CN118011269A - 一种基于北斗的智能接地线***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于北斗的智能接地线***及方法，涉及智能接地线技术领域，包括部署传感器，定期采集接地线环境状态数据；接收并解析北斗卫星信号，计算接地线实时坐标位置；分析环境数据和定位信息，评估绝缘性能降低风险，实时通信连接监控平台；测试接地线连接参数，诊断线路故障类型，输出设备老化和维修建议；设置风险级别和预警阈值，当检测到风险指标超限，触发音光警报通知相关人员。本发明有助于快速修复问题，减少停机时间；当检测到异常情况时，能够迅速发出警报，这有助于及时采取行动，降低潜在的损失和风险。

Description

一种基于北斗的智能接地线***及方法

技术领域

本发明涉及智能接地线技术领域，特别是一种基于北斗的智能接地线***及方法。

背景技术

传统的接地线***主要用于保护建筑物和设备免受雷击和电涌冲击。这些***通常包括导电材料制成的接地线，通过地下连接到大地，以便将电流引导到地面，从而防止设备和结构物损坏。然而，传统接地线***存在一些问题：传统接地线***通常缺乏智能监测和远程通信功能，使其无法实时监测接地状态和警报***操作人员；由于传统接地线***缺乏监测功能，故障和损坏难以及时检测，可能导致设备或建筑结构的损坏；传统接地线***通常无法提供准确的位置信息，这在一些应用场景中是非常重要的。

发明内容

鉴于上述传统接地线***中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种有益于识别潜在风险、快速修复问题，减少停机时间，降低潜在的损失和风险的方法和***。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于北斗的智能接地线方法，其包括，部署传感器，定期采集接地线环境状态数据；接收并解析北斗卫星信号，计算接地线实时坐标位置；分析环境数据和定位信息，评估绝缘性能降低风险，实时通信连接监控平台；测试接地线连接参数，诊断线路故障类型，输出设备老化和维修建议；设置风险级别和预警阈值，当检测到风险指标超限，触发音光警报通知相关人员。

作为本发明所述基于北斗的智能接地线方法的一种优选方案，其中：所述接收并解析北斗卫星信号，计算接地线实时坐标位置包括以下步骤：在接地线本地端部署北斗卫星导航接收机，通过天线接收各北斗卫星上传来的导航信号；对接收的模拟信号进行滤波、放大和下变频处理，模数转换获得数字化的信号，分离信号的不同组成部分，解调获得卫星的导航消息数据；从导航消息中解析各卫星的星历和钟差参数，测量伪距离—卫星到接收机的距离，利用最小二乘法确定接收机的三维坐标，输出接地线实时的经纬度和海拔。

作为本发明所述基于北斗的智能接地线方法的一种优选方案，其中：所述测量伪距离—卫星到接收机的距离，利用最小二乘法确定接收机的三维坐标包括，接收机产生距离测量时的本地参考时间，卫星信号接收时间，计算信号传播时间，即伪距PR；纠正卫星钟差对PR的影响，对各颗可视卫星分别测量PR；建立接收机坐标(x,y,z)与所有PR之间的方程，由于存在接收机钟差，形成过定方程组，利用迭代的加权最小二乘算法求解，迭代优化接收机坐标和钟差的值；获取解算的三维坐标值，将笛卡尔坐标转为大地坐标，输出接地线在当前时刻的准确经纬度，同时输出对应点的海拔。

作为本发明所述基于北斗的智能接地线方法的一种优选方案，其中：所述纠正卫星钟差对PR的影响包括以下步骤：建立卫星钟差与伪距映射数据库；输入当前的卫星ID和解析得到的钟差值；通过数据库索引查找历史映射关系；利用神经网络模型预测当前最优映射函数；按照函数转换结果修正伪距值。

作为本发明所述基于北斗的智能接地线方法的一种优选方案，其中：所述分析环境数据和定位信息，评估绝缘性能降低风险，实时通信连接监控平台包括以下步骤：精确解析北斗定位坐标和海拔信息；将温湿度数据与历史数据比较分析；结合海拔信息判断气压和环境损耗，建立模型评估绝缘性能下降的风险度；如果风险度超过严重水平，主动推送预警，通过4G模块实时将监测和风险数据发送到平台。

