[發明專利]基于北斗高精度定位技術的風力發電機監測系統

在審

• 申請號: 201810122393.1
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108362246A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 孫浩;王家歡;劉冠君;賈海曉
• 申請（專利權）人: 大連航天北斗科技有限公司
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;G01C5/00;G01C9/00;G01S19/42
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 蓋小靜

1.基于北斗高精度定位技術的風力發電機監測系統，其特征在于，具體包括：

移動CORS站，用于提供差分數據，并將該差分數據發送到數據中心平臺；

數據中心平臺，用于接收移動CORS站的差分數據，并轉發給位移檢測終端；還用于存儲位移檢測終端監測到的風力發電機水平位移、傾角、沉降參數；

位移檢測終端，用于監測風力發電機水平位移、傾角、沉降參數；所述位移檢測終端包括監測單元和采集單元，所述監測單元包括無線傳輸模塊、主控模塊；所述采集單元包括風速傳感器和北斗測量天線。

2.根據權利要求1所述基于北斗高精度定位技術的風力發電機監測系統，其特征在于，所述移動CORS站，包括定位模塊BD930、單片機STM32、路由器；單片機STM32發現某模塊工作異常時，進行重啟故障處理；定位模塊BD930通過路由器連接互聯網，將差分數據發送至數據中心平臺。

3.根據權利要求1所述基于北斗高精度定位技術的風力發電機監測系統，其特征在于，主控模塊，包括ARM主控單元、4G傳輸模塊、定位模塊BD930、數據傳輸模塊DTU；ARM主控單元通過控制4G傳輸模塊進行差分數據傳輸，并將該差分數據傳輸給定位模塊BD930進行位置解算，所述定位模塊BD930通過傾角算法，計算出傾角數值，并通過數據傳輸模塊DTU發送至數據中心平臺。

4.根據權利要求3所述基于北斗高精度定位技術的風力發電機監測系統，其特征在于，傾角算法具體包括：

步驟1，建立坐標系：當鐵塔未發生傾斜時，以天線相位中心為坐標原點建立東北天坐標系；

步驟2，坐標系旋轉：當鐵塔發生傾斜后，設天線相位中心在東北天坐標系中的位置坐標為(x,y,z)，以原點為中心旋轉東北天坐標系以生成新坐標系，使其y軸經過傾斜后的天線相位中心，坐標系之間的夾角與鐵塔的傾斜夾角相等，設傾斜后天線相位中心在新坐標系下的位置坐標為(0,b₁₂，0)；

步驟3，變換矩陣：由坐標旋轉變化矩陣可得(x,y,z)與(0,b₁₂，0)之間的關系如下：

步驟4，l₂由接收機測得，繼而解算出偏航角和俯仰角如下：

5.根據權利要求4所述基于北斗高精度定位技術的風力發電機監測系統，其特征在于，每一個坐標軸的旋轉對應著一個坐標旋轉矩陣，相應于X軸，Z軸，Y軸的旋轉矩陣為：

其中α偏航角，γ為俯仰角，β為橫滾角，本申請對鐵塔傾斜的測量只考慮偏航角α和俯仰角γ；設鐵塔傾斜前后天線相位中心點在新坐標系中的位置分別為b₁＝[0 0 0]^T,b₂＝[0b₁₂ 0]^T,從東北天坐標系到新坐標系的姿態變換矩陣為：

根據姿態轉換矩陣的正交性，即矩陣的轉置等于矩陣的逆，由上式將傾斜后天線相位中心點坐標b₂轉換為東北天坐標系中得到其當地水平坐標l₂。