本发明涉及无线电，具体为一种用于电力的北斗定位终端。
背景技术：
1、北斗定位终端技术的背景可追溯至中国自主研发的北斗卫星导航系统的建立，旨在满足国家安全和经济社会发展的需求。北斗系统的起源可以追溯到20世纪90年代初期，当时中国提出了自主研发导航系统的目标，以减少对其他国家卫星导航系统的依赖。经过多阶段的研发，北斗系统实现了从区域性导航向全球导航的跨越，并于2020年完成全球组网，为全球用户提供全天候、高精度的位置、速度和时间服务。北斗定位终端作为接收并处理北斗卫星信号的设备，经历了从最初的军用、交通监控等专业领域应用，到逐渐渗透到大众消费市场的过程。现今，北斗定位终端在个人定位、车辆导航、物流跟踪等方面广泛应用，尤其在物联网（iot）、智慧城市建设等新兴领域具有重要意义。随着芯片和传感技术的进步，北斗终端逐步实现了小型化、低功耗、高精度，推动了北斗应用的全面普及和智能化发展。
2、北斗定位终端的应用领域非常广泛，涵盖了多个行业和应用场景，包括电力行业，主要应用于电网巡检工作，电力公司使用北斗定位技术，结合无人机巡检，实现对高压电网线路的远程监测和维护；但现有的北斗定位技术在电网巡检的实际应用中，往往存在以下技术缺点：
3、1、信号受限问题：高压电网一般位于偏远、复杂地形或林区，容易受到山体遮挡、建筑物阻挡等影响，导致北斗信号衰减或丢失，特别是在一些深山峡谷、森林密集区域，定位精度受到严重影响，导致巡检数据缺乏连续性和准确性。
4、2、定位精度有限：虽然北斗系统提供较高的定位精度，但电力线路巡检往往需要厘米级甚至更高的精度，尤其是对设备状态细节的定位和观测。北斗定位的精度在某些复杂地形和气候条件下较难满足需求，特别是在靠近设备的精准定位上，可能会出现偏差。
5、3、信号干扰与电磁影响：高压电网周围存在强电磁场，可能对北斗信号产生干扰，导致定位精度和稳定性下降。此外，北斗接收设备在电网周围可能会受到电磁干扰，影响终端正常工作，甚至造成数据丢失或不准。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明一种用于电力的北斗定位终端，解决了背景技术中所提到的问题。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于电力的北斗定位终端，包括信号增强模块、环境感知与区域划分模块、数据采集模块、位置预测修正模块及精度优化模块；
3、所述信号增强模块用于确认信号覆盖情况，基于无线电波测距技术，结合多频段北斗信号与辅助无线电信号源，首先对位于偏远复杂地形中的北斗信号进行增强；所述辅助无线电信号源包括低轨道反射台和地面辐射装置，并通过实时量化评估信号覆盖情况，进一步调整信号的传输稳定性，包括调整信号频率和功率；
4、所述环境感知与区域划分模块在信号覆盖情况确认后，通过部署相关环境探测装置，在巡检区域内利用无线电波反射技术获取周围环境相关信息，并生成地形及障碍物分布的三维点云地图；接着基于三维点云地图进行区域划分，将巡检区域划分为若干巡检子区域；
5、所述数据采集模块用于在每个巡检子区域内部署惯性传感器；通过惯性传感器采集当前巡检子区域内巡检过程中的巡检终端的三维速度相关数据、方向信息相关数据以及高压电网附近的电磁干扰强度相关数据；最后将当前巡检子区域内巡检终端的三维速度相关数据、方向信息相关数据和电磁干扰强度相关数据进行汇总，构建巡检相关数据集合；
6、所述位置预测修正模块基于巡检相关数据集合提取特征参数，基于特征提取后的巡检相关数据集合构建状态预测模型，根据训练后的状态预测模型预测出巡检终端未来第i时刻的状态向量；
7、所述精度优化模块在获取未来第i时刻的状态向量后，结合实时获取的速度、方向及干扰强度的实际状态向量，对未来第i时刻的状态向量进行修正，获取修正偏差向量并评估，触发自检指令，并根据修正后的状态更新北斗定位终端在三维点云地图中的位置。
8、优选的，所述信号增强模块包括信号覆盖评估单元和优化反馈单元；
9、所述信号覆盖评估单元首先通过接收来自低轨道反射台及地面辐射装置的多频段北斗信号，分析当前巡检区域的信号覆盖情况，并从信号覆盖情况中进行实时数据采集，获取初始信号强度参数ps、信噪比snr和地形遮挡因子tf，通过计算，量化信号在巡检区域的覆盖状态，生成信号覆盖指数sg，其具体计算公式如下：
10、。
11、优选的，所述优化反馈单元用于预设覆盖阈值q对信号覆盖指数sg进行对比评估，其具体评估内容如下：