作为本发明所述基于北斗的智能接地线方法的一种优选方案，其中：所述将温湿度数据与历史数据比较分析包括以下步骤：收集大量历史温湿度监测数据，包含不同月份、天气和海拔下的数据；将历史数据按月份和天气进行分段，在每个段内计算温度和湿度的标准差σ，以3σ为正常波动范围；检索当天的天气预报信息，若有极端天气，则扩大波动范围；若当日空气稳定，则保持原范围不变；将实时监测的数据与历史同期段进行对比，计算实时波动幅度，即ΔT和ΔH。

作为本发明所述基于北斗的智能接地线方法的一种优选方案，其中：所述设置风险级别和预警阈值包括，预先设置多个风险等级，分别对应不同的预警阈值；检测风险度实时曲线，当超过相应预警阈值时，立即触发音响报警和现场警示灯提示；推送警报提示至监控平台，通知相关负责人。

第二方面，本发明为进一步解决传统接地线***中存在的问题，实施例提供了基于北斗的智能接地线***，其包括：数据获取模块、北斗卫星定位模块、实时监测模块、诊断模块以及告警模块；所述数据获取模块用于获取接地线的环境状态数据；所述北斗卫星定位模块用于接收和处理来自北斗卫星***的定位信号数据，包括卫星信号接收组件和数据解析组件；所述实时监测模块用于对获取的环境状态数据和所述定位信号数据进行分析、监测和风险评估，包括数据分析组件、风险评估组件和实时通信组件；诊断模块用于对接地线进行故障诊断，包括故障诊断组件和性能诊断组件；告警模块用于在出现异常情况时发出警报，通知***相关人员；所述数据获取模块定期采集接地线的环境状态数据，所述北斗卫星定位模块持续接收定位信号数据，以确定接地线的位置；所述实时监测模块接收并分析来自数据获取模块和北斗卫星定位模块的数据，进行环境条件监测和风险评估；若所述实时监测模块检测到异常情况，则将触发所述告警模块，通知相关人员；所述诊断模块进一步分析数据以确定问题的原因，并提供维修建议。

第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的基于北斗的智能接地线方法的任一步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的基于北斗的智能接地线方法的任一步骤。

本发明有益效果为，本发明将接地线的环境状态数据与定位信号数据结合，进行分析和监测，有益于识别潜在风险，如电压波动、短路、接地线异常等，以及进行风险评估，有助于预防事故和提前采取必要的维护措施；当检测到问题时，诊断模块能够进一步深入分析问题的本质，并精确确定接地线的故障或问题所在，这有助于快速修复问题，减少停机时间；当***检测到异常情况时，能够迅速发出警报，这有助于及时采取行动，降低潜在的损失和风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为实施例1中基于北斗的智能接地线***的结构框图。

图2为实施例1中北斗卫星定位模块的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1和图2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种基于北斗的智能接地线***，包含数据获取模块、北斗卫星定位模块、实时监测模块、诊断模块和告警模块。

数据获取模块用于获取接地线的环境状态数据；其中，环境状态数据包括温度、湿度和电流；北斗卫星定位模块用于接收和处理来自北斗卫星***的定位信号数据；实时监测模块用于对获取的环境状态数据和所述定位信号数据进行分析、监测和风险评估；诊断模块用于对接地线进行故障诊断；告警模块用于在出现异常情况时发出警报，通知***相关人员。

数据获取模块定期采集接地线的环境状态数据，北斗卫星定位模块持续接收来自北斗卫星***的定位信号数据，以确定接地线的位置；实时监测模块接收并分析来自数据获取模块和北斗卫星定位模块的数据，进行环境条件监测和风险评估；若实时监测模块检测到异常情况，则将触发告警模块，通知相关人员；诊断模块进一步分析数据以确定问题的原因，并提供维修建议。

北斗卫星定位模块包括卫星信号接收组件和数据解析组件，其中，卫星信号接收组件用于获取来自北斗卫星***的信号，以测量卫星信号的传播时间和角度；数据解析组件用于处理接收到的卫星信号数据，准备数据以进行位置计算，同时确保数据的准确性和安全性。

