动态弧垂数据拟合算法、系统、设备及存储介质的制作方法

1.本发明涉及弧垂观测技术领域，具体地说，涉及一种动态弧垂数据拟合算法、系统、设备及存储介质。


背景技术：

2.在如中国公开号为cn112833762a、cn112833763 a、cn112833764 a等专利中，公开了基于线上测量装置对架空线路的弧垂进行测量的装置、方法及系统等，其包括对单根导线的弧垂观测以及相邻导线的弧垂观测。
3.见于图1，在对单根导线的弧垂观测中，能够在竖直投影面中将弧垂分为3段，第一段为挂点与测量点的高度差（图1中ha与hc的竖直距离），第二段为挂点与测量点在挂点连线投影点的高度差（图1中点a与连线ab间在点c对应处的竖直距离l1），第3段为测量点c与导线的高度差（图1中点c与x#导线的竖直距离）；此处需要说明的是，图1直接引用于中国公开号为cn112833762a的专利文件，实际上，图1中的c即为测量点，该测量点是可能高于或低于挂点ha的，实际应在hc处所标记的圆圈处。也即，测量点c处的弧垂构为导线到测量点c的距离、测量点c到挂点ha的距离及挂点ha到ab连线对应处的距离。其中，挂点与测量点c在挂点连线投影点的高度差l1的计算公式为l1=l2*lc/lj。
4.见于图2，在计算挂点与测量点在挂点连线投影点的高度差l1时，需要在水平投影面中获取lc和lj的数值，在图2中，lc即为l
ac
，lj即为l
ac
和l
bc
的和。
5.现有文件中，在完成在测量点c处的弧垂获取后，还需要进一步地获取最大观测弧垂f
x1/2
及最大标准弧垂f
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，并通过计算两者之间的差值实现对紧线施工的指导。
6.上述对单根导线的弧垂观测，主要能够较佳地适用于直线塔-直线塔的弧垂观测，难以适用于耐张塔-耐张塔或耐张塔-直线塔或直线塔-耐张塔的弧垂观测，这主要是由于耐张塔设于架空线路的转角处，该种转角的设计使得难以采用上述方法实现对相关数据的计算获取，具体体现在：1、计算挂点a和b间的档距lj时，虽然考虑到了耐张塔的横担宽度及滑车宽度对挂点位置的偏移影响，但未考虑到耐张塔的横担的偏转角度对不同挂点处的实际档距lj的影响；2、计算最大观测弧垂f
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时，采用设计档距l作为参考，但工程设计中的设计档距l是用以表征相邻塔位的中心点距离的，在运用于具有耐张塔的线档内的最大观测弧垂时，位于转角内侧的线路的实际档距会小于设计档距l，位于转角外侧的线路的实际档距会大于设计档距l，故会带来较大误差。
7.上述方法在对相邻导线的弧垂观测中，通过雷达扫描设备获取相邻导线与当前单根导线的高差，进而获取相邻导线的弧垂，并为了保证的数据有效性，还会引入相邻导线与当前单根导线的间距的判定。但该种方法较难适用于针对分裂子导线的架空线路紧线施工中，这是因为在针对分裂子导线的实际架空线路紧线施工时，会首先将前级杆塔处的多根分裂子导线通过间隔棒固定于挂点处，而后通过走板装置将全部的分裂子导线牵引至后级
杆塔处，之后将全部分裂子导线通过间隔棒固定于后级杆塔的挂点处。这就会导致：1、由于在紧线施工中的弧垂观测的意义主要在于，需要保证最大观测弧垂f
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与最大标准弧垂f
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基本达到一致；但是，在紧线施工过程中，所述多根分裂子导线的一端在空间上以间隔棒的形状进行分布，而另一端位于同一水平面上；这就意味着，不同分裂子导线的最大标准弧垂f
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在实际施工完成时应当在高差上存在区别；但在目前的测量方式中，该最大标准弧垂f
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是由对单根导线的弧垂观测值反算获取，也即该种方式无法考虑到在紧线施工中不同分裂子导线的弧垂的差异性；2、在基于相邻导线与当前单根导线的间距的判定数值的有效性时，由于紧线施工中，所述多根分裂子导线位于两端的间距可能不一致，故而可能导致数据有效性的误判。
8.再者，由于线路的摆动及振动特性的存在，故很难以某一单次测量的数值作为最终的弧垂观测值，虽然上述方法中采用了基于平均值的方式以克服摆动及振动特性对弧垂观测值的误差影响，但仅以取平均值的方式，很难保证数据的进一步的精确。


