一种输电线路杆塔北斗GPS双模定位导航系统的制作方法

本发明涉及定位导航领域，具体地来讲为用于电力系统的输电线路杆塔北斗GPS双模定位导航系统。

背景技术：

目前输电线路杆塔数量多、分布广，有很多杆塔所处位置地形复杂、通讯不畅，部分运行人员特别是新员工难以迅速掌握杆塔具体位置，花在找路上的时间偏长，严重影响工作效率，偏远地区和山区的杆塔还存在无手机信号通讯不畅的问题，给运行人员的工作带来很大不便，特别是针对一些紧急情况，无法及时有效的与外界进行沟通。

基于上述原因发明一套专门针对输电线路杆塔的北斗GPS双模定位导航系统，利用杆塔现有地理信息形成电子地图，利用卫星定位导航技术通过移动端设备实现快速导航到指定杆塔，同时利用北斗系统中短报文技术解决无手机信号杆塔的通讯问题。北斗系统是我国自主研发的新型卫星定位系统，具有GPS系统无法比拟的技术优势，属于有源系统因此无需第三方通讯技术的辅助即可完成通讯、定位的功能，最主要的是北斗是我国的自主技术不会受到国际局势的影响，发展北斗系统的应用逐步取代GPS，对象电力这种关乎国计民生的行业尤为重要，也是目前国家正在积极倡导的方向。

目前输电线路杆塔巡线只有GPS定位系统，没有与北斗技术相结合，不能够在无信号区域进行通讯，由于电力杆塔位置环境复杂，分布地点偏远，电力线路延绵数百公里甚至上千公里，所处于山地、农田之中。利用GPS定位仪只能知道自己所在位置，对于杆塔的具体位置及行走路线不够清楚，巡线人员无法及时找到目标杆塔，在遇到事故抢修时无法快速到达抢修现场，需要熟悉线路的人员进行带路，工作效率低。在没有手机移动信号的山区，无法与外界取得联系，巡线人员安全得不到保障。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种输电线路杆塔北斗GPS双模定位导航系统，解决无共网信号杆塔的定位导航及通讯问题。

本发明是这样实现的，

一种输电线路杆塔北斗GPS双模定位导航系统，包括北斗指挥机、监控中心服务器、北斗手持终端，

其中，北斗手持终端运行手持终端导航系统，通过北斗卫星与北斗指挥机进行通讯；

监控中心服务器对北斗指挥机接收的数据进行处理，将杆塔导航数据进行优化、存储，并对巡线人员定位信息进行采集、计算，掌握巡线人员运动轨迹，并实时接收北斗短报文数据，对数据进行分析处理，如有异常报警信息进行报警；

北斗手持终端对目标杆塔进行导航，并实时发送位置数据和报警信息给北斗指挥机，北斗指挥机再将位置数据发送给监控中心服务器，通过所述监控中心服务器对数据进行处理。

本发明进一步地，北斗手持终端包括：

处理器，为核心芯片；

北斗RDSS单元模块，对巡检人员的定位数据及应急报警数据传输，通过北斗服务卡与所述北斗指挥机联络；

北斗模块，北斗模块连接所述北斗RDSS单元模块，所述北斗RDSS单元模块将实时定位数据及北斗短报文数据提供给北斗模块进行处理，北斗模块与所述处理器连接，将定位数据及短报文数据发送给所述处理器进行分析处理；

GPS模块与所述处理器连接，将GPS定位数据传递至所述处理器。

本发明进一步地，北斗RDSS单元模块包括北斗基带处理单元、北斗RDSS射频接收与发射通道、功放融合单元以及北斗天线，所述北斗天线接收北斗RDSS收发信号后通过所述北斗RDSS射频接收与发射通道接收至北斗基带处理单元，所述北斗基带处理单元完成北斗RDSS收发信号的调制解调，所述北斗基带处理单元通过所述功放融合单元对信号进行放大处理并传输至所述北斗模块。

本发明进一步地，所述北斗手持终端还包括显示屏，提供人机交互界面。

本发明进一步地，一个所述北斗指挥机通过北斗卫星至少和一个北斗手持终端通讯连接。

本发明进一步地，当巡线人员有巡检任务时，依据巡检任务将北斗手持终端与监控中心服务器通过进行无线连接，若监控中心服务器中的杆塔数据对杆塔路径数据更新，则北斗手持终端会自动提示更新杆塔路径数据，更新后巡线人员输入巡线目标杆塔编号，按照路径规划开始进行巡线工作；

