输电杆塔是电力系统的基础,承担支撑输电线路传输电能的作用。然而在选择塔基建设地址时,因为综合线路整体安排的原因,而且对地形的考察不严格的特点,在输电杆塔架设完成后,在很长的一段时间里容易受到地理位置的影响,尤其是在采空区上面的杆塔,由于地下的煤矿被挖采完了,地面会随着时间慢慢下沉,进而影响到地面上的输电杆塔。我国地域辽阔,杆塔分布区域广,大部分是在偏远山区,一些地区伴有雷击、雨雪、沙漠大风、山洪、泥石流等自然灾害,剧烈的自然灾害增加了输电杆塔发生位移和倾斜的可能,同时给巡检人员的工作带来了不便。目前一些地区对杆塔的倾斜监测主要依靠人工巡检和视频监控等方法。人工巡检效率低,测量误差大,视频监控往往不能及时掌握杆塔倾斜参数,而且受外界影响也较大。对比了光纤传感器、和应力传感器等测量方式,因此对输电杆塔的监测提出了用MEMS传感器的测量方法。主要是因为其功耗低,成本低,易于实现。针对MEMS-IMU精度较低的问题,本文分析了造成IMU精度低的两种主要随机误差,零偏不稳定性和角度随机游走。并应用Allan方法对MEMS陀螺仪的随机漂移误差进行建模。在建立模型的基础上,采用卡尔曼滤波对误差进行补偿。为了克服传统卡尔曼滤波的缺点,采用Sage-Husa自适应滤波算法提高滤波结果的精度,采用自适应比例因子,使建立的模型更加适用于IMU;采用了遗忘因子减弱了“老数据”对“新数据”的影响。在静态或动态条件下,对改进过的IMU进行实验仿真,以获得最佳估计,并在不需要其他传感器信息的情况下对陀螺仪进行自补偿。结果表明,与传统的卡尔曼滤波相比,改进后的Sage-Husa自适应鲁棒卡尔曼滤波不仅提高了滤波精度,而且具有抗异常的能力,保证了滤波的稳定性,从而提高了IMU的性能。测量数据不仅要满足精确的要求,还需要能够稳定的传输。随着低功耗,远距离,抗干扰的低功耗广域网（LPWAN）快速崛起,结合装置的工作环境要求,选择采用Lo Ra模块和NB-Io T模块相结合的数据传输技术,以实现长时间休眠与短时工作相结合,这样更便于实现野外低功耗和通信低成本的要求。在保证完成系统传输任务的同时,达到低功耗长期运行的目的。在完成系统后台监控平台的设计后,最后本文对设计的在线监测系统进行验证,在实验室中,主要进行了转台实验和通信方案实验。在转台实验中,对MEMS-IMU的数据进行收集,并对其进行降噪处理,仿真结果表明,降噪效果较好,并且能实现在线处理。在通信实验中,主要对数据传输的稳定性进行实验,将数据传输系统放置在学校不同地点,在后台获得的数据量证明,数据传输系统稳定,丢包率较小。在进行完实验室试验完成后,将装置安装在平煤集团下辖的采空区内的几个杆塔上面,经过几个月的实验数据采集,证明了我们的系统能正常的、实时的不受外界干扰的传输倾斜角度,较好的完成了设计目标,可靠性、精确度较高。共图50幅,表8个,参考文献74个。