基于北斗高精度定位技术及算法在大型水利水电枢纽监测场景的应用
作者：
设备医生官方号
时间：2023-07-21浏览：72
1、成果简介：
基于北斗高精度定位技术及算法，对亭子口水利枢纽坝区和库区4处形变尚未完全收敛的滑坡体进行北斗自动化监测，开展水电站基于北斗卫星导航系统的变形监测高精度技术升级改造，实现水电站大坝及边坡外部变形的全天候、全自动化、实时监测。
（1）根据对水利枢纽监测场景的充分调研、分析，通过采用全国产自研的北斗监测设备、北斗高精度解算算法和安全监测预警平台，实现技术自主可控、降低安全风险的目的，同时改造后的北斗自动化监测设备满足水平位移精度优于3mm，高程位移精度优于5mm的技术指标；
（2）考虑地质灾害的突发性特点，现场采用动静结合的北斗监测模式。在地质灾害隐患点进行北斗静态毫米级形变监测的同时，又补充有动态厘米级的实时监测，有效平衡了精度和时效性的问题；
（3）研发了一套适用于大型水利枢纽的北斗安全监测预警平台。针对所获取的北斗数据建设地灾自动化监测预警模块，可自动处理北斗接收机获取的原始数据，得到地质灾害隐患点的形变数据，当监测数据超过设定阈值，平台可将预警信息通过短信形式推送至管理人员，结合平台及移动端的巡检功能，能够及时了解现场情况，为管理人员的决策提供有力支撑。
2、主要创新点：
（1）基于北斗技术的自动化升级改造。原有的人工测量方式费时费力，还存在一定的安全隐患，使用基于国产北斗监测的GNSS接收机及相关算法，结合水利枢纽形变监测的先进工艺技术，在满足设计要求的基本条件下，对亭子口水利枢纽外观监测进行自动化升级改造。
（2）动静结合的北斗监测模式。北斗静态毫米级解算能够保证水平位移精度优于3mm，高程位移精度优于5mm的技术指标，动态厘米级解算具备秒级的快速解算的服务能力，两者结合的北斗监测模式能够在提供高精度监测的同时，又满足了快速形变探测的需求。
（3）研发一套适用于大型水利水电枢纽的北斗自动化监测系统。北斗数据按24小时连续监测、周期性好，无系统性偏移，针对毫米级高精度静态解算，可根据水利枢纽不同的监测对象，选择不同时长的解算服务，时长最短1小时，最长24小时，解算次数可达到1小时1次。
（4）预警模型建设。由于灾害形成动力链的复杂性，监测预警一直是研究的重点和难点，结合前期资料与北斗高精度监测数据，建立水利枢纽的预警模型，综合判定灾害风险等级。将预警等级分为高、中、低三级，有效提高预警的精度。在保证不误警的情况下，尽量减少虚警率，与传统方法比，大幅提升预警可靠性。
（5）巡检闭环管理。管理人员在接收到现场预警信息后，可通过平台下发巡检指令，巡检人员通过移动端巡检应用收到巡检指令后，可前往指定地点进行巡查，并将现场情况拍照上传，管理人员能够及时做出评判。
（6）设备及平台异常情况实时监控。为保证设备和平台的稳定性，加入报警机器人功能，当设备和平台出现超过规定时间未上传数据、状态异常等情况，将第一时间通知相关人员进行处理查看。
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