北斗雷達形變可視化監測裝置

一、需求分析

作為高壓輸電線路系統的重要組成部分，輸電鐵塔結構的安全性問題直接影響著國計民生。 隨著我國國力的不斷增強 ,輸電鐵塔也逐漸向大型化發展，然而這些重要的輸電鐵塔結構通常具有 高、柔的特點，風荷載、塔線拉力、地質沉降成為了其結構設計的控制性荷載，近年來，國內輸 電鐵塔結構在此環境下倒塌毀壞的事故時有發生，嚴重危害了電網的安全，因此必須建立正確評 估風荷載、塔線拉力、地質沉降作用下輸電鐵塔結構的動力可靠度分析方法，為今后輸電鐵塔結 構的設計、施工提供依據和支持。

二、工作原理

北斗雷達形變可視化監測裝置主要是通過干涉測量對目標物的位移情況進行監測。在該系統 中兩項重要的技術保證了系統所進行的高精度、遠距離的位移監測，它們是干涉測量技術 （InterferometricSurvey）和線性調頻連續波。

干涉測量技術目前是一項非常成熟的測量技術，通過該項技術主要保證對目標物的位移變化情況進行測量，該技術 主要是通過雷達 反射波的相位差異而進行的。經過雷達的次發射和接收雷達波，確定了目標物所在的位置和相位信息；再經過一次發射和接收雷達波， 確定第二個位置的相位信息，通過其相位差確定的位移變化。理論上小可識別的位移變化為0.000000068mm，這個精度完全能夠滿 足在橋梁、建筑、高塔、邊坡等行業的需求。 

通過該項技術能夠得到目標物在徑向上的位移，處理軟件可以直接計算出其他方向上的位移投影。用戶可以對投影的幾何關系自由設 置，從而完成對整個區域的變形測量。

三、功能特點

1、對每座桿塔基礎振動參數、導地線風振強度相關參數進行采集，安全性評價，保障輸電鐵塔在運營期間的安全； 

2、具備后臺算法處理分析、數據存貯、數據建模，智能判斷桿塔的安全狀態； 

3、具備數據安全加密功能，能接入電網統一平臺； 

4、實現測試數據信息化管理，相關人員可以通過不同權限登入以太網或者利用手機取得現場鐵塔安全數據及安全評估信息； 

5、系統不僅可以實現問題鐵塔的遠程預警，還可以給出鐵塔出現問題后的應急預案，通過GIS系統，及時定位鐵塔地理信息，采取人員介 入、維修加固等應急處理辦法，減少事故發生的可能性； 

6、采用3G/4G等無線傳輸，無須在目標區域安裝傳感器，無須靠近或進入目標物測量精度達0.01mm，目標的微小變形都能夠被設備捕捉到 能夠對目標物進行動態和靜態監測，采樣頻率可以由用戶自主設置高頻數據采集，采樣頻率可達200Hz； 

7、準確分析出目標物0～50Hz的振動情況，得到目標物的多階振動頻率； 

8、可對目標物進行模態分析，解析出目標物在多階振動頻率下的振形； 

9、在所有天氣（如下雨、刮風、大霧等）天氣條件下都能夠提供連續的數據采集； 

10、直接、實時監測，通過解析單個像素的信息，可以得到整個目標的變形量，全目標24小時連續監測，可遙控測量，無需操作人員在現場 守候。

四、系統設計

輸電鐵塔雷達形變在線監測系統主機是我公司針對電力線路監控專門研發的一套數據采集處理系統，通過4G/3G/GPRS/CDMA無線網 絡實現遠程數據采集和處理。支持接入雷達形變數據、微氣象數據、拉力數據、傾角數據、振動數據、應力數據，為輸電線路的安全運行提 供有理數據保證。 本系統的空間分辨率包括：距離向分辨率，為50cm，即為在距離向上以0.5m為 一個單元進行分割。數據采樣頻率為200Hz， 用戶 可以根據實際情況進行自助設置。 本系統的遠監測距離為1km，用戶可根據實際需求自由設置。測量精度為0.01mm，目標物發生0.01mm的變形時，設備都能夠捕捉 到。