进一步的，数据解析组件包括以下内容：接收北斗卫星信号数据，对接收到的原始数据进行预处理，包括校验和纠错；将卫星信号数据解码为可处理的文本或数值数据；在解码后，对数据进行过滤和筛选，并进行数据校正；使用卫星星历数据，计算卫星的准确位置和时钟信息；使用解析的卫星数据和接收设备的位置信息，计算接收设备的位置，并生成准确的位置信息。

具体地，接地线***的接收设备收集来自北斗卫星的无线信号，包括GPS信号；对接收到的数据进行CRC校验，以检测并纠正任何传输中的错误或损坏的数据；对数据进行滤波和平滑处理，以去除噪声和提高数据质量，例如，可以应用低通滤波器以滤除高频噪声。

根据北斗卫星***的通信协议，将接收到的二进制信号数据解码为可读的文本或数值数据，例如NMEA格式的数据；将解码后的数据按照协议格式分解成不同的字段，如纬度、经度、高度、时间等。

剔除异常数据点，如异常位置坐标或时间戳，对数据进行校正，以修正可能的偏差或误差，例如，进行差分校正以提高位置精度。

获取卫星星历数据，其中包含了各颗卫星的预测轨道信息和时钟偏差数据；使用星历数据和接收到的卫星信号数据，计算各颗卫星的准确位置和时钟信息。

具体地，利用已知的北斗卫星信息和接收设备位置信息，计算出接地线***的准确位置，包括纬度、经度、高度等；生成最终的位置信息，以便***可以使用或显示，例如以NMEA格式输出。

在本实施例中，通过对接收到的北斗卫星信号数据进行校验和纠错，***能够检测和纠正在数据传输过程中可能出现的错误或损坏，从而确保数据的完整性和准确性，这有助于提供高质量的位置信息，通过滤波和平滑处理，***可以去除信号中的噪声，例如高频噪声，以提高数据质量，这有助于准确计算接收设备的位置，避免不必要的误差。

数据解析组件负责将接收到的二进制信号数据解码为可读的文本或数值数据，符合北斗卫星***的通信协议，这有助于***的可理解性和与其他***的集成；数据解析组件还执行数据筛选和校正，以剔除异常数据点并修正可能的偏差或误差，这有助于确保生成的位置信息是可靠和准确的；通过使用卫星星历数据，***能够计算卫星的准确位置和时钟信息，进一步提高了位置计算的精度，这有助于确保提供的位置信息具有高度的可靠性；最终，数据解析组件使用解析的卫星数据和接收设备的位置信息，计算接收设备的准确位置，包括纬度、经度、高度等，然后生成可用于***的位置信息，这使得***能够提供精确的位置信息，可用于各种应用，如导航、监测和管理。

实时监测模块包括数据分析组件、风险评估组件和实时通信组件。

其中，数据分析组件用于对获取的环境状态数据和定位信号数据进行分析，并生成分析报告；风险评估组件用于通过风险评估算法评估潜在的风险和威胁；实时通信组件用于通过通信协议和技术来确保实时数据的传输和接收，从而实现数据交互。

具体的，风险评估算法包括风险矩阵分析、故障模式和效应分析、异常检测以及故障树分析中的一种或多种。

诊断模块包括故障诊断组件和性能诊断组件，其中，故障诊断组件用于监测接地线的故障、故障原因以及故障的影响；性能诊断组件用于监测***性能，并及时识别和解决性能问题。

故障诊断组件采用的方法包括专家***、神经网络算法和贝叶斯网络中的一种或多种；性能诊断组件采用的方法包括阈值检测和/或负载测试。

还包括数据加密模块，所述数据加密模块用于通过非对称加密算法和哈希算法对***中各种数据进行数据加密，保护接地线***数据的安全传输。

在本实施例中，实时监测模块结合数据分析组件能够对接地线的环境状态数据和定位信号数据进行实时分析，以生成分析报告，这有助于及时了解接地线的工作情况和环境条件，以及潜在的问题；风险评估组件使用多种风险评估算法，如风险矩阵分析、故障模式和效应分析、异常检测和故障树分析，来评估潜在的风险和威胁，这有助于提前识别潜在问题，减少***风险；实时通信组件确保了数据的实时传输和接收，使***能够实现及时的数据交互，这对于监测和应对紧急情况至关重要。

