時空遙感技術在輸電線路桿塔基礎穩(wěn)定性中的應用研究

何 彧

（廣東電網(wǎng)有限責任公司肇慶供電局，廣東 肇慶 526060）

1 傳統(tǒng)監(jiān)測手段存在的問題

架空輸電線路監(jiān)測大多依賴于傳統(tǒng)變形監(jiān)測手段[1]，主要包括全站儀坐標量測法、GNSS靜態(tài)相對定位觀測法、水準測量法、傾斜儀測斜法以及土體應力測量法等。傳統(tǒng)變形監(jiān)測手段對架空輸電線路安全運維發(fā)揮了重要作用，但目前還存在以下問題：人工主動監(jiān)測無法實現(xiàn)自動化和按需實時化，使得架空輸電線路安全運維呈現(xiàn)出被動防護的特點；架空輸電線路沿線地形地貌條件復雜，不利于傳統(tǒng)變形監(jiān)測方案的實施；傳統(tǒng)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)采集煩瑣、內業(yè)數(shù)據(jù)量大；現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸不便，無法保證數(shù)據(jù)的真實性；數(shù)據(jù)處理困難，數(shù)據(jù)交互煩瑣；監(jiān)測數(shù)據(jù)分析單一，無法直觀表達實際狀態(tài)；數(shù)據(jù)存儲不便，數(shù)據(jù)的安全性低；多個監(jiān)測項目管理復雜，多條線路、多個項目管理困難。隨著近幾年衛(wèi)星導航定位技術的發(fā)展，特別是北斗導航衛(wèi)星技術的發(fā)展，為北斗地基增強系統(tǒng)更好地應用于變形監(jiān)測[2]開拓了前景，是變形監(jiān)測未來發(fā)展的新趨勢。

2 輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析總規(guī)劃

2.1 項目服務總的流程介紹

輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件項目主要包括電網(wǎng)時空遙感基準站網(wǎng)、輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析終端以及輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析數(shù)據(jù)處理中心3部分。其中，輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析數(shù)據(jù)處理中心包括完成網(wǎng)絡RTK服務和數(shù)據(jù)接收的北斗地基增強系統(tǒng)、推送系統(tǒng)以及輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析系統(tǒng)3部分。項目服務示意圖如圖1所示。

2.2 電網(wǎng)時空遙感基準站網(wǎng)

電網(wǎng)時空遙感基準站網(wǎng)是以北斗為主體、兼容其他GNSS衛(wèi)星，統(tǒng)一的多系統(tǒng)和高精度GNSS電網(wǎng)時空遙感基準站網(wǎng)絡，滿足供電局要求的高精度北斗地基增強定位連續(xù)運行參考服務系統(tǒng)。具體地，建設具有6個連續(xù)運行參考基準站和1個控制中心的北斗地基增強系統(tǒng)站網(wǎng)系統(tǒng)，向系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內的電網(wǎng)用戶提供各種不同精度的位置和時間信息服務，以滿足肇慶供電局電網(wǎng)領域各種應用的定位、導航以及時間服務的實際需求。

2.3 輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析終端

圖1 項目服務示意圖

輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析終端（以下簡稱時空遙感穩(wěn)定性分析終端）包含GNSS監(jiān)測站、傾斜傳感器以及雨量傳感器3種傳感器。時空遙感穩(wěn)定性分析終端本地解算，并將本地解算結果數(shù)據(jù)回傳至輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件服務器，以供輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件解算并分析，從而實現(xiàn)輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析功能，并最終計算獲得輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析結果。

2.4 輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析數(shù)據(jù)處理中心

輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析數(shù)據(jù)處理中心是整個輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件（以下簡稱時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件）項目的核心單元，主要由供電局內部有線專用光纖網(wǎng)絡、供電局VPDN通道、北斗地基增強系統(tǒng)、電網(wǎng)時空遙感穩(wěn)定性分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)推送系統(tǒng)以及服務器等組成。它通過供電局內部專用光纖網(wǎng)絡實現(xiàn)與基準站間的有線連接，通過供電局VPDN通道實現(xiàn)時空遙感穩(wěn)定性分析終端與數(shù)據(jù)推送系統(tǒng)之間的無線網(wǎng)絡傳輸。網(wǎng)絡拓撲圖如圖2所示。

數(shù)據(jù)處理中心由計算機中心硬件設備和時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件組成，是時空遙感穩(wěn)定性分析[3]工具軟件系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，實現(xiàn)系統(tǒng)設計所要求的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)解算、數(shù)據(jù)發(fā)布、系統(tǒng)運行監(jiān)控、信息服務、網(wǎng)絡管理以及用戶管理等功能。

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖

3 應用檢測結果

電網(wǎng)時空遙感基準站由分布在肇慶市供電局下屬共計6個基準站組成。6個基準站連續(xù)不間斷地觀測GNSS衛(wèi)星，利用輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件，借助肇慶供電局內部有線專用光纖網(wǎng)絡，將電網(wǎng)時空遙感基準站獲取到的GNSS連續(xù)不間斷衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)傳輸至輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件服務器，以供輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件進行基線解算，從而完成北斗地基增強系統(tǒng)（連續(xù)運行參考站衛(wèi)星系統(tǒng)）功能，實現(xiàn)電網(wǎng)時空遙感基準站網(wǎng)覆蓋范圍內的網(wǎng)絡CORS服務。

同時，電網(wǎng)時空遙感基準站可為其附近的輸電線路桿塔的變形監(jiān)測提供基準數(shù)據(jù)。輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件依賴于供電局內部有線專用光纖網(wǎng)絡，將電網(wǎng)時空遙感基準站獲取到的GNSS連續(xù)不間斷衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)傳輸至輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件服務器，以供輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件使用并推送至輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析終端，從而為其附近的輸電線路桿塔變形監(jiān)測提供基準數(shù)據(jù)參考服務。

輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析終端（以下簡稱穩(wěn)定性分析終端）包含GNSS監(jiān)測站、傾斜傳感器以及雨量傳感器3種傳感器。穩(wěn)定性分析終端依賴于中國電信運營商提供的肇慶供電局VPDN專用物聯(lián)網(wǎng)通道，接收輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件推送出的電網(wǎng)時空遙感基準站獲取到的GNSS連續(xù)不間斷衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，由穩(wěn)定性分析終端本地解算，再依賴中國電信運營商提供的供電局VPDN專用物聯(lián)網(wǎng)通道，將穩(wěn)定性分析終端本地解算結果數(shù)據(jù)回傳至輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件服務器，以供輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析工具軟件解算并分析，從而實現(xiàn)輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析功能，并最終計算獲得輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析結果。

4 結 論

電網(wǎng)時空遙感基準站網(wǎng)采用北斗地基增強系統(tǒng)技術，在基準網(wǎng)覆蓋范圍內可以滿足電網(wǎng)專屬用戶對高精定位的需求，實現(xiàn)實時動態(tài)厘米級測量和定位。通過使用輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定分析工具軟件，引進輸電線路桿塔時空遙感穩(wěn)定性分析技術，可為供電局電網(wǎng)設備精益化管控奠定基礎，進一步提升電網(wǎng)安全運維的智能化管理技術水平。