-18 2014-01-22 赵广超 测算数据的方法和***

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