技术实现要素：

9.本发明提供了一种动态弧垂数据拟合算法，其能够较佳地克服因架空线路的摆动和振动的特性而导致的观测结果具有不确定性的问题，能够较佳地提升弧垂观测的精确性。
10.根据本发明的一种动态弧垂数据拟合算法，其在对设于沿线路前进方向依次为塔一和塔二的耐张段中的x#导线进行弧垂观测时，记x#导线在塔一和塔二处的挂点分别为挂点a和挂点b，在x#导线处设置测量点c进行弧垂观测时，包括如下步骤：步骤一、沿x#导线延伸方向连续移动测量点c，通过一采集单元获取测量点c在x#导线不同位置处的测量点c与挂点a的水平距离和观测弧垂；并构建数据组k，，和分别为测量点c第k次采集的测量点c与挂点a的水平距离和观测弧垂，表示正整数；步骤二、基于数据组k，在一拟合单元处以水平距离作为自变量，以观测弧垂作为因变量，对x#导线的曲线形态模型g（x）进行拟合，g（x）：；步骤三、在一输出单元处获取所拟合曲线形态模型g（x）的极大值并作为最大观测弧垂并输出。
11.通过上述方法，能够较佳地通过在x#导线处的持续观测，并通过对多组观测点的数据拟合，实现对曲线形态模型g（x）的获取，通过求取所拟合曲线形态模型g的极大值，即可较佳地获取x#导线的最大观测弧垂。
12.作为优选，步骤二中能够通过最小二乘法进行拟合。故而能够较佳地贴合架空导线的形态，使得结果较为精确。
13.作为优选，曲线形态模型g（x）的拟合函数能够设置为，、
和为拟合单元需要求取的系数，x为自变量。故而能够较佳地符合架空导线抛物线的形态，使得结果较为精确。
14.作为优选，在对沿线路前进方向依次为塔一和塔二的耐张段中的x#导线进行弧垂观测时，记x#导线在塔一和塔二处的挂点分别为挂点a和挂点b，在x#导线处设置测量点c进行弧垂观测时，包括如下步骤：步骤s1、在一输入单元处输入塔一的转角度数，挂点a处的滑车宽度、横担长度和横担宽度，塔二的转角度数，挂点b处的滑车宽度、横担长度和横担宽度，以及x#导线的左右相；其中，转角度数和转角度数，在x#导线位于塔一和塔二处沿线路前进方向右转时为正数、左转时为负数；其中，x#导线位于线路前进方向左侧时为左相、右侧时为右相；步骤s2、通过一计算单元获取x#导线在挂点a和挂点b间的实际档距，x#导线为左相时，；x#导线为右相时，；其中，l为设计档距；步骤s3、通过上述计算单元基于公式，获取测量点c在挂点a和b连线的投影点、与挂点a与间的高度差；其中，为挂点a与挂点b的高度差，为测量点c与挂点a的水平距离；步骤s4、通过上述计算单元基于公式，获取x#导线的观测弧垂；其中，为挂点a的高度，为测量点c的高度，为测量点c与x#导线的高度差。
15.通过步骤s2能够较佳地考虑耐张段处的x#导线因耐张塔（塔一和/或塔二）的转角而造成的实际档距与设计档距间的偏差，通过计算单元的纠正，能够较佳地对该偏差进行补偿，从而能够有效地提升弧垂观测的准确性。
16.作为优选，步骤s2中的计算单元具有第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块和累加模块，第一计算模块、第二计算模块和第三计算模块用于分别获取x#导线在近塔一段、近塔二段和中间段的分段值，累加模块用于通过对所有分段计算值进行累加以获取实际档距。通过上述，能够较佳地实现对实际档距的并行同步计算，从而能够较佳地提升计算速度，且符合实际施工情况。
17.作为优选，在沿线路前进方向依次为塔一和塔二的线档中同时具有x#导线和相邻
的n#导线时，不同的n#导线在远离x#导线的方向上按正整数依次编号；基于x#导线的最大观测弧垂获取n#导线的最大观测弧垂，具体包括如下步骤：步骤sa、在x#导线处设置测量点c，并获取x#导线的最大观测弧垂；步骤sb、在测量点c处设置雷达扫描设备并采集测量点c与x#导线的垂直距离h、测量点c到x#导线的垂线在x#导线左右方向的倾角和前后方向上的倾角以及测量点c与所有相邻n#导线雷达扫描距离和对应的雷达扫描角度；步骤sc、在一计算单元处获取x#导线与所有相邻n#导线的观测水平距离，；步骤sd、在一分类单元处对步骤sb所采集的数据进行分类，具体为，；其中， n为n#导线的总数；步骤se、在一判定单元处对步骤sd所处理的数据进行逐一判定，对于符合判定公式的数据则为可信数据并输出，对于不符合判定公式的数据则为不可信数据并舍弃；判定公式具体为，；其中，和分别表示测量点c与相邻n-1#导线雷达扫描距离和对应的雷达扫描角度；其中，表示x#导线与n#导线的理论水平距离，d为导线直径，为编号为n与编号为n-1的相邻导线间的理论水平距离；步骤sf、在一处理单元处依公式，获取n#导线的最大观测弧垂。