若巡线结果提示有路径信息，则在北斗手持终端的地图上显示路径，并开始路径导航；

将巡线人员的位置坐标通过北斗短报文数据发送至北斗指挥机，并通过北斗指挥机发送至监控中心服务器进行数据的处理。

本发明进一步地，位置坐标上传后确定是否有急救信息，若是，则连同位置坐标信息上传，若否，则确定是否找到目标杆塔；若判断是否找到目标杆塔为是，则，找到杆塔导航结束，若判断是否找到目标杆塔为否，则重新返回值位置坐标上传的步骤进行位置坐标的上传。

本发明进一步地，按照路径规划查找，确定是否有路径信息时，若否，则对新的杆塔信息进行杆塔路径编辑，录入杆塔编号，并开始记录杆塔路径，若是，则在地图上显示路径。

本发明进一步地，记录杆塔路径后进行确定是否找到目标杆塔，若是，则存储路径信息，在数据整理后上传至监控中心服务器的服务器杆塔数据中，此杆塔路径数据将更新至的北斗手持终端中；若否，则重新开始记录杆塔路径。

本发明进一步地，巡线人员在行走过程中，手持终端间隔60秒发送一次定位位置坐标信息给北斗指挥机，北斗指挥机将数据整理后发送给监控中心服务器，监控中心服务器将巡线人员当前位置及路径信息实时显示在地图上。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：因此本发明采用北斗GPS双模技术，发挥GPS系统稳定性高、使用方便的优势，又发挥北斗系统的技术先进性，解决无共网信号杆塔的定位导航及通讯问题，同时提高北斗系统的应用水平，为将来北斗系统在电力行业的全面普及应用积累经验。

该系统可直观显示巡检目标杆塔路径信息，解决巡线人员如何行走的问题，能够指导巡线人员快速找到目标杆塔，满足一线人员工作快速、高效、及时的需求。同时可以通过北斗短报文与监控中心北斗指挥机进行通讯，及时掌握巡线人员位置信息，在无手机移动信号的偏远山区，能够进行求救信息发送，保障人员安全。

附图说明

图1为本发明实施例提供的输电线路杆塔北斗GPS双模定位导航系统整体结构图；

图2为本发明实施例提供的北斗手持终端模块框图；

图3为本发明实施例提供的北斗RDSS单元模块框图；

图4为本发明实施例提供的输电线路杆塔北斗GPS双模定位导航系统过程流程图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，本发明的输电线路杆塔北斗GPS双模定位导航系统，包括监控中心服务器2、北斗指挥机1通过北斗卫星4与北斗手持终端3连接。监控中心服务器2，对北斗指挥机1接收的数据进行处理。负责将杆塔导航数据进行优化、存储，并对巡线人员定位信息进行采集、计算，掌握巡线人员运动轨迹。实时接收北斗短报文数据，对数据进行分析处理，如有异常报警信息进行报警。北斗指挥机1通过北斗卫星4与北斗手持终端3进行通讯连接，北斗手持终端3内安装有输电线路杆塔北斗GPS双模定位导航系统杆塔导航软件，杆塔导航对目标杆塔进行导航，并实时发送位置数据和报警信息给北斗指挥机1，北斗指挥机1再将位置数据发送给监控中心服务器2，监控中心服务器2对数据进行处理。

北斗指挥机具有全方向高灵敏度信号捕捉能力、稳定高效的信号发射能力，实现对三颗北斗卫星6波束信号的实时跟踪处理。具有监视指挥调度等功能，能实现将定位及导航信息在数字地图上进行标绘与监控，支持历史数据查询、维护及数据导出等功能，可实现对500个北斗手持终端用户的管理及调度。

监控中心服务器有电力杆塔导航数据管理功能、巡线人员路径回放功能、北斗短报文通讯功能及应急通讯功能。监控中心服务器主要对北斗手持终端进行管理及通讯，提供最新电力杆塔导航数据，将巡线人员行走轨迹进行记录，实时进行监管。可在无信号的偏远山区与北斗手持终端进行通讯，掌握巡线人员安全情况。