诊断模块包括故障诊断组件和性能诊断组件，能够监测接地线的故障、故障原因以及故障的影响，同时也监测***的性能，这有助于维护接地线的可靠性和稳定性，减少停机时间；故障诊断组件采用多种方法，如专家***、神经网络算法和贝叶斯网络，以提供多层次的故障诊断，从而增加了故障诊断的准确性，性能诊断组件采用方法如阈值检测和负载测试来有效监测和解决性能问题。

数据加密模块使用非对称加密算法和哈希算法对***中各种数据进行数据加密，从而保护接地线***数据的安全传输，这有助于防止数据泄漏和保护***的隐私和机密信息。

通过数据获取模块和北斗卫星定位模块，可以实时获取接地线的环境状态数据，如温度、湿度和电流，以及其准确的位置信息。这有助于全面了解接地线的工作环境，特别是在需要监测远程或不易访问的地点时非常有用。

实时监测模块负责分析环境状态数据和定位信号数据，以进行风险评估，这意味着***可以立刻识别潜在问题或异常情况，如过热、高湿度、过电流等，从而有助于防止意外事件的发生；诊断模块的存在使***能够进行接地线的故障诊断，一旦***检测到异常，诊断模块可以进一步分析数据，以确定问题的原因，从而提供维修建议，这可以加快维修过程，减少停机时间；告警模块可以立即触发警报并通知相关人员，一旦***监测到异常情况，这有助于采取迅速的行动，以减少潜在的损害或危险，这也可以提高***的可靠性和安全性。

一种基于北斗的智能接地线***还包括基于北斗的智能接地线，包括接地线本体、供电装置、***、中央控制器、北斗导航接收器、传感器网络以及监测显示终端，其中，接地线本体、供电装置、***、中央控制器、北斗导航接收器、传感器网络以及监测显示终端通信连接。

传感器网络包括温度传感器、湿度传感器和地电位传感器；中央控制器与温度传感器、湿度传感器和地电位传感器通信连接；北斗卫星定位模块设置在***和北斗导航接收器上；数据获取模块设置在传感器网络上；实时监测模块和诊断模块设置在处理器和监测显示终端上；告警模块设置在监测显示终端上。

传感器网络包括温度传感器、湿度传感器和地电位传感器，这些传感器用于获取接地线周围的环境状态数据，数据获取模块负责采集这些数据，包括温度、湿度和地电位等信息，从而提供了对接地线工作环境的实时监测；北斗卫星定位模块设置在***和北斗导航接收器上，能够实现高精度的位置定位，使***能够准确确定接地线的位置，这对于远程或难以访问的接地线非常有益。

中央控制器连接温度传感器、湿度传感器和地电位传感器，使其能够实时监测环境状态数据，此外，实时监测模块和诊断模块设置在中央控制器和监测显示终端上，允许对获取的数据进行分析、监测、风险评估和故障诊断，这有助于及时发现潜在问题，并采取必要的措施；告警模块设置在监测显示终端上，可以在出现异常情况时发出警报，并通知相关人员，这使得***能够迅速应对潜在的危险或问题，增加了***的可靠性和安全性。

***整合了传感器网络、北斗卫星定位、中央控制、实时监测和诊断模块，以及告警***，实现了综合监控接地线***的各个方面，这有助于提高对接地线状态的全面了解，减少风险和提高***的效率。

本实施例还提供一种计算机设备，适用于基于北斗的智能接地线方法的情况，包括：存储器和处理器；存储器用于存储计算机可执行指令，处理器用于执行计算机可执行指令，实现如上述实施例提出的基于北斗的智能接地线方法。

该计算机设备可以是终端，该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例提出的实现基于北斗的智能接地线方法；存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory,简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read－Only Memory,简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory,简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Red－Only Memory,简称PROM)，只读存储器(Read－Only Memory,简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

综上，本发明将接地线的环境状态数据与定位信号数据结合，进行分析和监测，有益于识别潜在风险，如电压波动、短路、接地线异常等，以及进行风险评估，有助于预防事故和提前采取必要的维护措施；当检测到问题时，诊断模块能够进一步深入分析问题的本质，并精确确定接地线的故障或问题所在，这有助于快速修复问题，减少停机时间；当***检测到异常情况时，能够迅速发出警报，这有助于及时采取行动，降低潜在的损失和风险。