18.通过上述方法，能够较佳地实现对雷达扫描设备在单次扫描周期内的多组数据的分类，也即能够较佳地在具有多根相邻导线时，将所扫描的数据与对应导线进行关联和对应，从而能够较佳地实现对多根相邻n#导线的最大观测弧垂的同步输出。
19.作为优选，多次重复步骤sb-se，获取与相应n#导线对应的多个雷达扫描距离，
以该多个雷达扫描距离的均值作为步骤sf的计算依据。从而能够进一步地提升数据结果的可信度。
20.本发明还提供了一种动态弧垂数据拟合系统，其用于实现任一上述的动态弧垂数据拟合算法，具体包括：采集单元，其用于实现步骤一；拟合单元，其用于实现步骤二；以及输出单元，其用于实现步骤三。
21.通过上述，能够较佳地通过拟合实现最大观测观测弧垂的获取。
22.本发明还提供了一种动态弧垂数据拟合设备，其具有任一上述的一种动态弧垂数据拟合系统。
23.本发明还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现任一上述的动态弧垂数据拟合算法的步骤。
24.本发明的有益效果包括：1、通过多次采集数据，并通过拟合的方式实现最大观测弧垂的获取，故而能够较佳地降低紧线施工中因线路的振动及摆动特性而导致的观测数据的误差；2、通过判定单元执行判定公式的约束，故而能够较佳地实现对相邻子导线的最大观测弧垂的较精准地获取。
附图说明
25.图1为现有对单根导线进行弧垂观测的示意图；图2为现有对单根导线进行弧垂观测的计算示意图；图3为现有对相邻导线进行弧垂观测的示意图；图4为实施例1中的弧垂观测方法的示意图；图5为实施例1中的对四分裂导线进行弧垂补偿的示意图；图6为实施例1中的对六分裂导线进行弧垂补偿的示意图；图7为实施例1中的对八分裂导线进行弧垂补偿的示意图；图8为实施例1中的弧垂观测系统的示意图；图9为实施例2中的对四分裂导线进行间距补偿的示意图；图10为实施例2中的对六分裂导线进行间距补偿的示意图；图11为实施例2中的对八分裂导线进行间距补偿的示意图；图12为实施例2中的弧垂观测系统的示意图；图13为实施例3中的弧垂观测系统的示意图。
具体实施方式
26.为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
27.见于图1及2，在采用如中国公开号为cn112833762a、cn112833763 a、cn112833764 a等专利中的方案，在采用线上弧垂观测设备提供测量点c对塔一和塔二间的某一导线的弧
垂进行测量时，记塔一和塔二的塔位中心点分别为和，记该某一导线为x#导线，记x#导线在塔一和塔二处的挂点分别为a和b，记塔一到塔二的方向为线路前进方向；在x#导线处设置测量点c，根据公式，即可较佳地获取x#导线在测量点c处的观测弧垂。
28.上述公式中，为挂点a的高度，为测量点c的高度，为测量点c在挂点a和b连线的投影点、与挂点a与间的高度差，为测量点c与x#导线的高度差。
29.其中，，为挂点a与挂点b的高度差，为测量点c与挂点a的水平距离，为实际档距。
30.其中，；在该公式中，为塔位中心点与挂点a在水平投影面上的距离，为塔位中心点与测量点c在水平投影面上的距离，为在水平投影面上的投影角度。
31.在获取观测弧垂后，还需要获取对紧线施工具有参考意义的最大观测弧垂以及最大标准弧垂，通过计算两者的偏差，即可较佳地实现对紧线施工的指导。
32.其中，，。其中，r为导线比载，t为导线张力。
33.见于图3，在上述现有技术中，线上弧垂观测设备处还能够设有雷达扫描设备，进而能够通过所获取的当前x#导线的最大观测弧垂对其余相邻n#导线的最大观测弧垂的获取。其具体为通过在测量点c处设置雷达探测点，并获取雷达探测点与x#导线的垂直距离h、雷达探测点到x#导线的垂线在x#导线左右方向的倾角和前后方向上的倾角、雷达探测点与n#导线的雷达扫描点的距离，以及雷达探测点与雷达扫描点连线的扫描角度。即可依据公式获取n#导线的最大观测弧垂。
34.实施例1为了对耐张段中因耐张塔的转角而导致的实际档距较大幅变化进行补偿，本实施例提供了一种具有耐张段弧垂补偿的弧垂观测方法，见于图4。
35.本实施例中，其对沿线路前进方向依次为塔一和塔二的耐张段中的x#导线进行弧垂观测时，记x#导线在塔一和塔二处的挂点分别为挂点a和挂点b，在x#导线处设置测量点c进行弧垂观测时，包括如下步骤：步骤s1、在一输入单元处输入塔一的转角度数，挂点a处的滑车宽度、横担