参照图2，本发明实施例提供的北斗手持终端，包括处理器1、所述处理器在本实施例中，采用的是Cortex A7处理器，北斗模块、北斗RDSS单元模块、北斗服务卡、GPS模块、OLED显示屏、高容量电池。处理器运行Android 4.4操作系统，在Android 4.4操作系统上运行输电线路杆塔导航软件，杆塔定位导航数据由软件进行处理，计算分析给出最优行走路径，帮助巡线人员快速找到杆塔位置。北斗RDSS单元模块与北斗服务卡连接，完成巡检人员定位数据及应急报警数据传输，与北斗指挥机联络。北斗RDSS单元模块与北斗模块连接，将实时定位数据及北斗短报文数据提供给北斗模块进行处理。北斗模块与Cortex A7处理器连接，将北斗导航定位导航数据及短报文数据发送给处理器进行分析处理，通过优化算法等到精准的定位导航数据进。GPS模块与处理器连接，提供GPS定位数据，通过双模方式对数据进行优化处理。处理器与OLED显示屏连接，为人机交互界面载体，将所有信息进行显示，方便巡线人员操作。处理器与高容量电池连接，给北斗手持终端提供充足电源，保障巡线人员按时完成巡线任务。

参见图3，北斗RDSS单元模块包括北斗基带处理单元、北斗RDSS射频接收与发射通道、功放融合单元以及北斗天线，所述北斗天线接收北斗RDSS收发信号后通过所述北斗RDSS射频接收与发射通道接收至北斗基带处理单元，所述北斗基带处理单元完成北斗RDSS收发信号的调制解调，所述北斗基带处理单元通过所述功放融合单元对信号进行放大处理传输至所述北斗模块。

本发明实施例提供的输电线路杆塔北斗GPS双模定位导航系统的工作过程：

输电线路杆塔北斗GPS双模定位导航系统工作过程参照系统程序流程图4，巡线人员有巡检任务时，依据巡检任务将北斗手持终端与监控中心服务器通过无线WIFI进行连接，如有新的杆塔路径数据，北斗手持终端会自动提示更新杆塔路径数据，更新后巡线人员输入巡线目标杆塔编号，就可以依据导航软件导航的路径开始进行巡线工作。巡线人员在行走过程中，手持终端间隔60秒发送一次定位位置信息给北斗指挥机，北斗指挥机将数据整理后发送给北斗导航监控系统软件，软件将巡线人员当前位置及路径信息实时显示在地图上。

当巡线人员遇到危险时，可以通过北斗手持终端发送紧急求救信息到北斗指挥机，监控中心服务器在第一时间对紧急求救信号做出响应，保障巡线人员安全，防止意外发生。

当有新的杆塔信息时，需要对新杆塔路径数据进行编辑，巡线人员第一次对此杆塔巡线时，打开杆塔路径编辑功能，对新的杆塔路径进行采集，手持终端软件对采集的杆塔路径数据进行优化，数据处理完后通过WIFI连接监控中心服务器，将数据进行传输备份。此杆塔路径数据将更新至所管理的北斗手持终端中，提供给巡线人员使用。

具体地：参见图4，当巡线人员有巡检任务时，依据巡检任务将北斗手持终端与监控中心服务器通过进行无线连接，若监控中心服务器中的杆塔数据对杆塔路径数据更新，则北斗手持终端会自动提示更新杆塔路径数据，更新后巡线人员输入巡线目标杆塔编号，按照路径规划开始进行巡线工作；

若巡线结果提示有路径信息，则在北斗手持终端的地图上显示路径，并开始路径导航；

将巡线人员的位置坐标通过北斗短报文数据发送至北斗指挥机，并通过北斗指挥机发送至监控中心服务器进行数据的处理。

位置坐标上传后确定是否有急救信息，若是，则连同位置坐标信息上传，若否，则确定是否找到目标杆塔；若判断是否找到目标杆塔为是，则，找到杆塔导航结束，若判断是否找到目标杆塔为否，则重新返回值位置坐标上传的步骤进行位置坐标的上传。

按照路径规划查找，确定是否有路径信息时，若否，则对新的杆塔信息进行杆塔路径编辑，录入杆塔编号，并开始记录杆塔路径，若是，则在地图上显示路径。

记录杆塔路径后进行确定是否找到目标杆塔，若是，则存储路径信息，在数据整理后上传至监控中心服务器的服务器杆塔数据中，此杆塔路径数据将更新至的北斗手持终端中；若否，则重新开始记录杆塔路径。

巡线人员在行走过程中，手持终端间隔60秒发送一次定位位置坐标信息给北斗指挥机，北斗指挥机将数据整理后发送给监控中心服务器，监控中心服务器将巡线人员当前位置及路径信息实时显示在地图上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。