一种线路舞动监测方法及系统与流程

本发明涉及信息技术与线路舞动检测，尤其涉及一种线路舞动监测方法及系统。

背景技术：

1、在gnss系统中，准确预测和补偿电离层对信号传播的影响是至关重要的。电离层是地球大气的一个电荷层，其密度变化会影响穿越其的无线电波的速度和路径。这种影响如果未被妥善校正，会导致定位信息出现误差，影响定位精度。目前，利用tec球谐函数模型来描述电离层的全球电子含量分布，并据此进行信号校正，是解决上述问题的有效方法之一。

2、然而，典型的tec球谐函数可能包含多达256个系数，现有的数据传输格式无法在一次传输中发送所有球谐函数系数，这些系数对于精确模拟电离层状态至关重要，当一次传输不能完整发送所有这些系数时，会带来多方面的负面影响。首先，定位精度会受到直接影响，特别是在需要极高准确性的应用场景中，如线路舞动输电监测。此外，定位系统的更新和响应速度会降低，影响实时或近实时应用的性能。同时，为了处理和补偿数据传输的不完整性，可能需要开发更复杂的算法，这不仅增加了系统的计算负担，也可能进一步降低定位的准确度。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。因此，本发明提供了一种线路舞动监测方法解决如何在数据传输受限的情况下，通过优化电离层模型球谐系数的传输方式，提高线路舞动监测中的定位精度和实时性的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种线路舞动监测方法，包括：

5、获取电离层数据，卫星根据所述电离层数据建立电离层模型，卫星根据所述电离层模型中的球谐系数向量集合计算当前时刻与前一时刻的差分向量；

6、卫星将所述差分向量中的非零值和差分向量中的序号压缩后发送至基准站，基准站接收卫星发送的压缩数据，并还原出差分向量；

7、基准站利用还原的差分向量，计算当前时刻的电离层模型球谐系数向量，根据所述当前时刻的电离层模型球谐系数向量计算电离层延迟；

8、对所述电离层延迟和线路舞动监测装置坐标进行差值处理获取线路舞动监测装置坐标的电离层延迟，根据所述线路舞动监测装置坐标的电离层延迟，获取线路舞动监测装置位置的时间序列数据。

9、作为本发明所述的线路舞动监测方法的一种优选方案，其中：计算当前时刻与前一时刻的差分向量包括，

10、卫星先向基准站发送初始时刻的电离层模型球谐系数向量，再通过电离层模型球谐系数向量求当前时刻的差分向量，计算差分向量的表达式为：

11、d(k)＝a(k)-a(k-1)

12、其中，d(k)为差分向量，a(k)为当前时刻的电离层模型球谐系数向量，a(k-1)为前一时刻的电离层模型球谐系数向量，k为时刻序号。

13、作为本发明所述的线路舞动监测方法的一种优选方案，其中：差分向量包括，

14、计算所有时刻的差分向量，形成差分向量集，若差分向量集的某个差分向量小于设定阈值,则将小于设定阈值的差分向量的值设置为0。

15、作为本发明所述的线路舞动监测方法的一种优选方案，其中：卫星将所述差分向量中的非零值和差分向量中的序号压缩后发送至基准站包括，

16、卫星将差分向量中的所有非0值取出并按行罗列组成第一数组data；

17、卫星获取第一数组data中所有元素在差分向量中对应的序号j，并将j储存在第二数组index中；

18、卫星将data和index传送给基准站，基准站通过data和index还原差分向量。

19、作为本发明所述的线路舞动监测方法的一种优选方案，其中：基准站通过data和index还原差分向量包括，

20、基准站构建一个256维的全0元素的初始还原向量；

21、基准站遍历第一数组data中每一个元素data[i]，查找与data[i]对应的index[i]获得data[i]在初始还原向量的序号index[i]；

22、基准站将tindex[i]更新为data[i]获取还原后的差分向量。

23、作为本发明所述的线路舞动监测方法的一种优选方案，其中：球谐系数向量集合包括，

24、将电离层球谐函数中的球谐系数按顺序组合为电离层模型球谐系数向量集合；

25、所述电离层球谐函数表示为：

26、

27、其中，tec(α,β)为总电子含量，α为纬度，β为经度，amn和bnm为电离层球谐函数中的球谐系数，m和n为多项式阶数，pmn为缔合勒让德多项式。

28、作为本发明所述的线路舞动监测方法的一种优选方案，其中：按顺序组合为电离层模型球谐系数向量集合包括，

29、顺序组合第一阶段，以系数amn为电离层模型球谐系数向量，取m和n的初始值为0，以m作为外层循环变量，以n作为内层循环变量，内层循环一次n加1，n到达最大值以后跳入外层循环，每次跳入外层循环n重置为0，每次进入外层循环m加1直到最大值，将每次取出的值依次作为电离层模型球谐系数向量；

30、顺序组合第二阶段，以系数bnm为电离层模型球谐系数向量，取m和n的初始值为0，以m作为外层循环变量，以n作为内层循环变量，内层循环一次n加1，n到达最大值以后跳入外层循环，每次跳入外层循环n重置为0，每次进入外层循环m加1直到最大值，将每次取出的值依次作为电离层模型球谐系数向量；

31、将顺序组合两个阶段的结果进行结合形成电离层模型球谐系数向量集合。

32、第二方面，本发明提供了一种线路舞动监测的系统，包括，

33、差分向量获取模块，用于获取电离层数据，卫星根据所述电离层数据建立电离层模型，卫星根据所述电离层模型中的球谐系数向量集合计算当前时刻与前一时刻的差分向量；

34、差分向量还原模块，用于卫星将所述差分向量中的非零值和差分向量中的序号压缩后发送至基准站，基准站接收卫星发送的压缩数据，并还原出差分向量；

35、电离层延迟获取模块，用于基准站利用还原的差分向量，计算当前时刻的电离层模型球谐系数向量，根据所述当前时刻的电离层模型球谐系数向量计算电离层延迟；

36、线路舞动数据获取模块，用于对所述电离层延迟和线路舞动监测装置坐标进行差值处理获取线路舞动监测装置坐标的电离层延迟，根据所述线路舞动监测装置坐标的电离层延迟，获取线路舞动监测装置位置的时间序列数据。

37、第三方面，本发明提供了一种计算设备，包括：

38、存储器和处理器；

39、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述线路舞动监测方法的步骤。

40、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述线路舞动监测方法的步骤。

41、与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过仅传输电离层模型球谐系数的差分向量中的非零元素及其位置，大幅降低了数据传输量，提高了数据传输的实时性，还通过构建初始还原向量并利用data和index数组无损还原数据，确保了数据的完整性。此外，结合二进制编码和变换结构，增强了数据传输的准确性和可靠性，有效减少了传输错误，提升了线路舞动监测的精度和效率，为电力系统稳定运行提供了有力保障。