长度和横担宽度，塔二的转角度数，挂点b处的滑车宽度、横担长度和横担宽度，以及x#导线的左右相；其中，转角度数和转角度数，在x#导线位于塔一和塔二处沿线路前进方向右转时为正数、左转时为负数；其中，x#导线位于线路前进方向左侧时为左相、右侧时为右相；步骤s2、通过一计算单元获取x#导线在挂点a和挂点b间的实际档距，x#导线为左相时，；x#导线为右相时，；其中，l为设计档距；步骤s3、通过上述计算单元基于公式，获取测量点c在挂点a和b连线的投影点、与挂点a与间的高度差；其中，为挂点a与挂点b的高度差，为测量点c与挂点a的水平距离；步骤s4、通过上述计算单元基于公式，获取x#导线的观测弧垂；其中，为挂点a的高度，为测量点c的高度，为测量点c与x#导线的高度差；步骤s5、通过上述计算单元基于公式获取最大观测弧垂，并基于公式获取最大标准弧垂；其中，r为导线比载，t为导线张力。
36.步骤s6、通过一处理单元获取弧垂偏差f并输出，f=-。
37.本实施例中，通过步骤s2能够较佳地考虑耐张段处的x#导线因耐张塔（塔一和/或塔二）的转角而造成的实际档距与设计档距间的偏差，通过计算单元的纠正，能够较佳地对该偏差进行补偿，从而能够有效地提升弧垂观测的准确性。
38.可以理解的是，本实施例中的方案，实际是对如中国公开号为cn112833762a、cn112833763 a、cn112833764 a等专利中的方案的进一步改进，故本实施例中与现有技术重复的部分，将不予大量赘述。
39.可以理解的是，步骤s1中，所输入的参数还涉及如塔一和塔二的如塔位中心、铁塔最低腿基面高差、铁塔呼高、滑车串长等参数。进而以实现如挂点a、挂点b的高度等参数的计算。具体步骤见于上述所引入专利文本中，本实施例中不予赘述。
40.此外，步骤s2中的计算单元具有第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块和累加模块，第一计算模块、第二计算模块和第三计算模块用于分别获取x#导线在近塔一段、近
塔二段和中间段的分段值，累加模块用于通过对所有分段计算值进行累加以获取实际档距；具体包括如下步骤，步骤s21、通过第一计算模块近塔一段的实际档距，x#导线为左相时，；x#导线为右相时，；步骤s22、通过第二计算模块近塔二段的实际档距，x#导线为左相时，；x#导线为右相时，；步骤s23、通过第三计算模块中间段的实际档距，；步骤s24、通过累加模块获取实际档距，；其中，l1和l2分别为x#导线在近塔一段和近塔二段的设定参考值。
41.通过上述步骤s21-s24，能够较佳地实现对实际档距的并行同步计算，从而能够较佳地提升计算速度，且符合实际施工情况。
42.其中，l1和l2能够均设置为30m，当然也可以依据设计档距的大小进行调整。
43.尤其可以理解的是，架空输电线路实际上在线路延伸方向上会具有多根杆塔，若不采用步骤s21-s24的方式则对于每个线档（两根杆塔之间）进行运算时，均需要对线档两端的相关参数进行再次计算，这就导致相邻线档中所共用的杆塔在两次计算中会被重复计算。
44.在上述步骤s21-s24中，第二计算模块的计算数据能够被临时存储，并在进行下一线档的实际档距计算时，作为对应“塔一”的计算值依据。也即：在初始状态下，会首先对第一线档的实际档距进行计算，此时第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块和累加模块会依据上述步骤s21-s24分别进行动作，进而获取第一线档的实际档距；之后，第二计算模块的计算数据（即）会被存储于以一存储单元处（如寄存器）；之后，对相邻的第二线档进行实际档距的计算时，能够仅第二计算模块、第三计算模块和累加模块动作，第二计算模块获取第二线档的近对应塔二段的实际档距，第三计算模块获取中间段的实际档距，而近对应塔一段的实际档距能够直接在累加模块处依照公式获取；之后，能够以第二计算模块在第二线档处的计算值对存储单元处的相关数据进行更新；之后重复上述流程，即可完成第三及后续线档的实际档距的计算。
45.通过上述，能够较佳地降低计算次数，尤其是，本实施例中的测量点c集成于一线上测量设备处，而该线上测量设备是由电池供电，通过降低计算频次，能够较佳地提升线上
测量设备的续航时间。
46.不同的线档内，近塔一段和近塔二段的设定参考值能够为不同也可以设计为相同。
47.此外，在步骤s3中，计算单元基于公式获取测量点c与挂点a的水平距离；其中，为塔一的塔位中心点与挂点a在水平投影面上的距离，为塔一的塔位中心点与测量点c在水平投影面上的距离，为在水平投影面上的投影角度；其中，计算单元基于公式获取距离。
48.通过上述，能够较佳地考虑横担及滑车的尺度对测量点c与挂点a的水平距离的影响，从而使得计算结果更加精确。
