CN211977915U

CN211977915U - 一种实时潮位的确定装置

Info

Publication number: CN211977915U
Application number: CN202020701341.2U
Authority: CN
Inventors: 刘静; 杨舒; 钟志生
Original assignee: CCCC Guangzhou Dredging Co Ltd.
Current assignee: CCCC Guangzhou Dredging Co Ltd.
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2030-04-30

Abstract

本实用新型的一种实时潮位的确定装置，高程信息获取模块通过潮位转换电路与潮位输出模块相连；潮位转换电路包括加法器和用于存取海图基准面数据的信息存储单元，信息存储单元与加法器的反向输入端相连，高程信息获取模块与加法器的输入端相连。本实用新型的高程信息获取模块与潮位转换电路连接，能将所接收到的高程信息发送给潮位转换电路，潮位转换电路根据该高程信息，结合海图基准面数据利用加法器以转换得到相应的实时潮位，并通过潮位输出模块将该实时潮位进行输出。能向附近的工程船输出实时潮位，使得潮位观测站出现异常时工程船依然能获取到准确的实时潮位信息。

Description

一种实时潮位的确定装置

技术领域

本实用新型涉及疏浚施工技术领域，更具体地，涉及一种实时潮位的确定装置。

背景技术

目前，在疏浚施工领域中，工程船需要获取到精确的高程信息。获取高程信息可以通过RTK基准高程测量技术和潮位高程基准测量技术来实现。目前，大部分工程船使用的都是潮位高程基准测量技术，该技术往往是结合潮位观测站的潮位数据来确定高程信息的，这就使得潮位观测站出现异常时工程船无法获取到实时潮位信息，影响工程船的正常运作。

实用新型内容

本实用新型提供一种实时潮位的确定装置，能保证潮位观测站出现异常时工程船依然能获取到准确的实时潮位信息。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种实时潮位的确定装置，包括高程信息获取模块、用于将高程信息转换为潮位信息的潮位转换电路和潮位输出模块，所述高程信息获取模块通过所述潮位转换电路与所述潮位输出模块相连；所述潮位转换电路包括加法器和用于存取海图基准面数据的信息存储单元，所述信息存储单元与所述加法器的反向输入端相连，所述高程信息获取模块与所述加法器的输入端相连，所述潮位输出模块与所述潮位转换电路的加法器的输出端相连。

在上述方案基础上优选，所述实时潮位的确定装置设置在第一工程船上。

在上述方案基础上优选，所述潮位输出模块与第二信息获取模块通信连接；所述第二信息获取模块设置在第二工程船上；所述潮位输出模块用于将接收到的实时潮位输出给第二工程船上的所述第二信息获取模块。

在上述方案基础上优选，还包括：吃水深度传感器，所述吃水深度传感器与所述潮位转换电路连接；所述吃水深度传感器用于测量所述第一工程船的船体吃水深度。

在上述方案基础上优选，还包括：倾角姿态传感器，所述倾角姿态传感器与所述潮位转换电路连接；所述倾角姿态传感器用于测量所述第一工程船的船体倾角和船体姿态；所述潮位转换电路用于根据所述船体吃水深度、船体倾角和船体姿态计算船体摇摆误差。

在上述方案基础上优选，所述高程信息获取模块包括RTK天线接收机；所述RTK天线接收机用于接收RTK高程信息；所述潮位转换电路用于获取海图基准面，根据所述RTK高程信息、所述海图基准面和所述船体摇摆误差确定实时潮位。

在上述方案基础上优选，还包括云端存储模块，所述云端存储模块分别与所述潮位输出模块和所述第二信息获取模块通信连接；所述潮位输出模块用于将接收到的实时潮位发送给所述云端存储模块；所述第二信息获取模块用于从所述云端存储模块中获取所述实时潮位。

本实用新型的一种实时潮位的确定装置，高程信息获取模块与潮位转换电路连接，能将所接收到的高程信息发送给潮位转换电路，潮位转换电路根据该高程信息，结合海图基准面数据利用加法器以转换得到相应的实时潮位，并通过潮位输出模块将该实时潮位进行输出。能向附近的工程船输出实时潮位，使得潮位观测站出现异常时工程船依然能获取到准确的实时潮位信息。

