国家电网无人机巡检中的RTK技术

2020-09-03 18:14:21 阅读量 48

摘要:无人机在国家电网无人机巡检与精细化巡检作业中得到了广泛应用。那么,巡检无人机是如何克服强电磁干扰,实现高压线路巡线的呢?本文将做详细剖析。

近几年,作为新兴的巡检工具,无人机已凭借其机动灵活、成本低、环境要求低、便于携带和运输、可带电作业、不受地形限制等诸多优势,在国家电网无人机巡检与精细化巡检作业中得到了广泛应用。

在各类输电线路的巡检中,特高压输电线路的巡检一直是一个“老大难“问题(特高压是指1000kV及以上交流电网或±800kV及以上直流电网)。电力线路电压等级越高,在其附近作业的电网巡检无人机受到的电磁干扰就越大,越容易发生地磁信号、遥控、图传信号丢失等现象。

那么,电网巡检无人机是如何克服强电磁干扰,实现高压线路巡线的呢?这就不得不提我们今天的主角——RTK 定位技术。

什么是RTK技术?

在认识RTK定位技术之前,需要先了解卫星定位技术,又称GNSS(Global Navigation Satellite System)技术。该技术通过测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,综合多颗卫星数据,从而运算出接收机的具体位置。因为需要计算三维位置及偏差,所以需要至少4颗卫星。GNSS技术的优势是:观测时间短、提供三维坐标、操作简便、全天候工作、功能多、成本低。但GNSS技术也有它的弊端,它可能因为各种原因产生定位误差。

例如:卫星星载时钟和接收机上的时钟并不能始终保持同步,这就会造成时间上的偏差信号;如果在传播过程中受到大气层和各种障碍物的反射,信号传播路径就可能变长,造成测距误差等。

这类定位误差可达米级,甚至可能超过10米。这样的误差,导致GNSS系统无法满足对定位精度要求高的行业及场景。因此,科学家根据GNSS定位技术的特点,研究出RTK定位技术。RTK是Real- time kinematic 的缩写,即实时动态,又称载波相位差分技术。RTK是一种能够提高GNSS系统定位精度的技术,它能够将GNSS系统的定位误差缩减到厘米级。

RTK技术的应用

RTK技术的应用使得电力巡检无人机具有高精度的定位及抗磁干扰能力。当电力巡检无人机进入变电站、铁矿等强干扰的飞行区域时,即使电力巡检无人机使用RTK定位技术,强大的磁场依然会干扰无人机的电子罗盘,使其无法准确判断航向,导致悬停位置发生偏移,增加飞行危险性。

因此,大疆将双天线测向技术应用到电网无人机RTK定位技术上,创造性地推出了D-RTK高精度导航定位技术。

原有的电网无人机RTK定位技术只有一根天线,仅能获得流动站与基准站的精准位置关系,无法提供准确的流动站航向信息。而双天线测向技术在流动站一根天线的基础上另外又增一根天线,流动站分别将两路信号接收解算后,以其中一路接收天线的数据做基准,向另一路接收天线发送解算修正信息,完成两根天线间的相对精准定位,从而获得两根天线之间的相对矢量。该矢量经过数据处理后可为电网无人机提供航向信息,使电网无人机获得高精度的二维信息,即位置与航向信息。天线之间的相对距离越远,定向精度越高。

D-RTK技术在电力巡检中的应用,为电力行业无人机带来了更强大的抗磁干扰能力与精准定位能力,即使在特高压输电线路等磁场干扰较强的区域,也依然能靠近电力设施,在电子罗盘受扰后提供精准航向信息,保证定位精度,降低飞行风险、提高作业效率。


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