49.此外，在步骤s3中，计算单元基于公式获取投影角度；其中，为塔二的塔位中心点与测量点c在水平投影面上的距离，为塔一的塔位中心点与塔二的塔位中心点在水平投影面上的距离。
50.通过上述，能够较佳地考虑耐张塔的转角对水平距离的影响，从而使得计算结果更加精确。
51.此外，x#导线为分裂导线时，步骤 s1中在输入单元处所输入的参数还包括分裂导线的相数、x#导线的相n及相邻子导线的间距；其中，x#导线的相n，以位于间隔棒最左侧的最下侧的子导线为n=1，并按在间隔棒处的排列方式进行计数；本实施例的步骤s6中，处理单元处通过一弧垂补偿模块提供弧垂补偿值，处理单元基于公式f=-（+）获取弧垂偏差f。
52.可以理解的是，在实际的架空输电线路紧线施工过程中，塔一处的导线会首先固定在分裂导线的间隔棒处，之后会通过走板装置齐平的牵引至塔二处，本实施例的线上测量设备是在牵引过程中进行弧垂观测的，之后通过计算每根子导线的弧垂偏差f，能够在紧线过程中对每个导线的弧垂进行调整，在调整完成后，能够将导线固定于塔二处的间隔棒中。
53.故在上述过程中，x#导线为分裂导线且处于不同相时，其在测量过程的参数和实际安装位置会存在偏差。即，对x#导线的测量是在牵引过程进行测量的，可以认为是处于间隔棒的中心位置，而测量完成后是需要安装到间隔棒的安装位置的；故通过上述能够较佳地实现对该偏差的补偿。
54.见于图5，在分裂导线的相数为四时（即四分裂导线），对于n=1和n=4，弧垂补偿值为；对于n=2和n=3，弧垂补偿值为。从而使得弧垂补偿模块能够较佳地基于相邻子导线的间距对最终的弧垂偏差f进行补偿。
55.见于图6，在分裂导线的相数为六时（即六分裂导线），对于n=1和n=6，弧垂补偿值为；对于n=3和n=4，弧垂补偿值为；对于n=2和n=5，弧垂补偿值为。从而使得弧垂补偿模块能够较佳地基于相邻子导线的间距对最终的弧垂偏差f进行补偿。
56.见于图7，在分裂导线的相数为八时（即八分裂导线），对于n=1和n=8，弧垂补偿值为；对于n=2和n=7，弧垂补偿值为；对于n=3和n=6，弧垂补偿值为；对于n=4和n=5，弧垂补偿值为。从而使得弧垂补偿模块能够较佳地基于相邻子导线的间距对最终的弧垂偏差f进行补偿。
57.见于图8，为了实现上述弧垂观测方法，本实施例还提供了一种弧垂观测装置，其具有：输入单元，输入单元用于实现包括步骤s1在内的相关数据的输入；计算单元，计算单元用于实现包括步骤s1-s5在内的相关数据的计算；以及处理单元，处理单元用于实现包括步骤s6在内的相关数据的处理。
58.通过上述，能够较佳地实现在耐张段对弧垂测量数据的补偿，尤其是能够较佳地实现对杆塔转角和间隔板间距而导致的弧垂偏差的补偿。
59.此外，本实施例的弧垂观测装置中，计算单元还能够具有第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块和累加模块，第一计算模块、第二计算模块和第三计算模块用于分别获取x#导线在近塔一段、近塔二段和中间段的分段值，累加模块用于通过对所有分段计算值进行累加以获取实际档距。故而能够较佳地实现对实际档距的并行同步计算，从而能够较佳地提升计算速度，且符合实际施工情况。
60.此外，本实施例的弧垂观测装置还能够具有存储单元。存储单元能够用于对如原始输入数据及中间计算数据等相关数据存储，故而能够较佳地降低数据输入频次及计算频次，具有提高计算效率、降低系统能耗的效果。
61.此外，本实施例的弧垂观测装置中，处理单元还能够具有弧垂补偿模块，弧垂补偿模块用于提供弧垂补偿值。故而能够较佳地对最终的弧垂偏差f进行补偿。
62.此外，本实施例还提供了一种弧垂观测系统，其具有上述的弧垂观测装置。
63.实施例2现有技术中，通过雷达扫描设备基于当前x#导线的最大观测弧垂对其余相邻n#导线的最大观测弧垂进行获取的原理实质为，计算当前x#导线和对应n#导线的高度
差，通过将高度差累加至当前x#导线的最大观测弧垂中，即可较佳地获取对应n#导线的最大观测弧垂。
64.该种计算原理有个重要的前提，即当前x#导线和对应n#导线在水平方向上的间距与其处于最终的安装位置时的间距保持基本一致。但在实际的架空线路紧线施工过程中，塔一处的导线会通过走板装置齐平的牵引至塔二处，在牵引的过程中，当前x#导线和对应n#导线均会产生摆动及振动。这无疑会导致最终测得的数据的不确定性极高，即误差较大。此外，对于诸如分裂导线等，雷达扫描设备在一个扫描周期内，会输出多组数据，该多组数据包括对应每根不同的相邻n#导线的一个数据，在实际应用中的难度还包括如何辨别出对应相邻n#导线的可信数据。