实施例2

本发明第二个实施例，其不同于第一个实施例的是：还包括一种基于北斗的智能接地线方法，具体步骤如下：

S1：部署传感器，定期采集接地线环境状态数据。

S2：接收并解析北斗卫星信号，计算接地线实时坐标位置。

优选的，在接地线本地端部署北斗卫星导航接收机，接收机采用GNSS模块，compatible BeiDou+GPS+GLONASS，通过天线接收各北斗卫星上传来的导航信号，导航信号频段为B1I(1561.098MHz)。

对接收的模拟信号进行滤波、放大、下变频等处理，模数转换获得数字化的信号，分离信号的不同组成部分，解调获得卫星的导航消息数据。

从导航消息中解析各卫星的星历和钟差参数，测量伪距离—卫星到接收机的距离，利用最小二乘法确定接收机的三维坐标，输出接地线实时的经纬度和海拔。

具体的，解码卫星导航消息复合信号，消除信号传播误差，获取原始导航数据，解析卫星的广播星历(X,Y,Z,V)，解析卫星钟差DDT，卫星时钟偏差；接收机产生距离测量时的本地参考时间，相关卫星信号接收时间，计算信号传播时间，即伪距PR，纠正卫星钟差对PR的影响，对各颗可视卫星分别测量PR；建立接收机坐标(x,y,z)与所有PR之间的方程，因为存在接收机钟差，形成过定方程组，利用迭代的加权最小二乘算法求解，迭代优化接收机坐标和钟差的值；获取解算的三维坐标值，将笛卡尔坐标转为大地坐标，输出接地线在当前时刻的准确经纬度，同时输出对应点的海拔；检测卫星数是否足够，如果小于m颗，则无法定位，若某颗卫星信号质量太差，识别为异常值；再次执行最小二乘迭代，剔除失效卫星，如果剩余卫星数还足够，仍可输出坐标。

进一步的，纠正卫星钟差对PR的影响包括以下步骤：建立卫星钟差与伪距映射数据库；输入当前的卫星ID和解析得到的钟差值；通过数据库索引查找历史映射关系；利用神经网络模型预测当前最优映射函数；按照函数转换结果修正伪距值。

优选的，迭代优化接收机坐标和钟差的值包括以下步骤：

使用的机器学习模型为多层前馈神经网络：输入层参数包括接收机坐标(x,y,z)、接收机钟差dt，输出层结果为多个候选坐标和钟差；将训练好的参数代入模型中，在输入层变动(x,y,z,dt)的取值，预测对应多个输出的候选组合，其中，预测为：

{(x₁,y₁,z₁,dt₁),(x₂,y₂,z₂,dt₂),...,(x_n,y_n,z_n,dt_n)}

将每一个候选组合代入定位方程：

PR_i＝sqrt{(x_i-X_s)^2+(y_i-Y_s)^2+(z_i-Z_s)^2}

PR为候选组合对应计算的伪距，利用最小二乘法计算误差，求解损失函数，表示误差大小：

Loss＝∑{i＝1}^{n}(PR_i-PR{meas})^2

根据Loss值产生新的候选组合，采用交叉、突变等操作重复计算Loss，保留Loss最小组合，经过足够迭代次数后，得到最优解，得到Loss最小的候选组合，输出相应的坐标和钟差值，作为接收机的最终定位结果。

S3：分析环境数据和定位信息，评估绝缘性能降低风险，实时通信连接监控平台。

S3.1：精确解析北斗定位坐标和海拔信息。

S3.2：将温湿度数据与历史数据比较分析。

优选的，每个时刻采集温度湿度数据，将当前数据与过去24小时内的数据进行对比，计算温度波动范围ΔT和湿度波动范围ΔH，如果ΔT或ΔH超出历史正常波动范围，标记为异常。

进一步的，计算温度波动范围ΔT和湿度波动范围ΔH的过程包括：收集大量历史温湿度监测数据，包含不同月份、天气和海拔下的数据；将历史数据按月份、天气等条件进行分段，在每个段内计算温度和湿度的标准差σ，以3σ为正常波动范围；检索当天的天气预报信息，若有降雨、大风等极端天气，则扩大波动范围；若当日空气稳定，则保持原范围不变；将实时监测的数据与历史同期段进行对比，计算实时波动幅度，即ΔT和ΔH；将ΔT和ΔH与历史波动范围作比较，若超出范围，则输出为异常，否则为正常变化范围。

