時空遙感技術在輸電線路桿塔基礎穩定性中的應用研究

何 彧

（廣東電網有限責任公司肇慶供電局，廣東 肇慶 526060）

1 傳統監測手段存在的問題

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

2 輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析總規劃

2.1 項目服務總的流程介紹

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

2.2 電網時空遙感基準站網

電網時空遙感基準站網是以北斗為主體、兼容其他GNSS衛星，統一的多系統和高精度GNSS電網時空遙感基準站網絡，滿足供電局要求的高精度北斗地基增強定位連續運行參考服務系統。具體地，建設具有6個連續運行參考基準站和1個控制中心的北斗地基增強系統站網系統，向系統覆蓋區域內的電網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定性分析終端（以下簡稱時空遙感穩定性分析終端）包含GNSS監測站、傾斜傳感器以及雨量傳感器3種傳感器。時空遙感穩定性分析終端本地解算，并將本地解算結果數據回傳至輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析工具軟件服務器，以供輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析工具軟件解算并分析，從而實現輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析功能，并最終計算獲得輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析結果。

2.4 輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析數據處理中心

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

數據處理中心由計算機中心硬件設備和時空遙感穩定性分析工具軟件組成，是時空遙感穩定性分析[3]工具軟件系統的神經中樞，實現系統設計所要求的數據管理、數據解算、數據發布、系統運行監控、信息服務、網絡管理以及用戶管理等功能。

圖2 系統網絡拓撲圖

3 應用檢測結果

電網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個基準站連續不間斷地觀測GNSS衛星，利用輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析工具軟件，借助肇慶供電局內部有線專用光纖網絡，將電網時空遙感基準站獲取到的GNSS連續不間斷衛星觀測數據傳輸至輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析工具軟件服務器，以供輸電線路桿塔時空遙感穩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（連續運行參考站衛星系統）功能，實現電網時空遙感基準站網覆蓋范圍內的網絡CORS服務。

同時，電網時空遙感基準站可為其附近的輸電線路桿塔的變形監測提供基準數據。輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析工具軟件依賴于供電局內部有線專用光纖網絡，將電網時空遙感基準站獲取到的GNSS連續不間斷衛星觀測數據傳輸至輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析工具軟件服務器，以供輸電線路桿塔時空遙感穩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定性分析終端，從而為其附近的輸電線路桿塔變形監測提供基準數據參考服務。

輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析終端（以下簡稱穩定性分析終端）包含GNSS監測站、傾斜傳感器以及雨量傳感器3種傳感器。穩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專用物聯網通道，接收輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析工具軟件推送出的電網時空遙感基準站獲取到的GNSS連續不間斷衛星觀測數據，由穩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專用物聯網通道，將穩定性分析終端本地解算結果數據回傳至輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析工具軟件服務器，以供輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析工具軟件解算并分析，從而實現輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析功能，并最終計算獲得輸電線路桿塔時空遙感穩定性分析結果。

4 結 論

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