CN102507972B - 一种表面流速及流向测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定江、河、海表面流速及流向装置，水上有浮标壳体、系留缆、配重块组成，浮标壳体内有全球卫星定位系统接收器、信号发射装置、电源，岸上有信号接收装置、终端。测定表面流速及流向时，浮标壳体内的全球卫星定位系统接收器接收到卫星发射的信号，从而得知所在点位置坐标，保存该点于定位接收器内存中，同时通过信号发射装置发射该信号，接收装置接收信号并与终端连接，从而实现实时监控和数据处理。连续测量流速及流向，循环进行“信号接收-保存-转发-远端接收-监控及处理”过程，自动完成流速及流向的测定工作。本发明可以在较大的空间范围内实现中、远距离无线传输，实时监控流速及流向，有效的节省人力和物力。

Description

一种表面流速及流向测定装置

技术领域

本发明涉及一种实现中、远距离无线传输的通信技术，具体涉及一种测定江、河、海的表面流速及流向数据的测定装置。

背景技术

传统的表面流速及流向测量方法一般采用经纬仪以前方交会法或全站仪极坐标法进行定位(依据交通部《水运工程测量规范》JTJ 203-2001，7.3和9.3规定)。这种方法存在以下缺点：

1、精度不高，施测条件较苛刻，岸上一般需布设3个或以上测站同步观测，每个测站配备观测、记录各一人，一条交通船用于浮标投放及回收等处理，需投入较多的人力、物力，且劳动强度大，易受人为因素及环境的影响。

2、浮标在水中随波漂移，因标体小，仪器追踪定位比较困难，各测站之间难以保证同步记录读数，这要求有技术人员娴熟的基本功和丰富的交会经验。

3、采用全站仪极坐标法同样存在上述缺点，当流速较大时难以实现凌镜定位。以致工程中测定流速及流向误差较大，且投入的成本过高。

发明内容

本发明针对传统表面流速及流向测量方面所存在的缺陷，而提供一种测定表面流速及流向测定装置，采用无线传输技术，对流速及流向进行动态实时监控与数据处理，节省大量人力和物力，确保测定精度不受各种不稳定因素的影响。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种表面流速及流向测定装置，所述测定装置包括：

浮标体，所述浮标体通过全球卫星定位系统实时获取自身的位置坐标信息，并将位置坐标信息记录和传送至远程终端；

远程终端，所述远程终端获取浮标体的位置坐标信息，并进行实时处理和实时显示，以此完成流速及流向的测定。

作为本发明的优选方案，所述浮标体包括浮标壳体、系留缆、配重块，所述浮标壳体内设有全球卫星定位系统接收器、信号发射装置以及电源，所述全球卫星定位系统接收器实时接收并保存全球卫星定位系统中定位卫星发射的位置坐标信息，所述全球卫星定位系统接收器通过信号发射装置将接收的位置坐标信息发送至远程终端，所述电源为信号发射装置提供工作电源；所述配重块通过系留缆连接于浮标壳体的下端。

作为优选方案的进一步改进，所述浮标壳体采用椭球形结构。

作为优选方案的进一步改进，所述浮标壳体采用玻璃钢材质制成。

作为优选方案的进一步改进，所述系留缆上设置单向锁定装置。

作为优选方案的进一步改进，所述浮标壳体上设有卫星天线接口，所述卫星天线接口与全球卫星定位系统接收器相接。

作为优选方案的进一步改进，所述浮标壳体上设有信号转发天线接口，所述信号转发天线接口与信号发射装置相接。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点是：

(1)将全球卫星定位系统接收器嵌入在浮标壳体内，测定表面流速流向时，浮标壳体内在接收到卫星发出的信号后同步转发，远端即刻能显示出流速及流向轨迹，循环进入“信号接收-保存-转发-远端接收-监控及处理”过程，测得的数据更为准确，节省了大量的人力和物力。

(2)接收卫星发出的信号保存在接收器大容量内存中，同时被远端终端所接收、处理及备份，使得测定流速及流向数据形成双备份，整个施测工作更为安全和可靠，从根本上改变了传统的工作模式。

(3)浮标壳体采用椭球形结构，具有良好的随波性、密封性、抗倾覆能力和浮力，便于布放与回收操作。

(4)采用玻璃钢制成壳体，具有防腐和轻质的性能。

(5)在壳体上设有卫星天线接口、信号转发天线接口，在恶劣环境或远距离转发接收到卫星发射的信号时加接外部天线，以增强接收与发射信号能力。

(6)信号发射装置外接电源，使整个系统保持更为稳定而持久。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明实施的产品结构图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明提供的表面流速及流向测定装置，该测定装置利用全球卫星定位系统进行实时定位，由此完成河流或海洋表面流速及流向的测定。

在结构组成上，测定装置包括浮标体100和远程终端200两部分。

其中浮标体100为整个装置测定核心，其通过全球卫星定位系统实时获取自身的位置坐标信息，并将位置坐标信息记录和传送至远程终端。

浮标体100包括浮标壳体101、系留缆107、配重块108三部分。

为了达到上述功能，在浮标壳体101内嵌设有全球卫星定位系统接收器102、信号发射装置103以及电源104。

全球卫星定位系统接收器102用于实时接收并保存全球卫星定位系统中定位卫星发射的关于浮标壳体101的位置坐标信息，同时全球卫星定位系统接收器102将获取的位置坐标信息传至信号发射装置103。

信号发射装置103将接收到的位置坐标信息通过无线的方式远程终端200。

电源104为信号发射装置103提供工作电源，使整个装置保持更为稳定而持久。

同时，在浮标壳体101下端与系留缆107的一端连接，系留缆107的另一端与配重块108连接.系留缆107上设置单向锁定装置，系留缆长度、配重块重量根据施测条件可调整(如图2所示)。