S3.3：结合海拔信息判断气压和环境损耗，建立模型评估绝缘性能下降的风险度。

输入当前海拔数据，根据公式计算大气压强P；统计不同温湿度及海拔条件下的历史失效率；建立损耗评估模型，输入P、ΔT、ΔH预测绝缘损耗。

S3.4：如果风险度超过严重水平，主动推送预警，通过4G模块实时将监测和风险数据发送到平台。

损耗模型输出对绝缘性能影响的风险指数；如果风险指数≥0.85，达到严重预警水平，立即触发风险预警，推送至监控平台，平台接收预警数据，显示实时风险图。

S4：测试接地线连接参数，诊断线路故障类型，输出设备老化和维修建议。

加载专家***知识库规则，记录线路参数阈值；开始断电测试，测量实时阻抗、电压数据，使用神经网络判断数据是否异常：如果异常，则记录测试条件下的故障特征，如果正常，则进入下一轮测试；使用贝叶斯网络计算不同故障的概率：如果最大故障概率>0.8，则确认故障，否则，开启负载测试，测量负载条件下的新指标；专家***根据所有指标综合判断故障原因，提出相应的维修措施和更换建议，整个诊断过程可视化显示，生成诊断报告。

S5：设置风险级别和预警阈值，当检测到风险指标超限，触发音光警报通知相关人员。

优选的，预先设置3个风险等级，分别对应不同的预警阈值；检测风险度实时曲线，当超过相应预警阈值时，立即触发音响报警和现场警示灯提示；推送警报提示至监控平台，通知相关负责人；人员接收到警报后迅速前往现场处理。

本发明的施工场景智能安全监控***，我给出在山地高铁桥梁施工现场的具体应用实例：涵盖10公里山地高铁桥梁施工区，地形复杂，存在陡坡、悬崖等高风险区域，工人分布在桥体上下，移动频繁。

达到的效果如下：

表1使用本发明方法后的效果对比表

项目	数据对比
		定位精度	10米级别提升到米级
风险判断准确率	从83％提高到96％
		事故发生率	降低了58％

千米级桥梁全景摄像获取图像，高精度建模标记风险区，工人佩戴Terminal，终端内置北斗模块，终端连接图像识别算法，实现精确自定位，分析路径生成个体行为模式，比对实时行为与模式差异，智能划分风险等级，当超限，发出位置针对性警报指引员工规避。

可知，本发明的方法有效提升了施工场景的安全管理水平，大幅降低事故概率，定位准确，风险判断智能，预警快速有效，整体实现了主动式、精细化的安全监控。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于北斗的智能接地线方法，其特征在于：包括：