附图说明

图1为本实用新型的实时潮位的确定装置的结构框图；

图2为本实用新型的潮位转换电路的结构框图；

图3为本实用新型的实时潮位的确定装置的另一种结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参阅图1，并结合图2所示，本实用新型如图1所示，本实用新型提供了一种实时潮位的确定装置，包括：高程信息获取模块101、潮位转换电路102以及潮位输出模块103；高程信息获取模块101和潮位输出模块103分别与潮位转换电路102连接；高程信息获取模块101 用于接收高程信息；潮位转换电路102用于根据高程信息获取模块101 接收的高程信息转换为实时潮位并将实时潮位发送10给潮位输出模块 103；潮位输出模块103用于向工程船输出接收到的实时潮位。

其中，高程信息获取模块101指的是能够获取高程信息等的模块，高程信息获取模块101可以从GPS卫星、高程信息发射台、高程基准站台等发射的高程信息；信息获取模块(包括高程信息获取模块101 和第二信息获取模块202)可以通过15接收天线、数据读写器等实现。潮位转换电路102指的是具有确定实时潮位能力的模块，确定实时潮位采用常用的方法实现即可。潮位输出模块103指的是能够将潮位信息输出的模块，可以通过显示器、智能手机、发射天线、数传电台等实现。

本实用新型的潮位转换电路102包括加法器和用于存取海图基准面数据的信息存储单元，信息存储单元与加法器的反向输入端相连，高程信息获取模块与加法器的输入端相连，潮位输出模块与潮位转换电路的加法器的输出端相连。使用时，加法器将高程信息与海图基准面数据信息进行逻辑处理，以得到潮位信息数据，并通过加法器的输出端输送至潮位输出模块，以实现高程信息与潮位信息数据的转换。值得说明的是，本实用新型的潮位转换电路102具体可以嵌入至智能手机、计算机、处理器、服务器等实现。

具体地，如图2所示，实时潮位的确定装置设置在第一工程船201 上。其中，工程船(包括第一工程船201和第二工程船203)是指专门从事某种水上或水下工程的“船舶”；可以为挖泥船、起重船、打桩船、布缆船、海上救助打捞船、浮船坞、潜水工作船等。同时，第一工程船可以为一艘也可以为两艘甚至多艘。

另外，实时潮位指的是实时潮位的确定装置所在地的潮位。因为潮汐、工程船所在位置等因素的影响，实时潮位可能会不断变化，因此潮位输出模块可以实时输出实时潮位。同时，潮位输出模块可以将实时潮位输出给特定的对象，也可以进行广播而不限定具体的对象。

本实施例中，高程信息获取模块101接收高程信息并将该高程信息发送给潮位转换电路102，潮位转换电路102根据该高程信息转换得到实时潮位并将实时潮位发送给潮位输出模块103，由潮位输出模块 103输出该实时潮位。只需在第一工程船上设置实时潮位确定装置就能向附近的工程船输出实时潮位，有效降低工程船获取实时潮位的成本。

在一个实施例中，潮位输出模块103与第二信息获取模块202通信连接；其中，第二信息获取模块202设置在第二工程船203上；潮位输出模块103用于将接收到的实时潮位输出给第二工程船203上的第二信息获取模块202。

其中，第二工程船203可以为一艘也可以为多艘。第二工程船203 可以指与第一工程船的距离小于一定某一预设距离的工程船。例如，以第一工程船为一艘为例，第二工程船203可以为在第一工程船半径 10km范围内的工程船。另外，第二工程船203可以是第一工程船附近所有设置有第二信息获取模块的工程船，也可以是其中特定的工程船。

本实施例，潮位输出模块将从潮位转换电路中接收到的实时潮位发送给第二信息获取模块；在一艘工程船上确定实时潮位后附近的其他工程船都能共享。

不需要在各个工程船上从潮位观测站中获取实时潮位，在潮位观测站出现异常时工程船依然能获取到准确的实时潮位信息。

在一个实施例中，如图2所示，实时潮位的确定装置还包括：吃水深度传感器204，吃水深度传感器204与潮位转换电路102连接；吃水深度传感器用于测量第一工程船201的船体吃水深度。