12、若信号覆盖指数sg≥覆盖阈值q，表示当前信号覆盖情况符合巡检需求，无需调整；
13、若信号覆盖指数sg<覆盖阈值q，则表示信号覆盖情况不符合巡检需求，此时进一步进行调整，包括将信号频率调整至其他频段或调整信号发射功率的输出。
14、优选的，所述环境感知与区域划分模块通过相关环境探测装置所采集周围环境的相关信息，包括地形特征、障碍物位置及高度分布，接着生成地形及障碍物分布的三维点云地图；其次基于生成的三维点云地图，将巡检区域细分为若干巡检子区域，其中每个巡检子区域根据地形复杂度和障碍物密度的不同，赋予特定的巡检优先级和覆盖策略；
15、所述三维点云地图还用于展示电网设备位置及周边环境并辅助北斗定位终端在信号受限区域的定位能力保持。
16、优选的，所述数据采集模块用于实时监测巡检过程中巡检终端的运动状态及环境干扰状况；惯性传感器包括加速度计、陀螺仪、磁罗盘及电磁干扰检测器；通过加速度计与陀螺仪采集巡检终端在当前巡检子区域内的巡检终端的三维速度相关数据，所述巡检终端的三维速度相关数据包括在x、y、z轴方向上的瞬时速度信息；同时磁罗盘用于获取巡检子区域内的方向信息相关数据，电磁干扰检测器则实时监测当前巡检子区域内，高压电网附近的电磁干扰强度相关数据；采集完成后，将巡检终端的三维速度相关数据、方向信息相关数据和电磁干扰强度相关数据进行汇总，经过预处理后与无量纲处理后，构建巡检相关数据集合。
17、优选的，所述位置预测修正模块包括特征提取单元、模型构建单元和状态预测单元；
18、所述特征提取单元从巡检相关数据集合中提取特征参数，包括三维空间内的速度值vs、角速度ss及电磁干扰强度ds，用于反映巡检终端在当前巡检周期内的运动状态及环境影响；通过数据清洗和无量纲处理，将巡检相关数据集合中的原始数据标准化，并筛选关键特征参数。
19、优选的，所述模型构建单元基于特征提取单元提取的关键特征参数，采用历史巡检数据和监督学习方法，构建状态预测模型；通过状态预测模型捕捉巡检终端在复杂地形中受信号干扰和环境因素影响的动态变化趋势；所述状态预测模型利用三维空间内的速度值vs、角速度ss及电磁干扰强度ds，通过迭代训练优化模型参数，使状态预测模型的预测精度在电网巡检的高干扰区域中保持稳定性。
20、优选的，所述状态预测单元在接收到经过训练的状态预测模型后，基于巡检终端当前时刻输入的速度值vs、角速度ss及电磁干扰强度ds，预测未来第i时刻的状态向量：
21、；
22、式中，w为状态预测模型的权重矩阵，表示各输入特征对未来时刻状态的影响权重；b为偏置向量，包含模型的校正参数；表示第k个状态向量的未来第i时刻，表示第k个状态向量的未来第i时刻的上一时刻；
23、、和分别表示上一时刻的速度值vs、角速度ss及电磁干扰强度ds；、和分别表示速度值vs、角速度ss及电磁干扰强度ds的变化率。
24、优选的，所述精度优化模块包括状态修正单元和偏差评估单元；
25、所述状态修正单元在获取未来第i时刻的状态向量后，结合实时获取的速度、方向及干扰强度的实际状态向量，对未来第i时刻的状态向量进行修正，获取修正偏差向量：
26、。
27、优选的，所述偏差评估单元用于修正偏差向量进行评估；通过预先设置阈值，并将所述阈值与所述修正偏差向量进行对比分析，具体内容如下：
28、若所述修正偏差向量超过所述阈值时，此时将向外发出自检指令，自动触发自检指令。自检过程包括检查定位终端的信号接收状态、传感器功能及数据传输稳定性，以确定是否存在设备故障或信号干扰，并记录自检结果用于后续调整；在偏差评估和自检完成后，将修正后的状态向量应用于三维点云地图，更新北斗定位终端在地图中的位置状态，并将新的位置状态同步至后续模块；
29、若所述修正偏差向量未超过所述阈值时，此时将不向外发出自检指令，表示无需进一步修正。
30、本发明提供了一种用于电力的北斗定位终端。具备以下有益效果：
31、（1）该一种用于电力的北斗定位终端，通过设置信号增强模块，有效解决了偏远、复杂地形和林区内的信号受限问题。信号增强模块基于无线电波测距技术，结合多频段北斗信号与辅助无线电信号源，如低轨道反射台和地面辐射装置，通过信号覆盖评估单元实时获取初始信号强度参数ps、信噪比snr和地形遮挡因子tf，计算出信号覆盖指数sg，并与预设覆盖阈值q进行对比；若信号覆盖指数sg低于覆盖阈值q，则通过优化反馈单元调整信号频率和功率，提升信号在受限区域内的穿透力和覆盖稳定性；这样一来，即使在信号可能衰减或丢失的山区、森林等复杂地形内，也能保证信号的连续性和可靠性，从而提高巡检数据的获取精度和稳定性；
