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摘要：随着我国综合国力的不断提升，人民的生活水平也有了非常大的进步，这也就我国导致对电力的需求在逐渐提升。输电铁塔最为供电系统中的关键部分，输电铁塔结构的强度、性能的高低都会对供电系统造成严重的影响，只有维护好输电塔正常运行，才能保证供电系统的安全性和稳定性。因此，供电部门必须采取措施保证输电铁塔能够在任何载荷下稳定的运行，这同样有着非常高的社会效益和经济效益。当前，GPS技术已经被广泛应用到了各行各业中，在对输电铁塔高空摇摆在线监测的过程中GPS技术起到了至关重要的作用，同时再结合PTK方法对输电铁塔的振动特性进行分析。本论文的主要内容就是对GPS-RTK技术在输电铁塔高空摇摆在线监测中的应用的简要分析，希望能够对输电铁塔高空摇摆在线监测做出一定的贡献。
关键词：GPS-RTK技术；输电铁塔；监测；高空摇摆；应用；频率分析
0引言
当前我国对电力的需求已经增长到了一个非常高的标准，各行各业的蓬勃发展都离不开稳定电力的供应，但是能源不足已经严重限制了我国各行各业的正常发展。发展高压输电线路已经成为了我国电力行业的主要发展方向。高压输电线路的稳定运行能够有效保证供电系统的稳定性、安全性以及可靠性，因此，电力部门必须对高压输电线路的发展给予足够的重视，加大对高压输电线路的发展力度。当前，我国已经在我国大部分地区发展了500kV为主干的高压输电线路，并且已经构建了初步的供电网络。
我国的高压输电网络正在向着规模化的方向发展，高压输电塔导线有着横截面积大、长度长的特点，而且电线杆塔较高。输电铁塔作为电力输送系统的主要支撑，输电铁塔的强度、构成以及性能都会对供电系统的安全性和经济性造成巨大的影响。因此，采取措施保证输电塔能够在任何载荷情况下正常运行，有着非常重要的经济效益和社会效益。
对输电塔正常运行造成影响的因素极多，各种自然灾害、人为事故等都会造成输电铁塔出现变形、倾倒或者下沉等变化。当前保证输电铁塔运行的安全性和稳定性已经成为了研究人员的主要工作。经研究发现，使用GPS－RTK技术能够有效保证对输电铁塔姿态在线测量的准确性和可靠性。
1 对GPS－RTK技术使用原理的简要分析
对全球定位系统（GPS）研究的一个重大成果就是实时动态定位技术（RTK），实时动态定位技术是当前世界上使用最多的定位技术，而且其有着高精度、高准确性以及反应快的优点。实时动态定位技术系统主要包括基准站和流动站这两部分。在基准站中首先选择一个具有较高准确性的首级控制点，这个首级控制点就作为基准点，然后再选择一个接收装置，此接收装置属于参考站，能够对卫星进行连续、实时的监测。在流动站中的接收装置能够接收卫星发出的信号，再通过对参考站以及流动站观测具有误差的相关性，就能将上述两组信号差分处理，这种方式就能有效减弱共性的延迟以及误差。其中基准站的主要构成方式如下图一，流动站的主要构成方式如下图二。
在全球定位系统的基础上发展出来的就有较高准确性的差分定位系统，通过具有较高精度的差分测量装置、数据分析设备以及相关的各种装置，就能对实时差分以及事后差分进行处理，最终就能创造具有较高精确度的广域测量系统。
在使用具有较高精确度的差分定位系统时，选择的差分间隔为一秒，即每一秒就收集一次实验数据，而事后差分为0.1秒。收集的数据主要为监测位置的经纬度、海拔高度以及数据的类型等。
2对试验系统准确度测试的简要分析
进行试验的时候要选择一个较为开阔的试验地区，在试验开始的时候使用导线将流动站装置以及卫星接收天线进行固定，其中基准站卫星接收天线要同被测量的导线相距一百米。还要在流动站卫星接收天线的正下方安装标尺，通过人力将导线抖动，其中导线抖动的振幅必须保持在0米到0.6米之间，频率还要保持在0.4HZ附近。通过对以往的试验结果发现，GPS-RTK系统能够准确测量出输电铁塔高空摇摆数据。
