[发明专利]考虑输电线路弧垂的电流磁场反演导线参数的方法

权利要求书

1.一种考虑输电线路弧垂的电流磁场反演导线参数的方法，包括线路的反演模型部分，线路的分段线性反演部分，输电导线位置及弧垂估算部分，其特征在于，首先向算法输入无人机在飞行过程中等时间间隔采样的空间磁场强度和GPS位置信息，所述线路的反演模型部分，线路的分段线性反演部分，输电导线位置及弧垂估算部分依次进行，其特征在于，

所述线路的反演模型部分中，向算法输入无人机在飞行过程中等时间间隔采样的空间磁场强度和GPS位置信息，用于后续计算处理，

所述线路的分段线性反演部分中，建立直导线输电线路基于几何关系和Biot-Sarvart定律的空间磁场分布模型，将输电导线抽象成线路的一组参数，

将输电线路分为等间隔的小段，将位置信息和磁场强度信息也相应分段，之后使用无约束优化方法进行反演，对于每一小段内的数据，将其按照反演模型部分提出的直导线模型使用无约束非线性优化方法进行反演，得到该段线路信息，包括位置，电流幅值和相位，

所述输电导线位置及弧垂估算部分中，通过中值滤波和抛物线拟合，得到带弧垂的导线位置信息，输出给无人机的飞控系统，用于指导后续无人机的飞行，实现智能巡线，

所述线路的反演模型部分中，

设导线L位于高度为H的平行于水平面的平面S内，在平面内的方程为ax+by+c＝0，设测量点A的坐标为(x_r，y_r，z_r)，则B点的坐标为(x_r，y_r，H)，由导线位置方程可解得C点的坐标为:

且点A、点B、点C之间有几何关系为：

设导线电流方向向量为对于流过直流电流的无限长直导线，基于几何关系的模型下的磁场强度，建立空间磁场强度与线路参数的关联模型为：

所述线路的分段线性反演部分中，选取采样点数N，每N个采样点为一小段，在该小段内将磁场源即有弧垂的输电导线看做直导线进行处理，使用该小段内的磁场强度和无人机位置信息进行反演，得到各小段磁场源的位置和电流信息，

使用无约束优化算法Nelder-Mead算法，引入目标函数f，其中：

f＝||H_cal-H_sam||

其中H_cal表示根据计算出的采样点处磁场强度，H_sam表示实际传感器测量得到的磁场强度值，

通过最小化目标函数f的值得到与当前一小段内的若干个磁场量测点的测量值最符合的导线模型参数，即导线的位置和电流，对于交流导线，在给出导线位置的同时给出导线上电流的幅值和相位，

所述输电导线位置及弧垂估算部分中，在得到各小段的导线位置信息后，首先通过中值滤波去除异常点对反演的影响，之后将导线弧垂抽象成抛物线模型，使用抛物线对所得到的各小段导线位置进行拟合，得到带弧垂的输电线路反演结果，将反演的输电导线位置结果输出给无人机的飞控部分，指导无人机沿线路飞行，实现智能巡检。