32、（2）该一种用于电力的北斗定位终端，精度优化模块有效应对了定位精度有限的问题。电力线路巡检对厘米级甚至更高精度的定位需求，尤其是在设备状态细节的精准定位方面尤为重要，因此精度优化模块通过状态修正单元在获取未来第i时刻的状态向量后，结合实时获取的速度、方向及干扰强度的实际状态向量，对未来第i时刻的状态向量进行修正，生成修正偏差向量；偏差评估单元则将修正偏差向量与预设阈值对比，判断是否超出偏差容限；当修正偏差向量超出阈值时，触发自检指令，确保定位终端准确性及稳定性，并及时更新三维点云地图中的定位状态，从而满足巡检终端在复杂地形条件下的高精度要求，实现设备细节的精准监控；
33、（3）该一种用于电力的北斗定位终端，为应对电网附近强电磁干扰对定位精度和稳定性的影响，本方案通过数据采集模块结合电磁干扰检测器实时监测电磁干扰强度ds，确保巡检终端在强电磁场环境中的信号稳定性；数据采集模块将加速度计、陀螺仪、磁罗盘及电磁干扰检测器采集的巡检终端的三维速度相关数据、方向信息相关数据和电磁干扰强度相关数据整合为巡检相关数据集合，输入位置预测修正模块；通过特征提取单元从数据集合中提取关键参数，包括速度值vs、角速度ss和电磁干扰强度ds，并在模型构建单元中应用监督学习方法构建状态预测模型，通过状态预测模型捕捉终端在电网附近复杂环境中动态变化的趋势。
1.一种用于电力的北斗定位终端，其特征在于：包括信号增强模块、环境感知与区域划分模块、数据采集模块、位置预测修正模块及精度优化模块；
2.根据权利要求1所述的一种用于电力的北斗定位终端，其特征在于：所述信号增强模块包括信号覆盖评估单元和优化反馈单元；
3.根据权利要求2所述的一种用于电力的北斗定位终端，其特征在于：所述优化反馈单元用于预设覆盖阈值q对信号覆盖指数sg进行对比评估，其具体评估内容如下：
4.根据权利要求1所述的一种用于电力的北斗定位终端，其特征在于：所述环境感知与区域划分模块通过相关环境探测装置所采集周围环境的相关信息，包括地形特征、障碍物位置及高度分布，接着生成地形及障碍物分布的三维点云地图；其次基于生成的三维点云地图，将巡检区域细分为若干巡检子区域，其中每个巡检子区域根据地形复杂度和障碍物密度的不同，赋予特定的巡检优先级和覆盖策略；
5.根据权利要求1所述的一种用于电力的北斗定位终端，其特征在于：所述数据采集模块用于实时监测巡检过程中的巡检终端的运动状态及环境干扰状况；惯性传感器包括加速度计、陀螺仪、磁罗盘及电磁干扰检测器；通过加速度计与陀螺仪采集巡检终端在当前巡检子区域内的巡检终端的三维速度相关数据，所述巡检终端的三维速度相关数据包括在x、y、z轴方向上的瞬时速度信息；同时磁罗盘用于获取巡检子区域内的方向信息相关数据，电磁干扰检测器则实时监测当前巡检子区域内，高压电网附近的电磁干扰强度相关数据；采集完成后，将巡检终端的三维速度相关数据、方向信息相关数据和电磁干扰强度相关数据进行汇总，经过预处理后与无量纲处理后，构建巡检相关数据集合。
6.根据权利要求1所述的一种用于电力的北斗定位终端，其特征在于：所述位置预测修正模块包括特征提取单元、模型构建单元和状态预测单元；
7.根据权利要求6所述的一种用于电力的北斗定位终端，其特征在于：所述模型构建单元基于特征提取单元提取的关键特征参数，采用历史巡检数据和监督学习方法，构建状态预测模型；通过状态预测模型捕捉巡检终端在复杂地形中受信号干扰和环境因素影响的动态变化趋势；所述状态预测模型利用三维空间内的速度值vs、角速度ss及电磁干扰强度ds，通过迭代训练优化模型参数，使状态预测模型的预测精度在电网巡检的高干扰区域中保持稳定性。
8.根据权利要求7所述的一种用于电力的北斗定位终端，其特征在于：所述状态预测单元在接收到经过训练的状态预测模型后，基于巡检终端当前时刻输入的速度值vs、角速度ss及电磁干扰强度ds，预测未来第i时刻的状态向量：
9.根据权利要求1所述的一种用于电力的北斗定位终端，其特征在于：所述精度优化模块包括状态修正单元和偏差评估单元；
10.根据权利要求9所述的一种用于电力的北斗定位终端，其特征在于：所述偏差评估单元用于修正偏差向量进行评估；通过预先设置阈值，并将所述阈值与所述修正偏差向量进行对比分析，以判断是否向外发出自检指令，具体内容如下：
