[发明专利]工程线路测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量的系统，特别涉及用于工程线路测量的系统

技术背景

在工程线路测量中，通常的光学测量仪经常遇到线路不通视，卫星导航系统卫星常常被遮挡等等问题。而目前大多数高精度测量系统采用的则是双频GPS模块，其因成本较高而价格较高。而采用单频GPS接收模块，虽然成本很低，但精度却很低，在工程线路测量应用中受到很大限制。同时，大多数产品与具体行业结合不紧，没有真正形成一体化的测量系统。

发明内容

本发明旨在提供一种低成本高精度，并且与电力、交通等线路测量的实际相结合，形成与行业密切结合的一体化测量系统。

本发明通过以下方案实现：

工程线路测量系统，包括：基站接收设备、移动站接收设备和数据处理及输出设备，基站接收设备和/或移动站接收设备中采用单频GPS接收模块，数据处理中包含采用了如下方法：

利用合理的空间误差模型、实时工程动态误差模型等等，对卫星原始载波相位进行数据处理的卫星信号多路径效应、电离层、对流层时延的影响消除补偿技术。

I)三种误差处理方法：

其一，利用电离层、对流层等空间误差模型进行补偿

其二，设计基于线路约束条件的轨迹跟踪α-β-γ滤波器

其三，基于模糊神经网络的自学习自适应的算法调节滤波器参数；

II)采用Kalman滤波方法将基于卫星导航信息、惯性信息、以及光学经纬仪等的多模态测量信息融合，使测量系统在工程应用中做到无缝测量。

由于工程应用实际情况中常常因为数据具有较强的相关性产生病态而发散，为了改善Kalmna滤波算法的稳定性，提高计算效率，在上述Kalman滤波方法基础上，采用平方根滤波、UD分解滤波、奇异分解滤波等数值稳健的滤波算法相结合，并且基于LMI形成H∞稳健滤波算法，形成多层面的联邦滤波器。

与现有技术相比，本系统具有以下优点：

(1)采用低成本GPS模块，通过先进的数据处理方法，形成精度较高的位置测量系统，可做到cm级定位精度；

(2)采用了多信息融合技术，使卫星导航信息能够与辅助信息(如光学测量信息、惯性信息等等)自动融合；

(3)与电力、交通等线路测量的实际相结合，形成与行业密切结合的一体化测量系统；

(4)设备可扩展性强。

具体实施方式

实施例1：

用于电力线路测量的系统，包括有：基站接收机、移动接收机、数据处理设备，而数据处理设备分为两部分，一是手持(PDA)机和台式数据处理机。

A.基站接收机：

与现有测量系统基本相同，基站连接板分为微控制器芯片、时钟、短距离蓝牙、GPS、SD卡和存储电路共六部分组成。基站面板分为双路电源管理、指示灯、单片机、电压控制和电源开关共五部分组成。其中GPS采用单频接收模块。

B.移动站接收机

与现有测量系统基本相同，可分为GPS、短蓝牙、单片机、双路电源管理、电压管理和面板共六部分组成。其中GPS采用单频接收模块。

C.手持机(PDA)程序

主要负责接收蓝牙发送的GPS数据，并利用解码后的数据实现电力线路测量功能。具体模块划分如下：

a)GPS单机定位，根据GPS单机数据对移动站进行三维位置计算。

b)测量任务：一项工作任务开始前设置好工作任务的编号。

c)测量方式：包括移动测量、静态测量和放样测量，根据实际工作选择不同的测量方式。

d)参数配置：包括测量参数、通讯参数和系统参数。

e)卫星分布：实时查看当前卫星的方位分布。

f)测量结果：查看当前工作任务的测量结果。

D.PC机处理程序

事后处理GPS数据和电力线路出图、形成设备台帐及相关报表。PC机处理程序包括：线路平和断面图、线路设备台帐、线路综合查询、设备基础数据、人员岗位管理、系统基本参数设置和系统工具等7个功能模块以及一个独立的GPS计算单元。

a)多信息融合数据处理与GPS精确定位计算核心程序，引入环境误差模型以及工程约束关系，根据双机数据对移动站的三维位置进行计算。

b)线路平和断面图主要是针对线路GPS数据双机计算、数据导入和线路图显示进行管理。

c)线路设备台帐是针对线路设备台帐的设置包括变电站和断路器维护、高压线路设备台帐和低压线路设备台帐。

d)线路综合查询包括线路汇总表、杆塔明细表、配电变压器汇总表、配变运行资料卡和杆塔一杆一卡。