65.为对上述问题进行解决，本实施例提供了一种具有相邻导线间距补偿的弧垂观测方法，在沿线路前进方向依次为塔一和塔二的线档中同时具有x#导线和相邻的n#导线时，不同的n#导线在远离x#导线的方向上按正整数依次编号；基于x#导线的最大观测弧垂获取n#导线的最大观测弧垂，具体包括如下步骤：步骤sa、在x#导线处设置测量点c，并获取x#导线的最大观测弧垂；步骤sb、在测量点c处设置雷达扫描设备并采集测量点c与x#导线的垂直距离h、测量点c到x#导线的垂线在x#导线左右方向的倾角和前后方向上的倾角以及测量点c与所有相邻n#导线雷达扫描距离和对应的雷达扫描角度；步骤sc、在一计算单元处获取x#导线与所有相邻n#导线的观测水平距离，；步骤sd、在一分类单元处对步骤sb所采集的数据进行分类，具体为，；其中， n为n#导线的总数；步骤se、在一判定单元处对步骤sd所处理的数据进行逐一判定，对于符合判定公式的数据则为可信数据并输出，对于不符合判定公式的数据则为不可信数据并舍弃；判定公式具体为，；其中，和分别表示测量点c与相邻n-1#导线雷达扫描距离和对应的雷
达扫描角度；其中，表示x#导线与n#导线的理论水平距离，d为导线直径，为编号为n与编号为n-1的相邻导线间的理论水平距离；步骤sf、在一处理单元处依公式获取n#导线的最大观测弧垂。
66.通过上述方法，能够较佳地实现对雷达扫描设备在单次扫描周期内的多组数据的分类，也即能够较佳地在具有多根相邻导线时，将所扫描的数据与对应导线进行关联和对应，从而能够较佳地实现对多根相邻n#导线的最大观测弧垂的同步输出。
67.可以理解的是，虽然通过分类单元即可较佳地实现所有数据与不同相邻导线间的关联和对应，但实际上考虑到导线摆动和振动对水平间距的影响，故而加入了判定单元，从而能够对分类后的数据进行可信判定，从而能够较佳地保证数据输出的准确性。
68.可以理解的是，本实施例中，考虑到x#导线可能位于最边侧也可能位于中部，故能够定义x#导线左侧的相关测量数据为负值，右侧的相关数据为正值，故而即可较佳地提升上述方法的通用性。
69.其中，是指测量点c与n#导线的雷达扫描点的距离，是指雷达探测点与雷达扫描点连线的扫描角度。
70.其中，对于耐张段，步骤sa能够基于实施例1中的方法获取。
71.此外，步骤sf还能够包括如实施例1中的方法对对应弧垂偏差的获取及补偿。
72.此外本实施例中，能够多次重复步骤sb-se，进而获取与相应n#导线对应的多个雷达扫描距离，并以该多个雷达扫描距离的均值作为步骤sf的计算依据。从而能够进一步地提升数据结果的可信度。
73.此外，在x#导线为分裂导线时，通过一间距补偿单元基于相邻子导线的在间隔棒处的间距、相邻子导线的在走板装置处的间距、测量点c与对应挂点的水平距离及实际档距对理论水平距离进行补偿。从而能够较佳地实现对理论水平距离的修正。
74.同实施例1，可以理解的是，在实际的架空输电线路紧线施工过程中，由于分裂导线一端是呈阵列固定分布于间隔棒处，另一端则是呈水平间隔设置于走板装置处，在分裂导线的任一点处，相邻子导线的间距均有所区别，故而需要对其进行修正。
75.见于图9，在x#导线为四分裂导线时，以x#导线为最左侧的导线，则间距补偿单元基于下述公式对理论水平距离进行补偿，
。
76.通过上述，能够较佳地实现对四分裂导线的相邻间距的补偿。
77.其中，对于耐张段，测量点c与挂点a的水平距离与实际档距，能够基于实施例1中的方法获取。
78.见于图10，在x#导线为六分裂导线时，以x#导线为最左侧的导线，则间距补偿单元基于下述公式对理论水平距离进行补偿，。
79.通过上述，能够较佳地实现对六分裂导线的相邻间距的补偿。
80.见于图11，在x#导线为八分裂导线时，以x#导线为最左侧的导线，则间距补偿单元基于下述公式对理论水平距离进行补偿，。
81.通过上述，能够较佳地实现对八分裂导线的相邻间距的补偿。
82.见于图12，为了实现上述弧垂观测方法，本实施例还提供了一种弧垂观测装置，其具有：雷达扫描设备，其用于实现包括步骤sb在内的相关数据的采集；计算单元，其用于实现包括步骤sc在内的相关数据的计算；分类单元，其用于实现包括步骤sd在内的相关数据的分类；
判定单元，其用于实现包括步骤se在内的相关数据的判定；以及处理单元，其用于实现包括步骤sf在内的相关数据的处理及输出。
83.通过上述，能够较佳地在对分裂导线中的相邻子导线进行弧垂观测数据的补偿及判定，从而能够较佳地实现数据的精确度。
84.此外，本实施例还提供了一种弧垂观测系统，其具有上述的弧垂观测装置。
85.实施例3考虑到架空线路紧线施工中，因线路的振动及摆动特性而导致的观测数据的误差，故本实施例中提供了一种动态弧垂数据拟合算法。
