随着现代社会对电力能源需求的不断增加，变电站作为电力系统的重要组成部分，其建设规模和运维工作量也随之不断增加。传统的人工巡检方式已难以满足日益增长的需求，而无人机、机器人等新技术的应用为变电站运维带来了新的契机。特别是无人机凭借其快速机动性和高空全覆盖巡检能力，在变电站巡检中发挥着至关重要的作用。本文将详细探讨GPS－RTK导航定位技术在无人机中的应用，以及在强干扰飞行区域中无人机RTK技术的改进和优化策略，旨在提升变电站巡检的效率和安全性。
1GPS－RTK导航定位技术
GPS全球定位系统能实时提供全球任意位置，现如今被广泛应用于事、民用等领域，其原理是对卫星发出的伪距信号，采用GPS接收机对信号进行解码，然后计算出地球上的绝对位置，从面获得定位信息。一般来说，GPS定位系统可以分为单点以及差分定位两种方式。单点定位会受到卫星、大气传播延迟等因素的影响，定位精度不高。差分定位又包括伪距以及我波相位实时动态差分(GPS－RTK)定位，其中GPS－RTK导航定位的技术原理是，实时处理两台接收机线波相位观测量的差分方法，两台接收机分别为基准站和核动站，基准站采集载波相位发给移动站计算坐标，此方法能有效提高定位精度，定位精度可达厘米级，且不受恶劣天气的干优。GPS－RTK技术即实时动态差分导航定位技术，由于其定位精度高，可靠性高，它可以进行海空导航，车辆引行及精密定位等，将GPS－RTK技术定位技术应用到无人机中，使得无人机具有高精度的定位及抗磁干扰能力。
2无人机RTK技术
当无人机进入变电站等强干扰的飞行区域时，即使无人机使用RTK定位技术，强大的磁场依然会干扰无人机的电子罗盘，使其无法准确判断航向，导致悬停位置发生偏移，增加飞行危险性。针对此种情况，将双天线测向技术应用到无人机RTK定位技术上。原有的无人机RTK定位技术只有一根天线，仅能获得流动站与基准站的精准位置关系，无法提供准确的流动站航向信息。而双天线测向技术在流动站一根天线的基础上另外又增一根天线，流动站分别将两路信号接收解算后，以其中一路接收天线的数据做基准，向另一路接收天线发送解算修正信息，完成天线2跟天线1的相对精准定位，从而获得两根天线之间的相对矢量。
该矢量经过数据处理后可为无人机提供航向信息，使无人机获得高精度的二维信息，即位置与航向信息。天线之间的相对距离越远，定向精度越高。
3无人机巡检流程
利用无人机机载设备拍摄红外和可见光照片，对变电站开展全站红外普查和高处构架电气设备及连接部件的精细化巡检，利用无人机特有的高空角度优势，在不同位置对设备进行全方位检查，特别是高处金具裂纹、缺销子等地面巡检难以发现的隐患，及时消缺，确保设备安全稳定运行。
图1无人机巡检流程
4无人机巡检需改进之处及解决思路
在变电站巡检过程中使用无人机技术，不仅能够减轻巡检人员的工作负担，而且能够大大提升巡检效率。然而，变电站内部存在较多的机械设备并且自身磁场强度较大就对无人机技术的有效应用提出较高的要求。基于此，我们将提出几点改进策略，以期实现无人机技术在变电站巡检过程中的有效应用，进而提高变电站巡检质量。
4.1优化绝缘、防坠措施
变电站内部存在较多的运行设备，并且其电压等级都相对较高，无人机在巡检过程中如果出现失控坠落，而且没有对无人机进行有效的绝缘防护，这就会导致无人机与变电设备接触进而造成放电问题，这不仅会导致无人机的烧毁，而且还会影响电网的稳定运行。据此，本文提出以下几点解决策略：第一，在无人机部件和材料的使用上，尽可能地使用绝缘材料；第二，提高技术。通过使用自主屏障功能设计，避免无人机在运行过程中出现坠落。比如，当无人机在巡检过程中出现施工现象，需要自行启动防坠系统，以避免无人机坠落在变电站的设备上而发生放电。
4.2加强密集设备中的可操控性
变电站内含有大量的机械设备并且设备分布密集。在使用无人机，对变电站开展巡检工作时，可能会因为导线之间距离过近而出现碰撞，进而造成无人机的坠毁以及导线设备之间的短路。基于此，本文提出以下几点优化策略，以减少以上事故的发生：第一，尽可能使用较小体积的无人机，这有利于无人机在密集的设备之间自由穿梭；第二，要根据变电站的实际情况以及无人机的使用需求，安装并改进无人机防碰撞技术，提高无人机在运行过程中的安全性，避免无人机与导线设备的碰撞而发生坠毁，进而引发严重的安全事故；第三，要加强无人机巡检人员的技术培训，提高他们的操作技能，通过大量的实践培训，使其掌握无人机在密集设备运行的技巧。
4.3加强抗干扰能力
众所周知，变电站始终处于较强的磁场环境中，就给设备和无人机的运行带来巨大的干扰。此外，电力设备在运行过程中需要承受较大的负荷，这就会增加电磁场强度，受到电磁场的影响也越来越强烈，进而影响无人机的正常巡视工作或者是导致无人机信号失真，不能够按照原有的航线正常开展巡检工作。无人机在运行过程中受到外界因素的干扰而影响正常的巡检任务，我们提出以下两点策略，避免电磁场信号对无人机的影响：第一，在无人机的设计和购买过程中，要注重无人机的抗电磁干扰功能。例如，可以在无人机的机身上安装屏蔽装置，避免变电场内的电磁信号对无人机的重要元件产生干扰。第二，提高技术设计，尽可能的采用抗干扰技术。
5结论
综上所述，无人机在变电站巡检中的应用，不仅极大地减轻了巡检人员的工作负担，而且显著提升了巡检效率和设备运行的安全性。然而，无人机在实际应用中仍面临诸多挑战，如磁场干扰、设备密集区域的操控性等。针对这些问题，本文提出了一系列优化措施，包括改进绝缘防坠设计、增强密集设备中的可操控性以及提高无人机的抗干扰能力。未来，随着技术的不断进步和应用经验的积累，无人机在变电站巡检中的应用将会更加广泛和高效，进一步保障电力系统的安全稳定运行。
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