实时潮位的确定装置还包括：倾角姿态传感器205，倾角姿态传感器205与潮位转换电路102连接；倾角姿态传感器用于测量第一工程船201的船体倾角和船体姿态；潮位转换电路102用于根据船体吃水深度、船体倾角和船体姿态计算船体摇摆误差。

理论上，在有限区域内，工程船处于静止状态时，只需要知道高程信息获取模块当时的高程信息与海图基准面间之高差关系，就可以确定该地点的实时潮位。但实际情况是，由于高程信息获取模块安装在海上工程船上，随着海况变化以及浪涌扰动等的影响它会摇摆，且施工及航行过程中船体姿态及吃水线也会不断改变，这些因素都直接影响高程信息转换为实时潮位的准确性。因此，有必要确定出船体的摇摆误差。本实施例通过吃水深度传感器和倾角传感器测量的船体吃水深度、船体倾角和船体姿态等来计算船体的摇摆误差，以便对这些误差进行修正，以保证所得到的实时潮位的准确性。

在一个实施例中，高程信息获取模块101包括RTK天线接收机； RTK天线接收机用于接收RTK高程信息；潮位转换电路102用于获取海图基准面，根据RTK高程信息、海图基准面和船体摇摆误差确定实时潮位。

其中，RTK高程信息可以为WGS84参考椭球高程信息等。潮位转换电路可以包括高程计算单元，该高程计算单元可以对船体摇摆误差进行修正，之后将高程信息转换为实时潮位。其中，对误差进行修正的过程采用常用的方法实现即可，例如可以使用卡尔曼、线性平滑滤波等算法补偿RTK天线接收机的摇摆、浪涌扰动，修正天线垂向测量计算误差。进而转换计算出当地实时潮位，模拟潮位观测站。同时，还可以考虑椭球修正系数产生的高程测量误差，对该误差进行修正。在修正船体摇摆误差之后，潮位转换电路根据RTK高程信息和海图基准面的差值就可以确定出实时潮位。RTK基准高程测量技术已经在疏浚施工领域得到应用，其基准台站可以固定架设在陆岸。在实际应用中，RTK基准高程测量技术要求每一工程船上的定位导航系统必须根据该船的型体结构实时计算该船体吃水深度与大地高程基准点的动态关系，以在线获得高程信息。这就要求每一工程船的定位导航系统和传感器等都应满足船体海上空间姿态及吃水深度测量的要求。导致确定实时潮位的整体成本较高且计算也较为复杂。因此，目前许多的工程船都还未普及RTK基准高程测量技术，而是采用常用的潮位高程基准测量技术来确定高程信息。

但是潮位高程基准测量技术需要结合GPS信息和潮位信息来实现，该潮位信息往往是从海上潮位站获取的。

本实施例第一工程船能根据RTK天线接收机的RTK高程信息来转换得到实时潮位并共享给其他的工程船。不论是何种船型、哪个厂家的导航定位软件，都不需要改变任何现状(继续使用之前的潮位高程基准测量技术即可)，仍旧通过各船自己的潮位接收机，接收该实时潮位，进而得到自身的高程信息。另外，根据RTK高程信息得到的潮位信息比从海上潮位站中获取的潮位信息精度更高，这就使得各个工程船所得的高程信息具有更高的准确性。

在一个实施例中，RTK天线接收机可以同时接收WGS84参考椭球高程信息(也可以称为RTK基准高程数据)以及海上潮位站发送的潮位数据，以WGS84参考椭球高程信息为主，潮位数据为辅，互为冗余，自动识别选择其中更为准确的信息用于确定实时潮位。能利用正确的RTK基准高程数据，校准海上潮位站可能的测量偏差，保障实时潮位测量值的精度和有效性。RTK基准高程数据也可以作为海上潮位站异常时间段的替代高程基准。另外，通过对两类高程信息进行实时比对，也可以判断当前RTK高程信息的合法性。

