[發明專利]一種超寬帶無人機精確定位方法

在審

• 申請號: 201811333528.5
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109557506A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 劉偉
• 申請（專利權）人: 武漢伊萊維特電力科技有限公司
• 主分類號: G01S5/10
• 分類號: G01S5/10;G01S13/02;G01S13/87
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 吳彩鳳

本發明提供一種超寬帶無人機精確定位方法，所述定位方法包括以下步驟：信號源布置，信號源組網，信號接收，坐標換算，位置確定；該超寬帶無人機精確定位方法通過多個超寬帶微雷達信號源組網，能夠實現超寬帶微雷達信號源與無人機之間的無縫通信，從而實現精確定位，定位精度達到5?10cm，能夠滿足絕緣子帶電檢測面臨的高壓環境所需要的精確空間定位要求。

技術領域

本發明是一種超寬帶無人機精確定位方法，屬于輸電線路絕緣子狀態檢測技術領域。

背景技術

絕緣子在整個電力系統輸配變中應用廣泛，尤其是在近年大力發展的超高壓、特高壓交、直流輸電系統中，絕緣子的安全運行問題更是直接決定了整個系統的投資以及安全水平，由于懸式瓷、玻璃絕緣子應用的時間最早，數量大，暫時無法被取代，這些絕緣子長期處在復雜的自然環境中，受到強電場和機械應力的影響，其絕緣性能和機械性能會下降，從而會產生低值或零值絕緣子，這種絕緣子一旦存在，極易引發閃絡、斷裂、掉串、導線落地等事故，危及電網安全，因此檢測絕緣子劣化對電網的運行安全具有十分重要的意義。

目前絕緣子劣化檢測普遍應用的是電壓分布法(火花間隙)，該方法需要人工登塔，用火花叉逐片進行檢測，導致工作量巨大、效率低、安全性差、漏檢概率大，另外通過測量絕緣子串電位分布來判斷劣化絕緣子的判據也已非常成熟(電力行業標準DL/T626－2005《劣化盤形懸式絕緣子檢測規程》中已進行規定)，但測量裝置本身并不完善，目前的操作方法也比較繁瑣，都是電位分布測量儀配合絕緣桿等操作人員手動操作，特別是在絕緣子串增長以后，極大的增加了這種方法的現場操作難度，限制了該方法在現場檢測中的使用，通過無人機搭載光學電場傳感探頭將能夠有效的解決以上困難，但是，由于絕緣子帶電檢測要面臨高壓環境，必須要能夠達到5-10cm的精確空間定位才能滿足要求，傳統GPS定位1.5m精度必然不能滿足要求。

為此，本發明提供一種超寬帶無人機精確定位方法。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明目的是提供一種超寬帶無人機精確定位方法，以解決上述背景技術中提出的問題，該超寬帶無人機精確定位方法通過多個超寬帶微雷達信號源組網，能夠實現超寬帶微雷達信號源與無人機之間的無縫通信，從而實現精確定位，定位精度達到5-10cm，能夠滿足絕緣子帶電檢測面臨的高壓環境所需要的精確空間定位要求。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：一種超寬帶無人機精確定位方法，所述定位方法包括以下步驟：

步驟一：信號源布置；首先根據現場狀況在合適位置布放6個超寬帶微雷達信號源作為無人機飛行定位參照點，后臺計算機以6個超寬帶微雷達信號源為原點分別建立空間坐標系；

步驟二：信號源組網；各個超寬帶微雷達信號源發出的UWB信號組成信號網，實現超寬帶微雷達信號源與無人機之間的無縫通信，確保無人機定位的精確性；

步驟三：信號接收；無人機上的超寬帶信號接收機接收超寬帶微雷達信號源發出的UWB信號；

步驟四：坐標換算；后臺計算機根據超寬帶微雷達信號源發射UWB信號的時間與無人機接收UWB信號的時間，計算出各個超寬帶微雷達信號源與無人機之間的距離，然后，后臺計算機根據莫洛金斯基的三參數的直接轉換方法，實現精準坐標換算；

步驟五：位置確定；坐標換算后，無人機的位置得到確定。

作為本發明的一種優選實施方式，所述步驟四中的三參數法是最簡單的坐標轉換方法，通過兩坐標系的原點位移實現，坐標轉換是空間實體的位置描述，是從一種坐標系統變換到另一種坐標系統的過程，通過建立兩個坐標系統之間一一對應關系來實現。

作為本發明的一種優選實施方式，所述步驟四中各個超寬帶微雷達信號源與無人機之間距離為UWB信號的傳播速度與傳播時間的乘積，所述傳播時間為超寬帶微雷達信號源發射UWB信號與無人機接收UWB信號的時間差。