北斗雷達(dá)形變可視化監(jiān)測裝置
一、需求分析
作為高壓輸電線路系統(tǒng)的重要組成部分，輸電鐵塔結(jié)構(gòu)的安全性問題直接影響著國計(jì)民生。 隨著我國國力的不斷增強(qiáng) ,輸電鐵塔也逐漸向大型化發(fā)展，然而這些重要的輸電鐵塔結(jié)構(gòu)通常具有 高、柔的特點(diǎn)，風(fēng)荷載、塔線拉力、地質(zhì)沉降成為了其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制性荷載，近年來，國內(nèi)輸 電鐵塔結(jié)構(gòu)在此環(huán)境下倒塌毀壞的事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重危害了電網(wǎng)的安全，因此必須建立正確評 估風(fēng)荷載、塔線拉力、地質(zhì)沉降作用下輸電鐵塔結(jié)構(gòu)的動力可靠度分析方法，為今后輸電鐵塔結(jié) 構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工提供依據(jù)和支持。
二、工作原理
北斗雷達(dá)形變可視化監(jiān)測裝置主要是通過干涉測量對目標(biāo)物的位移情況進(jìn)行監(jiān)測。在該系統(tǒng) 中兩項(xiàng)重要的技術(shù)保證了系統(tǒng)所進(jìn)行的高精度、遠(yuǎn)距離的位移監(jiān)測，它們是干涉測量技術(shù) （InterferometricSurvey）和線性調(diào)頻連續(xù)波。
干涉測量技術(shù)目前是一項(xiàng)非常成熟的測量技術(shù)，通過該項(xiàng)技術(shù)主要保證對目標(biāo)物的位移變化情況進(jìn)行測量，該技術(shù) 主要是通過雷達(dá) 反射波的相位差異而進(jìn)行的。經(jīng)過雷達(dá)的次發(fā)射和接收雷達(dá)波，確定了目標(biāo)物所在的位置和相位信息；再經(jīng)過一次發(fā)射和接收雷達(dá)波， 確定第二個(gè)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(gè)精度完全能夠滿 足在橋梁、建筑、高塔、邊坡等行業(yè)的需求。
通過該項(xiàng)技術(shù)能夠得到目標(biāo)物在徑向上的位移，處理軟件可以直接計(jì)算出其他方向上的位移投影。用戶可以對投影的幾何關(guān)系自由設(shè) 置，從而完成對整個(gè)區(qū)域的變形測量。
三、功能特點(diǎn)
1、對每座桿塔基礎(chǔ)振動參數(shù)、導(dǎo)地線風(fēng)振強(qiáng)度相關(guān)參數(shù)進(jìn)行采集，安全性評價(jià)，保障輸電鐵塔在運(yùn)營期間的安全；
2、具備后臺算法處理分析、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)建模，智能判斷桿塔的安全狀態(tài)；
3、具備數(shù)據(jù)安全加密功能，能接入電網(wǎng)統(tǒng)一平臺；
4、實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)信息化管理，相關(guān)人員可以通過不同權(quán)限登入以太網(wǎng)或者利用手機(jī)取得現(xiàn)場鐵塔安全數(shù)據(jù)及安全評估信息；
5、系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)問題鐵塔的遠(yuǎn)程預(yù)警，還可以給出鐵塔出現(xiàn)問題后的應(yīng)急預(yù)案，通過GIS系統(tǒng)，及時(shí)定位鐵塔地理信息，采取人員介 入、維修加固等應(yīng)急處理辦法，減少事故發(fā)生的可能性；
6、采用3G/4G等無線傳輸，無須在目標(biāo)區(qū)域安裝傳感器，無須靠近或進(jìn)入目標(biāo)物測量精度達(dá)0.01mm，目標(biāo)的微小變形都能夠被設(shè)備捕捉到 能夠?qū)δ繕?biāo)物進(jìn)行動態(tài)和靜態(tài)監(jiān)測，采樣頻率可以由用戶自主設(shè)置高頻數(shù)據(jù)采集，采樣頻率可達(dá)200Hz；
7、準(zhǔn)確分析出目標(biāo)物0～50Hz的振動情況，得到目標(biāo)物的多階振動頻率；
8、可對目標(biāo)物進(jìn)行模態(tài)分析，解析出目標(biāo)物在多階振動頻率下的振形；
9、在所有天氣（如下雨、刮風(fēng)、大霧等）天氣條件下都能夠提供連續(xù)的數(shù)據(jù)采集；
10、直接、實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過解析單個(gè)像素的信息，可以得到整個(gè)目標(biāo)的變形量，全目標(biāo)24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測，可遙控測量，無需操作人員在現(xiàn)場 守候。
四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
輸電鐵塔雷達(dá)形變在線監(jiān)測系統(tǒng)主機(jī)是我公司針對電力線路監(jiān)控專門研發(fā)的一套數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，通過4G/3G/GPRS/CDMA無線網(wǎng) 絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和處理。支持接入雷達(dá)形變數(shù)據(jù)、微氣象數(shù)據(jù)、拉力數(shù)據(jù)、傾角數(shù)據(jù)、振動數(shù)據(jù)、應(yīng)力數(shù)據(jù)，為輸電線路的安全運(yùn)行提 供有理數(shù)據(jù)保證。 本系統(tǒng)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(gè)單元進(jìn)行分割。數(shù)據(jù)采樣頻率為200Hz， 用戶 可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行自助設(shè)置。 本系統(tǒng)的遠(yuǎn)監(jiān)測距離為1km，用戶可根據(jù)實(shí)際需求自由設(shè)置。測量精度為0.01mm，目標(biāo)物發(fā)生0.01mm的變形時(shí)，設(shè)備都能夠捕捉 到。