在一个实施例中，实时潮位的确定装置还包括云端存储模块，云端存储模块分别与潮位输出模块103和第二信息获取模块202通信连接；潮位输出模块103用于将接收到的实时潮位发送给云端存储模块；第二信息获取模块202用于从云端存储模块中获取实时潮位。

其中，云端存储模块可以设置在第一工程船上，也可以不设置在第一工程船10上。潮位输出模块可以通过移动网络将实时潮位发送给云端存储模块，云端存储模块对接收到的实时潮位进行存储。

本实施例通过云端存储模块存储实时潮位，能保证各个第二工程船203能有效获取到实时潮位。

为了更好地理解上述方法，以下详细阐述一个本实用新型实时潮位的确定装置和系统的应用实例。

在作业海域的工程船队中，选择一艘工程船，在其上配置一套实时潮位的确定装置，该实时潮位的确定装置包括RTK天线接收机、PC 计算机、吃水深度传感器、倾角姿态传感器以及数传电台。RTK接收天线机接收WGS84参考椭球高程信息并发送给PC计算机。PC计算机根据吃水深度传感器和倾角姿态传感器的测量值修正工程船的摇摆误差，再根据WGS84参考椭球高程信息转换计算出当地实时潮位，模拟潮位观测站，最后通过数传电台向区域内其它工程船发送实时潮位信息。附近的工程船根据接收到的实时潮位就能确定自身的高程信息不论是何种船型、哪个厂家的导航定位软件，都不需要改变任何现状，仍旧通过各船自己的潮位接收机接收该潮位信息，就能共享实时潮位信息，在潮位观测站出现异常时各个工程船仍然能够获取到实时潮位。同时不需要每艘工程船都设置实时潮位的确定装置，能有效减低实时潮位的确定成本。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种实时潮位的确定装置，其特征在于，包括高程信息获取模块、用于将高程信息转换为潮位信息的潮位转换电路和潮位输出模块，所述高程信息获取模块通过所述潮位转换电路与所述潮位输出模块相连；所述潮位转换电路包括加法器和用于存取海图基准面数据的信息存储单元，所述信息存储单元与所述加法器的反向输入端相连，所述高程信息获取模块与所述加法器的输入端相连，所述潮位输出模块与所述潮位转换电路的加法器的输出端相连。

2.如权利要求1所述的一种实时潮位的确定装置，其特征在于，所述实时潮位的确定装置设置在第一工程船上。

3.如权利要求2所述的实时潮位的确定装置，其特征在于，所述潮位输出模块与第二信息获取模块通信连接；所述第二信息获取模块设置在第二工程船上；所述潮位输出模块用于将接收到的实时潮位输出给第二工程船上的所述第二信息获取模块。

4.如权利要求2或3所述的实时潮位的确定装置，其特征在于，还包括：吃水深度传感器，所述吃水深度传感器与所述潮位转换电路连接；所述吃水深度传感器用于测量所述第一工程船的船体吃水深度。

5.如权利要求4所述的实时潮位的确定装置，其特征在于，还包括：倾角姿态传感器，所述倾角姿态传感器与所述潮位转换电路连接；所述倾角姿态传感器用于测量所述第一工程船的船体倾角和船体姿态；所述潮位转换电路用于根据所述船体吃水深度、船体倾角和船体姿态计算船体摇摆误差。

6.如权利要求5所述的实时潮位的确定装置，其特征在于，所述高程信息获取模块包括RTK天线接收机；所述RTK天线接收机用于接收RTK高程信息；所述潮位转换电路用于获取海图基准面，根据所述RTK高程信息、所述海图基准面和所述船体摇摆误差确定实时潮位。

7.如权利要求3所述的实时潮位的确定装置，其特征在于，还包括云端存储模块，所述云端存储模块分别与所述潮位输出模块和所述第二信息获取模块通信连接；所述潮位输出模块用于将接收到的实时潮位发送给所述云端存储模块；所述第二信息获取模块用于从所述云端存储模块中获取所述实时潮位。