[发明专利]基于集中式北斗双频RTK定位解算算法的杆塔安全监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于集中式北斗双频RTK定位解算算法的杆塔安全监测方法及系统，该方法包括下述步骤：将北斗信号进行解调解扩；将解调解扩后的北斗信号与当前接收终端的识别信息形成通信帧；对通信帧进行识别解码；对解码后的数据进行单点定位解算，得到单点定位结果；根据单点定位结果建立虚拟基准站；综合流动站观测数据和基准站纠偏数据进行RTK实时定位解算，完成RTK实时解算后，比对流动站与基准站数据的差分龄期，根据差分龄期划分不同解算质量等级，基于解算质量等级输出最终RTK定位结果或安全警报。本发明通过通信手段发送至解算中心统一解算，减小传输时延带来的精度误差，提高对杆塔的安全监测的效率和准确性。

技术领域

本发明涉及杆塔安全监测技术领域，具体涉及一种基于集中式北斗双频RTK定位解算算法的杆塔安全监测方法及系统。

背景技术

智慧电网近年来已经成为电网技术发展的主要方向，而智慧电网的空间信息安全性也越来越应该被重视，目前许多电网公司仍然保留使用着GPS的终端设备，因此应大力推广北斗在定位场景中的使用，从目前GPS北斗共用的情况随着北斗系统的日益完善完全转变为以北斗进行定位，最大程度的保证电网信息的安全性。

输电杆塔在整个电力工程承担输送电能这一重要任务，但由于输电杆塔大多数分布在地面状况不稳定或地质灾害发生频率较高的区域，很容易因为自然灾害例如台风，暴雨，雪灾水灾，山体滑坡等导致杆塔发生倾斜或倒塌，对电力传输造成极大的不良影响，而目前对输电杆塔进行检查的形式大多为人工巡检或无人机辅检，成本较高且无法进行及时的监测。

为了能够对输电杆塔进行实时有效监测，部分电网企业也采用多种GNSS系统共同解算，在输电杆塔上设立终端完成RTK定位后将信息传输回系统界面并显示。但接收、处理、解算、发送集成为一体的定位终端价钱较为昂贵且功耗很高，而这种终端需要在每个存在于监测系统的输电杆塔上都安放一套，在物力成本方面并没有做到相较于无人机辅检有较大节省。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种基于集中式北斗双频RTK定位解算算法的杆塔安全监测方法及系统，本发明解决了具有北斗接收定位解算模块终端的成本高，代价大的问题，并通过北斗定位算法使之专适用于杆塔的使用场景，也做到了定位的实时性和精确性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于集中式北斗双频RTK定位解算算法的杆塔安全监测方法，包括下述步骤：

将北斗信号进行解调解扩；

将解调解扩后的北斗信号与当前接收终端的识别信息形成通信帧；

对通信帧进行识别解码；

对解码后的数据进行单点定位解算，利用北斗双频计算电离层误差得到伪距估值，使用伪距残差判决法对计算得到的伪距定位结果进行接收机自主正直性检测，得到单点定位结果；

根据单点定位结果建立虚拟基准站，形成短基线，并将RTCM3数据与接收机原始观测数据进行差分运算；

综合流动站观测数据和基准站纠偏数据进行RTK实时定位解算，对不同卫星与流动站、基准站数据进行站间单差，进行星间双差得到残差双差观测方程，对多个卫星进行差分处理得到残差双差观测方程矩阵，通过卡尔曼滤波完成量测更新得到浮点解，通过LAMBDA算法固定整周模糊度得到固定解，再次计算残差双差进行有效性验证，得到最终各节点的定位数据；

完成RTK实时解算后，比对流动站与基准站数据的差分龄期，根据差分龄期划分不同解算质量等级，基于解算质量等级输出最终RTK定位结果或安全警报。

作为优选的技术方案，所述当前接收终端的识别信息为每个接收终端独有的ID码，以十六进制的数据格式插在单条北斗RTCM3.2协议的观测数据中，位于RTCM数据帧帧头前。