南方地区配电线路具有覆盖范围广、地形复杂的特点，导致配电线路的运行维护和突发故障查找异常困难。电力工作人员逐渐将无人机应用在配电线路巡检工作中，将配电线路巡检逐步演变为“人巡”＋“机巡”的巡检模式。
目前的无人机技术相对不成熟，存在续航能力差的问题，无人机电池容量通常只能支持飞行１５～２０ｍｉｎ，并且受通信信号影响大，导致无人机不能长距离、长时间飞行，现有技术是巡检工作人员单人控制无人机对配电线路进行巡检，巡检过程中需要多次往返，无人机起飞点也是无人机回收点，浪费大量无人机储蓄电量，并且操控者长时间操作容易视觉疲劳，会出现忽略线路上缺陷的情况，导致巡检效率低下、经济成本高。
为了解决上述问题，本文研究了配网线路无人机接力控制系统及方法，通过对无人机与接收控制点的角度进行判定，符合条件则转移控制权，能实现接力控制，巡检过程具有不需要往返、能适应特殊地形等优点。
１．无人机基本功能
无人机的基本功能：自主、增稳、手动三种飞行控制模式自由切换；具备定点悬停功能，无人机在正常作业环境和搭载有效荷载下，达到预设航停点能自动悬停；在正常作业环境和搭载有效荷载下，无人机续航时间不小于２５ｍｉｎ；支持手动拍照、定时定点自动拍照；具有对控制器和任务载荷的遥控、遥测功能；具备链路中断返航功能，无论无人机巡检时处于何地，只要遥测遥控信号出现中断，无人机应按预先设定的策略返航；在低温和高海拔综合作业环境下，搭载有效荷载的无人机（含电池）具备起飞、悬停、降落和续航功能。
２．现有无人机接力测控方法
目前针对无人机的接力测控都是针对作战无人机、海域无人机等方面，目的是满足安全有序交接、大范围监测，实现监测信息的实时更新和分发；侧重于描述控制权变更方法、夺权密码算法、夺权流程（如图１所示）等方面，比如基于ＦＤＭＡ的接力测控、基于ＣＤＭＡ的接力测控、基于ＴＤＭＡ的接力测控都只是描述接力控制过程，并没有具体的距离、信号裕度等接力要求。
图１夺权流程示意图
3无人机接力控制系统及方法
3.1 无人机接力控制系统
接力控制系统包括无人机和控制器，控制器用于控制无人机的飞行状态，沿无人机飞行方向设有多个控制器，控制器沿无人机的飞行方向接替控制无人机的飞行状态。，包括依次连接的命令接收模块、计算分析模块、应答模块、控制模块和命令发送模块。命令接收模块用于接收请求指令和状态指令；计算分析模块用于对命令接收模块接收的控制命令或者状态反馈命令进行计算分析；应答模块用于对计算分析后的控制命令或者状态反馈命令进行正确应答；控制模块用于将应答模块得到的应答结果转化成对应的控制指令，取得无人机控制权；命令发送模块用于发送请求指令和状态指令。
３.２ 无人机接力控制方法
无人机接力控制方法步骤如下。
（１）控制器Ａ调整无人机位置，发送请求被控制命令给控制器Ｂ。
（２）控制器Ｂ分析无人机与控制器Ｂ的位置关系，判断是否满足无人机与控制器Ｂ的竖直夹角角度为２０°～３０°的控制要求。
（３）若满足控制要求，控制器Ｂ接收无人机控制权，控制器Ｂ向控制器Ａ发送成功控制无人机信号；若不满足控制要求，控制器Ｂ拒绝接收控制权，由控制器Ａ继续操控无人机。
（４）跳闸位置后再发送请求被控制命令，如上所述，直至控制器Ｂ成功操控无人机。
利用无人机进行配电线路巡检时，操控者往往是在配电杆塔下进行操作，所以控制器Ｂ接管控制权的竖直夹角角度选择在２０°～３０°，有利于控制器Ｂ的操控者观察、操控无人机查看靠近配电杆塔的前段和后段配电线路上不易发现的缺陷，并且满足控制器Ｂ的信号强度比控制器Ａ的信号强度强一定余量的条件，还可以尽量让多位操控者操控无人机飞行距离较为平均，使各操控者操作时长差不多，减少视觉疲劳对操控的影响，保证巡检工作质量和效率。角度计算原理图如图2所示。
图2 竖直夹角角度计算原理图
该接力控制方法的优点是：当无人机飞行距离要超出控制器控制范围时，将控制权移交给下一个控制器，能实现接力对无人机进行控制，无需操作无人机返航，节约了操控者操控时间，降低了能源损耗，有效提升了工作效率，节约了成本。并且接力控制能更精准地控制无人机，降低无人机碰撞、损伤的概率。由于配电线路途径地形多变，配电线路高低不一，直接水平距离或者竖直距离不容易准确界定无人机位置，无法保证控制器能精准控制无人机，利用角度限定更加方便、准确，可以更方便直接地实现无人机的接力控制，省去控制距离的整定过程，避免因为两个站距离不同而选择不同的整定值，从而减轻距离整定难度及无人机的计算程序。
４ 结语
针对目前无人机电池容量不足，不能长距离、长时间飞行的问题，本文提出接力控制系统及方法，根据现场配网线路及实际操作效果，提出利用角度判定无人机是否移交控制权的方法通过对无人机与接收控制点的竖直角度进行判定，符合条件则转移控制权、实现接力控制。本文提出的竖直角度２０°～３０°的范围只是根据现场少量线路巡线得出的经验值，以后大家进行大量的现场巡线可进行不断调整，从而得出更加完美的角度数值。
参考文献
［１］魏传虎，任杰，张晶晶，等．电力巡线无人机数据传输系统研究［Ｊ］．电子技术应用，２０１9，４１（７）：７７－８０．
［２］王庆扬，张青，韦岗．ＣＤＭＡ移动通信系统中的多用户检测技［Ｊ］．移动通信，２０2０（２）：４１－４５．