3对监测现场以及监测数据的简要分析
3.1对监测过程的简要分析
本监测过程主要依靠具有高精确性的差分定位系统，利用实时差分以及事后差分得出流动站中卫星接收天线的坐标数据，再将各种时间段所处位置的坐标数据进行对比就能对输电铁塔高空摇摆状态做出准确的监测。在监测的过程中，还要注意把全球定位系统流动站装置以及接收天线安装在输电铁塔的上面，这样就能有效保证流动站卫星中的接收天线不会被输电铁塔的其他位置挡住，保证信号的稳定性和准确性。将基准站装置以及卫星接收天线共同安装在输电铁塔的底部，利用电台保证流动站和基准站的信息交流，还要将流动站以及基准站安置在能够互相观测的位置。流动站中使用数据记录装置对监测数据进行记录，基准站中使用串口将流动站中所记录的数据传递到PC端口。还要保证风速气象装置的位置和流动站中的卫星接收天线的位置相接近，这样就能保证流动站收集到准确的天气数据。
本监测过程选择某地区500kV输电铁塔为监测对象，通过GPS-RTK技术对输电铁塔高空摇摆状态进行准确的监测。本输电铁塔是由钢质管构成的桁架结构，整体高度为234.3米，最底层横担到地面的距离（呼高）为224米，根开为44.4米。监测开始的时候先将流动站和卫星装置安装在横担上，再把基准站装置和相关天线安装在输电铁塔附近的空地，监测时间为三十分钟，而且还要对流动站附近的天气状况进行监测。
3.2对监测数据结果的简要分析
对监测结果处理时要首先选择某一时间段的监测数据进行分析，再将经度和纬度的信息处理之后就能得出输电铁塔在220米高度上的振动状态，其中振动幅度曲线如下图所示。
输电铁塔振幅曲线
从上图可以分析出，在这个时间内输电铁塔的摇摆幅度范围是0.16米到0.80米的范围，而且主要的振动幅度一般都集中在0.7米左右，当然这种变形属于较小的，在这个时间内风速达到了每秒七米。
4对输电铁塔振动频率的简要分析
对得到的振动数据做出傅里叶变化分析，其中得出的输电铁塔振动图如下图所示。
从上图可以发现，输电铁塔的振动频率较低，而且没有一定的规律，造成这种现象的主要原因是风载荷的影响。
5对监测过程的相关讨论
输电铁塔在运行的过程中，不仅会受到静载荷的影响，还受到了各种动载荷的影响，造成输电铁塔出现问题的主要因素就是振动。在本论文所研究的监测过程中，输电铁塔在220米的高度上振动的幅度不会多于0.8米，而且整个输电铁塔的振动幅度较大，这样就会对供电系统的安全性以及稳定性造成非常严重的影响。因此，供电部门对输电铁塔的摇摆幅度的在线监测有着非常重要的意义，对供电系统的正常运行起到了关键性的作用。
6结束语
随着我国国力提升，人民的生活水平有所增加，家家户户都买了各种电器，这就导致了我国用电压力的增加，同时人们也更加迫切的希望供电能力能够更加稳定，电网公司为人们提供的服务更加优质。电力部门通过GPS-RTK技术对输电铁塔高空摇摆状态进行在线监测，能够对输电铁塔的运行状态实时把控，一旦输电铁塔出现问题，供电部门就能立即采取措施对输电铁塔进行维修，防止更严重的问题发生。供电部门必须对GPS-RTK技术给予足够的重视，加大对输电铁塔高空摇摆状态的监测力度，才能保证供电系统顺利运行。
参考文献
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论文作者:付玉峰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/15
标签：铁塔论文; 流动站论文; 在线论文; 数据论文; 供电系统论文; 高空论文; 装置论文; 《基层建设》2017年第35期论文;