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無人機變電站巡檢中的RTK技術

2019-11-11 10:40 性質:轉載 作者:金巡Award 來源:北極星智能電網在線&國網河南檢修公司
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在“爬電桿”時代,巡檢人員每天只能完成3~5基桿塔任務,整個線路巡視可能需要1個月。而運用5G技術的“無人機”時代,巡檢一條60公里的線路只需3小時,不僅能夠...

在“爬電桿”時代,巡檢人員每天只能完成3~5基桿塔任務,整個線路巡視可能需要1個月。而運用5G技術的“無人機”時代,巡檢一條60公里的線路只需3小時,不僅能夠即時建立線路三維模型,還能根據預設的程序實現智能化處理、自動識別,設備狀態校核,故障預警等過程。

5G無人機巡檢只是電力行業實現泛在電力物聯網的一個縮影,其中1秒時間可以運行20萬組數據的5G技術就是建設泛在電力物聯網的重要通訊載體。

近幾年,作為新興的巡檢工具

無人機已憑借其機動靈活、成本低

環境要求低、便于攜帶和運輸不受地形限制

等諸多優勢,在輸電線路日常巡檢和精細化

巡檢作業中得到了廣泛應用

隨著近年來電網飛速發展

采用多旋翼無人機巡檢變電站設備

也有效的提高了巡檢工作質量

那么,無人機是如何克服強電磁干擾

實現高壓線路、變電站巡檢的呢?

這不得不提今天的主角——RTK定位技術

在認識RTK定位技術之前

我們需要先了解衛星定位技術

又稱GNSS技術

該技術通過測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離,綜合多顆衛星數據,從而運算出接收機的具體位置。因為需要計算三維位置及偏差,所以需要至少4 顆衛星。

GNSS技術的優勢是:觀測時間短、提供三維坐標、操作簡便、全天候工作、功能多、成本低。

目前主流的GNSS系統有北斗衛星導航系統(中國)、GPS美國)、Glonass(俄羅斯)、Galileo(歐洲)等。

但GNSS 技術也有它的弊端

它可能因為各種原因產生定位誤差

例如:衛星星載時鐘和接收機上的時鐘并不能始終保持同步,這就會造成時間上的偏差信號;如果在傳播過程中受到大氣層和各種障礙物的反射,信號傳播路徑就可能變長,造成測距誤差等。

這類定位誤差可達米級,甚至可能超過10米。這樣的誤差,導致GNSS系統無法滿足對定位精度要求高的行業及場景。

不過,聰明的科學家根據GNSS定位技術的特點,研究出RTK定位技術。

什么是RTK定位技術?

RTK是Real- time kinematic的縮寫,即實時動態,又稱載波相位差分技術。RTK是一種能夠提高GNSS系統定位精度的技術,它能夠將GNSS系統的定位誤差縮減到厘米級。

將RTK定位技術應用到無人機中,使得無人機具有高精度的定位及抗磁干擾能力。

當無人機進入變電站等強干擾的飛行區域時,即使無人機使用RTK定位技術,強大的磁場依然會干擾無人機的電子羅盤,使其無法準確判斷航向,導致懸停位置發生偏移,增加飛行危險性。

針對此種情況,將雙天線測向技術應用到無人機RTK定位技術上。

原有的無人機RTK定位技術只有一根天線,僅能獲得流動站與基準站的精準位置關系,無法提供準確的流動站航向信息。

而雙天線測向技術在流動站一根天線的基礎上另外又增一根天線,流動站分別將兩路信號接收解算后,以其中一路接收天線的數據做基準,向另一路接收天線發送解算修正信息,完成天線2跟天線1的相對精準定位,從而獲得兩根天線之間的相對矢量。

該矢量經過數據處理后可為無人機提供航向信息,使無人機獲得高精度的二維信息,即位置與航向信息。天線之間的相對距離越遠,定向精度越高。

無人機巡檢流程

利用無人機機載設備拍攝紅外和可見光照片,對變電站開展全站紅外普查和高處構架電氣設備及連接部件的精細化巡檢,

利用無人機特有的高空角度優勢,在不同位置對設備進行全方位檢查,特別是高處金具裂紋、缺銷子等地面巡檢難以發現的隱患,及時消缺,確保設備安全穩定運行。

RTK技術在變電站巡檢中的應用,為無人機帶來了更強大的抗磁干擾能力與精準定位能力,即使在變電站等磁場干擾較強的區域,也依然能靠近電力設施,在電子羅盤受擾后提供精準航向信息,保證定位精度,降低飛行風險、提高作業效率,有效解決了無人機在變電站巡檢工作的可靠性,對變電站人工和機器人巡檢進行有限的補充。

另外作業人員不用再登高作業,在地面操控無人機就能夠發現。降低人員勞動強度,提升了本質安全,開創了“人工巡檢+機器人巡檢+無人機巡檢”三位一體的變電站巡檢新模式。

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