86.在对设于沿线路前进方向依次为塔一和塔二的耐张段中的x#导线进行弧垂观测时，记x#导线在塔一和塔二处的挂点分别为挂点a和挂点b，在x#导线处设置测量点c进行弧垂观测时，包括如下步骤：步骤一、沿x#导线延伸方向连续移动测量点c，通过一采集单元获取测量点c在x#导线不同位置处的测量点c与挂点a的水平距离和观测弧垂；并构建数据组k，，和分别为测量点c第k次采集的测量点c与挂点a的水平距离和观测弧垂，表示正整数；步骤二、基于数据组k，在一拟合单元处以水平距离作为自变量，以观测弧垂作为因变量，对x#导线的曲线形态模型g（x）进行拟合，g（x）：；步骤三、在一输出单元处获取所拟合曲线形态模型g（x）的极大值并作为最大观测弧垂并输出。
87.通过上述方法，能够较佳地通过在x#导线处的持续观测，并通过对多组观测点的数据拟合，实现对曲线形态模型g（x）的获取，通过求取所拟合曲线形态模型g的极大值，即可较佳地获取x#导线的最大观测弧垂。
88.可以理解的是，考虑到拟合后曲线曲线形态模型g的不确定性，本实施例中的极大值是指最大的极大值。
89.本实施例的步骤二中能够通过最小二乘法进行拟合。故而能够较佳地贴合架空导线的形态，使得结果较为精确。
90.本实施例中，曲线形态模型g（x）的拟合函数能够设置为。故而能够较佳地符合架空导线抛物线的形态，使得结果较为精确。
91.其中，、和为拟合单元需要求取的系数，x为自变量。
92.本实施例的步骤一中，对于耐张段，基于实施例1中的方法获取相关数据。故而能够较佳地实现对耐张段的弧垂观测的补偿。
93.本实施例的步骤三中，还包括对与x#导线相邻的n#导线的最大弧垂的获取。对于分裂导线，能够基于实施例2中的方法对n#导线的最大弧垂进行获取。
94.见于图13，本实施例还提供了一种动态弧垂数据拟合系统，其用于实现上述的一
种动态弧垂数据拟合算法，其包括：采集单元，其用于实现步骤一；拟合单元，其用于实现步骤二；以及输出单元，其用于实现步骤三。
95.通过上述，能够较佳地通过拟合实现最大观测观测弧垂的获取。
96.此外，本实施例还提供了一种动态弧垂数据拟合设备，其具有上述的一种动态弧垂数据拟合系统。
97.此外，本实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现上述的一种动态弧垂数据拟合方法的步骤。
98.实施例4本实施例也提供了一种弧垂观测方法，其基于实施例1中所述的方法实现测量点c所在的x#导线处的最大观测弧垂及弧垂偏差f的获取，基于实施例2中的方法实现与x#导线相邻的n#导线的最大观测弧垂的获取。
99.此外本实施例也提供了一种弧垂观测系统，其同时具有实施例1和2中的相关单元或模块。
100.通过本实施例的方法及系统，能够较佳地对耐张段的分裂导线的相关参数进行获取。
101.实施例5本实施例也提供了一种弧垂观测方法，其采用实施例3中的方法对实施例1中的步骤s5进行替换，故而能够较佳地提升最大观测弧垂的计算精度。
102.此外本实施例也提供了一种弧垂观测系统，其同时具有实施例1和3中的相关单元或模块。
103.实施例6本实施例也提供了一种弧垂观测方法，其在实施例5的基础上，基于实施例2中的方法实现与x#导线相邻的n#导线的最大观测弧垂的获取。
104.此外本实施例也提供了一种弧垂观测系统，其同时具有实施例1和2和3中的相关单元或模块。
105.容易理解的是，本领域技术人员在本技术提供的一个或几个实施例的基础上，可以对本技术的实施例进行结合、拆分、重组等得到其他实施例，这些实施例均没有超出本技术的保护范围。
106.以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.动态弧垂数据拟合算法，在对设于沿线路前进方向依次为塔一和塔二的耐张段中的x#导线进行弧垂观测时，记x#导线在塔一和塔二处的挂点分别为挂点a和挂点b，在x#导线处设置测量点c进行弧垂观测时，包括如下步骤：步骤一、沿x#导线延伸方向连续移动测量点c，通过一采集单元获取测量点c在x#导线不同位置处的测量点c与挂点a的水平距离和观测弧垂；并构建数据组k，，和分别为测量点c第k次采集的测量点c与挂点a的水平距离和观测弧垂，表示正整数；步骤二、基于数据组k，在一拟合单元处以水平距离作为自变量，以观测弧垂作为因变量，对x#导线的曲线形态模型g（x）进行拟合，g（x）：；步骤三、在一输出单元处获取所拟合曲线形态模型g（x）的极大值并作为最大观测弧垂并输出。2.根据权利要求1所述的动态弧垂数据拟合算法，其特征在于：步骤二中能够通过最小二乘法进行拟合。3.