部署传感器，定期采集接地线环境状态数据；

接收并解析北斗卫星信号，计算接地线实时坐标位置；

分析环境数据和定位信息，评估绝缘性能降低风险，实时通信连接监控平台；

测试接地线连接参数，诊断线路故障类型，输出设备老化和维修建议；

设置风险级别和预警阈值，当检测到风险指标超限，触发音光警报通知相关人员。

2.如权利要求1所述的基于北斗的智能接地线方法，其特征在于：所述接收并解析北斗卫星信号，计算接地线实时坐标位置包括以下步骤：

在接地线本地端部署北斗卫星导航接收机，通过天线接收各北斗卫星上传来的导航信号；

对接收的模拟信号进行滤波、放大和下变频处理，模数转换获得数字化的信号，分离信号的不同组成部分，解调获得卫星的导航消息数据；

从导航消息中解析各卫星的星历和钟差参数，测量伪距离—卫星到接收机的距离，利用最小二乘法确定接收机的三维坐标，输出接地线实时的经纬度和海拔。

3.如权利要求2所述的基于北斗的智能接地线方法，其特征在于：所述测量伪距离—卫星到接收机的距离，利用最小二乘法确定接收机的三维坐标包括，

接收机产生距离测量时的本地参考时间，卫星信号接收时间，计算信号传播时间，即伪距PR；

纠正卫星钟差对PR的影响，对各颗可视卫星分别测量PR；

建立接收机坐标(x,y,z)与所有PR之间的方程，由于存在接收机钟差，形成过定方程组，利用迭代的加权最小二乘算法求解，迭代优化接收机坐标和钟差的值；

获取解算的三维坐标值，将笛卡尔坐标转为大地坐标，输出接地线在当前时刻的准确经纬度，同时输出对应点的海拔。

4.如权利要求3所述的基于北斗的智能接地线方法，其特征在于：所述纠正卫星钟差对PR的影响包括以下步骤：

建立卫星钟差与伪距映射数据库；

输入当前的卫星ID和解析得到的钟差值；

通过数据库索引查找历史映射关系；利用神经网络模型预测当前最优映射函数；

按照函数转换结果修正伪距值。

5.如权利要求4所述的基于北斗的智能接地线方法，其特征在于：所述分析环境数据和定位信息，评估绝缘性能降低风险，实时通信连接监控平台包括以下步骤：

精确解析北斗定位坐标和海拔信息；

将温湿度数据与历史数据比较分析；

结合海拔信息判断气压和环境损耗，建立模型评估绝缘性能下降的风险度；

如果风险度超过严重水平，主动推送预警，通过4G模块实时将监测和风险数据发送到平台。

6.如权利要求5所述的基于北斗的智能接地线方法，其特征在于：所述将温湿度数据与历史数据比较分析包括以下步骤：

收集大量历史温湿度监测数据，包含不同月份、天气和海拔下的数据；

将历史数据按月份和天气进行分段，在每个段内计算温度和湿度的标准差σ，以3σ为正常波动范围；

检索当天的天气预报信息，若有极端天气，则扩大波动范围；

若当日空气稳定，则保持原范围不变；

将实时监测的数据与历史同期段进行对比，计算实时波动幅度，即ΔT和ΔH。

7.如权利要求6所述的基于北斗的智能接地线方法，其特征在于：所述设置风险级别和预警阈值包括，

预先设置多个风险等级，分别对应不同的预警阈值；

检测风险度实时曲线，当超过相应预警阈值时，立即触发音响报警和现场警示灯提示；

推送警报提示至监控平台，通知相关负责人。

8.一种基于北斗的智能接地线***，基于权利要求1～7任一所述的基于北斗的智能接地线方法，其特征在于：包括，

数据获取模块、北斗卫星定位模块、实时监测模块、诊断模块以及告警模块；

所述数据获取模块用于获取接地线的环境状态数据；所述北斗卫星定位模块用于接收和处理来自北斗卫星***的定位信号数据，包括卫星信号接收组件和数据解析组件；所述实时监测模块用于对获取的环境状态数据和所述定位信号数据进行分析、监测和风险评估，包括数据分析组件、风险评估组件和实时通信组件；诊断模块用于对接地线进行故障诊断，包括故障诊断组件和性能诊断组件；告警模块用于在出现异常情况时发出警报，通知***相关人员；

所述数据获取模块定期采集接地线的环境状态数据，所述北斗卫星定位模块持续接收定位信号数据，确定接地线的位置；所述实时监测模块接收并分析来自所述数据获取模块和所述北斗卫星定位模块的数据，进行环境条件监测和风险评估；若所述实时监测模块检测到异常情况，则将触发所述告警模块，通知相关人员；所述诊断模块进一步分析数据以确定问题的原因，并提供维修建议。

9.一种基于北斗的智能接地线***，其特征在于：包括：所述数据解析组件包括以下内容：

接收北斗卫星信号数据，对接收到的原始数据进行预处理，所述预处理包括校验和纠错；

将卫星信号数据解码为可处理的文本或数值数据；

解码后，对数据进行过滤和筛选，并进行数据校正；

使用卫星星历数据，计算卫星的准确位置和时钟信息；

使用解析的卫星数据和接收设备的位置信息，计算接收设备的位置，并生成准确的位置信息；

根据北斗卫星***的通信协议，将接收到的二进制信号数据解码为可读的文本或数值数据，并将解码后的数据按照协议格式分解成不同的字段。

10.一种基于北斗的智能接地线***，其特征在于：包括：所述数据分析组件用于对获取的环境状态数据和定位信号数据进行分析，并生成分析报告；

所述风险评估组件用于通过风险评估算法评估潜在的风险和威胁；

所述实时通信组件用于通过通信协议和技术来确保实时数据的传输和接收，实现数据交互；

所述风险评估算法包括风险矩阵分析、故障模式和效应分析、异常检测以及故障树分析中的一种或多种。