[發明專利]一種基于羅德里格矩陣的輸電桿塔傾斜角度測量方法

有效

• 申請號: 202110296543.2
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113050125B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 呂玉祥;陳松;李廣;朱中艷;姚紫娟;胡智軍;張琦;崔程
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14;G01C9/00
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超;吳立

本發明一種基于羅德里格矩陣的輸電桿塔傾斜角度測量方法，屬于輸電桿塔傾斜角度測量技術領域；所要解決的技術問題為：提供一種基于羅德里格矩陣的輸電桿塔傾斜角度測量方法的改進；解決該技術問題采用的技術方案為：分別獲取輸電桿塔四個基座點的三維坐標數據；基于公共法向量計算輸電塔塔體傾斜角度，根據采集到的四個基座點坐標數據確定一個平面，設該平面的法向量即為塔體方向，并依據該法向量求出電桿塔塔體繞x軸，y軸旋轉的歐拉角數據；對待解算輸電塔塔體傾斜角轉化的數學模型進行建模，分別求得旋轉矩陣Rsubgt;1/subgt;和Rsubgt;2/subgt;，并由旋轉矩陣得到角度和角度，即為輸電塔塔體繞x方向和y方向傾斜的角度；本發明應用于輸電桿塔傾角測量場所。

技術領域

本發明一種基于羅德里格矩陣的輸電桿塔傾斜角度測量方法，屬于輸電桿塔傾斜角度測量技術領域。

背景技術

高壓輸電塔作為支撐輸電線路的設施，其生產建設費用占到整個輸電線路總投資的四成左右，因此在電網建設過程中是最重要的工程項目之一，輸電塔的正常運行將影響電力系統的安全運行；在輸電塔建設和接線完成后即投入運行，在運行過程中，輸電塔由于受到外界各種因素的影響，將導致塔體本身發生形變或傾斜，當塔體外形發生變化后，如不及時對其進行調正作業，將導致該形變越來越大，嚴重威脅輸電線路的正常運行，也可能造成人民群眾生命財產的損失。

目前針對輸電桿塔傾斜狀態的檢查，主要由相應工作人員使用專用器材，對其進行角度上的精準測量，如使用無人機或激光校準儀器對相應角度進行檢查，但一方面，采購、培訓使用上述儀器成本較高，測量過程繁瑣，且需要工作人員對每一個桿塔都要進行一次完整的測量流程，使得工作強度高，工作量大，又由于在測量過程中依賴人工操作的步驟較多，采集數據容易出現偏差；針對上述問題，有必要對現有桿塔傾斜角度測量方法進行改進。

發明內容

本發明為了克服現有技術中存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種基于羅德里格矩陣的輸電桿塔傾斜角度測量方法的改進。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種基于羅德里格矩陣的輸電桿塔傾斜角度測量方法，包括如下測量步驟：

步驟一：使用測繪GPS定位儀器分別獲取輸電桿塔四個基座點的三維坐標數據；

步驟二：基于公共法向量計算輸電塔塔體傾斜角度，根據采集到的四個基座點坐標數據確定一個平面，設該平面的法向量即為塔體方向，并依據該法向量求出電桿塔塔體繞x軸，y軸旋轉的歐拉角數據；

步驟2.1：對待解算輸電塔塔體傾斜角轉化的數學模型進行建模，設采集到的電桿塔A，B，C，D四個基座點共面且坐標分別為：

A(x₁，y₁，z₁)、B(x₂，y₂，z₂)、C(x₃，y₃，z₃)、D(x₄，y₄，z₄)；

設直線MF垂直于平面ABCD，MH為MF在yOz平面上的投影，ME為MF在xOz平面上的投影，要求分別計算∠FMH的角度φ，∠HME的角度Ψ；

步驟2.2：令m＝(x₂-x₁，y₂-y₁，z₂-z₁)^T，n＝(x₃-x₁，y₃-y₁，Z₃-Z₁)^T；

其中m為向量的轉置矩陣，n為向量的轉置矩陣，T為矩陣的轉置；