根据权利要求1所述的动态弧垂数据拟合算法，其特征在于：曲线形态模型g（x）的拟合函数能够设置为，、和为拟合单元需要求取的系数，x为自变量。4.根据权利要求1所述的动态弧垂数据拟合算法，其特征在于：在对沿线路前进方向依次为塔一和塔二的耐张段中的x#导线进行弧垂观测时，记x#导线在塔一和塔二处的挂点分别为挂点a和挂点b，在x#导线处设置测量点c进行弧垂观测时，包括如下步骤：步骤s1、在一输入单元处输入塔一的转角度数，挂点a处的滑车宽度、横担长度和横担宽度，塔二的转角度数，挂点b处的滑车宽度、横担长度和横担宽度，以及x#导线的左右相；其中，转角度数和转角度数，在x#导线位于塔一和塔二处沿线路前进方向右转时为正数、左转时为负数；其中，x#导线位于线路前进方向左侧时为左相、右侧时为右相；步骤s2、通过一计算单元获取x#导线在挂点a和挂点b间的实际档距，x#导线为左相时，；x#导线为右相时，；其中，l为设计档距；
步骤s3、通过上述计算单元基于公式，获取测量点c在挂点a和b连线的投影点、与挂点a与间的高度差；其中，为挂点a与挂点b的高度差，为测量点c与挂点a的水平距离；步骤s4、通过上述计算单元基于公式，获取x#导线的观测弧垂；其中，为挂点a的高度，为测量点c的高度，为测量点c与x#导线的高度差。5.根据权利要求4所述的动态弧垂数据拟合算法，其特征在于：步骤s2中的计算单元具有第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块和累加模块，第一计算模块、第二计算模块和第三计算模块用于分别获取x#导线在近塔一段、近塔二段和中间段的分段值，累加模块用于通过对所有分段计算值进行累加以获取实际档距。6.根据权利要求1所述的动态弧垂数据拟合算法，其特征在于：在沿线路前进方向依次为塔一和塔二的线档中同时具有x#导线和相邻的n#导线时，不同的n#导线在远离x#导线的方向上按正整数依次编号；基于x#导线的最大观测弧垂获取n#导线的最大观测弧垂，具体包括如下步骤：步骤sa、在x#导线处设置测量点c，并获取x#导线的最大观测弧垂；步骤sb、在测量点c处设置雷达扫描设备并采集测量点c与x#导线的垂直距离h、测量点c到x#导线的垂线在x#导线左右方向的倾角和前后方向上的倾角以及测量点c与所有相邻n#导线雷达扫描距离和对应的雷达扫描角度；步骤sc、在一计算单元处获取x#导线与所有相邻n#导线的观测水平距离，；步骤sd、在一分类单元处对步骤sb所采集的数据进行分类，具体为，；其中， n为n#导线的总数；步骤se、在一判定单元处对步骤sd所处理的数据进行逐一判定，对于符合判定公式的数据则为可信数据并输出，对于不符合判定公式的数据则为不可信数据并舍弃；判定公式具体为，；
其中，和分别表示测量点c与相邻n-1#导线雷达扫描距离和对应的雷达扫描角度；其中，表示x#导线与n#导线的理论水平距离，d为导线直径，为编号为n与编号为n-1的相邻导线间的理论水平距离；步骤sf、在一处理单元处依公式，获取n#导线的最大观测弧垂。7.根据权利要求6所述的动态弧垂数据拟合算法，其特征在于：多次重复步骤sb-se，获取与相应n#导线对应的多个雷达扫描距离，以该多个雷达扫描距离的均值作为步骤sf的计算依据。8.动态弧垂数据拟合系统，其用于实现权利要求1-7中任一所述的动态弧垂数据拟合算法，具体包括：采集单元，其用于实现步骤一；拟合单元，其用于实现步骤二；以及输出单元，其用于实现步骤三。9.动态弧垂数据拟合设备，其具有权利要求8中所述的一种动态弧垂数据拟合系统。10.计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-7中任一所述的动态弧垂数据拟合算法的步骤。

技术总结
本发明涉及弧垂观测技术领域，具体地说，涉及一种动态弧垂数据拟合算法、系统、设备及存储介质。其在对设于沿线路前进方向依次为塔一和塔二的耐张段中的X#导线进行弧垂观测时，记X#导线在塔一和塔二处的挂点分别为挂点A和挂点B，在X#导线处设置测量点C进行弧垂观测时，能够多次采集数据点，并对数据点进行曲线拟合，通过求取拟合后曲线的极大值点，即可较佳地获取最大观测弧垂。其能够较佳地克服因架空线路的摆动和振动的特性而导致的观测结果具有不确定性的问题，能够较佳地提升弧垂观测的精确性。的精确性。的精确性。


技术研发人员：韩启云 李凯 桂和怀 朱冠旻 王超 靳雨柱 翟光林 吕猛 刘云飞 潘康 吴明春 刘军 刘勇 薛中正
受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司 国家电网有限公司
技术研发日：2022.12.12
技术公布日：2023/1/6