在本发明中远程终端200包括信号接收装置202和处理终端201，接收装置202获取信号发射装置103发射的信号信息，并将其传至处理终端201，处理终端201对获取的数据进行实时处理，将处理的数据在终端屏幕上实时显示，并进行备份，从而实现浮标漂移远端实时监控和数据处理。循环进行“信号接收-保存-转发-远端接收-监控及处理”过程，完成整个流速及流向的测定工作。

在上述方案的基础上，本发明还提供进一步的改进方案：

浮标壳体101内为保证数据传输的稳定性，全球卫星定位系统接收器102与信号发射装置103之间采用标准数据线连接。

再者，在浮标壳体上设有卫星天线接口105、信号转发天线接口106，并分别与全球卫星定位系统接收器102和信号发射装置103相接。使得本发明在恶劣环境或远距离转发接收到卫星发射的信号时加接外部天线，以增强接收与发射信号能力。

基于上述方案得到的本发明，其工作过程如下：

当进行表面流速及流向测定时，浮标壳体101在水上随流速和流向开始漂移，其内部的全球卫星定位系统接收器102根据设定的时间间隔定时采集卫星实时信号(也可实时接收)，从而得知所在点位置坐标，保存该点于接收器内存中，同时通过信号发射装置103发射该信号。

远程终端200中的信号接收装置202接收传来的信号，处理终端201通过通信线读取信号，并在终端屏幕上显示，从而实现实时监控和数据处理。在连续测量流速流向时，循环进行“信号接收-保存-转发-远端接收-监控及处理”过程，自动完成流速及流向的测定工作。

远程终端200可设置岸上或交通船上。

基于上述方案，本发明的具体实时如下：

参见图2，浮标体100包括浮标壳体101、系留缆107、配重块108三部分。

浮标壳体3整体为椭球形结构，这样具有良好的随波性、密封性、抗倾覆能力和浮力，便于布放与回收操作。

为了便于设计，浮标壳体101由上下两壳体相接组成，两者中间采用防腐、耐高温橡胶，通过螺杆与对称螺帽旋紧，使之密闭。

考虑到浮标壳体101的工作环境，采用防腐、轻质玻璃钢制成壳体。

浮标壳体101内安放全球卫星定位系统接收器102、信号发射装置、电源，全球卫星定位系统接收器102与信号发射装置连接采用数据通信线连接，信号发射装置与外置电源连接，工作状态更为持久。

同时在浮标壳体101上预留卫星天线接口105用于信号接收较弱或环境恶劣的工作区域，旋下卫星天线接口105装上卫星外接天线，增强信号接收能力。

浮标壳体101上预留信号转发天线接口106用于增强单向VHF信号发送距离，当要进行长距离传输接收到的卫星信号，需旋下信号转发天线接口106装上外接天线，增强远距离传输信号能力。一般情况下可采用全球卫星定位系统接收器102和信号发射装置103上内置天线完成信号数据接收和转发。

浮标壳体3内布设卫星天线接口105和信号转发天线接口106内部连线及插口，当使用卫星天线或发射信号外置天线时，全球卫星定位系统接收器102和信号发射装置103通过内部连线上插口连通外部天线。

浮标壳体101配有系留缆107和配重块108，系留缆107长度可调节，配重块重量根据施测情况调整，使浮标壳体处于良好的随波性自由漂移。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种表面流速及流向测定装置，其特征在于，所述测定装置包括：

浮标体，所述浮标体通过全球卫星定位系统实时获取自身的位置坐标信息，并将位置坐标信息记录和传送至远程终端；

远程终端，所述远程终端获取浮标体的位置坐标信息，并进行实时处理和实时显示，以此完成流速及流向的测定；

所述浮标体包括浮标壳体、系留缆、配重块，所述浮标壳体内设有全球卫星定位系统接收器、信号发射装置以及电源，所述全球卫星定位系统接收器实时接收并保存全球卫星定位系统中定位卫星发射的位置坐标信息，所述全球卫星定位系统接收器通过信号发射装置将接收的位置坐标信息发送至远程终端，所述电源为信号发射装置提供工作电源；所述配重块通过系留缆连接于浮标壳体的下端；

当进行表面流速及流向测定时，浮标壳体在水上随流速和流向开始漂移，其内部的全球卫星定位系统接收器根据设定的时间间隔定时采集卫星实时信号，从而得知所在点位置坐标，保存该点于接收器内存中，同时通过信号发射装置发射该信号；

远程终端中的信号接收装置接收传来的信号，处理终端通过通信线读取信号，并在终端屏幕上显示，从而实现实时监控和数据处理；在连续测量流速流向时，循环进行“信号接收-保存-转发-远端接收-监控及处理”过程,自动完成流速及流向的测定工作。

2.根据权利要求1所述的一种表面流速及流向测定装置，其特征在于，所述浮标壳体采用椭球形结构。

3.根据权利要求1所述的一种表面流速及流向测定装置，其特征在于，所述浮标壳体采用玻璃钢材质制成。

4.根据权利要求1所述的一种表面流速及流向测定装置，其特征在于，所述系留缆上设置单向锁定装置。

5.根据权利要求1所述的一种表面流速及流向测定装置，其特征在于，所述浮标壳体上设有卫星天线接口，所述卫星天线接口与全球卫星定位系统接收器相接。

6.根据权利要求1所述的一种表面流速及流向测定装置，其特征在于，所述浮标壳体上设有信号转发天线接口，所述信号转发天线接口与信号发射装置相接。