SE515279C3 - Method and system for detecting water level variations - Google Patents

Method and system for detecting water level variations

Info

Publication number
SE515279C3
SE515279C3 SE0002399A SE0002399A SE515279C3 SE 515279 C3 SE515279 C3 SE 515279C3 SE 0002399 A SE0002399 A SE 0002399A SE 0002399 A SE0002399 A SE 0002399A SE 515279 C3 SE515279 C3 SE 515279C3
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
level
water
water surface
measuring point
variations
Prior art date
Application number
SE0002399A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0002399L (en
SE515279C2 (en
SE0002399D0 (en
Inventor
Rune Axelsson
Rolf Engstroem
Andreas Axelsson
Original Assignee
Saab Dynamics Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saab Dynamics Ab filed Critical Saab Dynamics Ab
Priority to SE0002399A priority Critical patent/SE515279C3/en
Publication of SE0002399D0 publication Critical patent/SE0002399D0/en
Priority to PCT/SE2001/001329 priority patent/WO2002001258A1/en
Priority to AU2001274731A priority patent/AU2001274731A1/en
Publication of SE0002399L publication Critical patent/SE0002399L/en
Publication of SE515279C2 publication Critical patent/SE515279C2/en
Publication of SE515279C3 publication Critical patent/SE515279C3/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C13/00Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal
    • G01C13/008Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal measuring depth of open water

Description

25 30 sis 279 ff21fi=~"ï"="~ BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning tillhandahålls en metod, vilken har de i patentkrav 1 angivna särdragen. Föredragna utföringsformer har något eller några av den i underkraven 2-4 angivna särdragen. DESCRIPTION OF THE INVENTION According to one embodiment of the present invention, there is provided a method having the features set forth in claim 1. Preferred embodiments have one or more of the features set forth in subclaims 2-4. .

Uppfinningen innefattar även ett system, vilket har de i patentkrav 5 angivna särdragen. Föredragna utföringsformer har något eller några av de i underkraven 6-8 angivna särdragen.The invention also comprises a system, which has the features stated in claim 5. Preferred embodiments have one or more of the features set forth in subclaims 6-8.

Den uppfinningsenliga metoden och systemet har en rad fördelar i förhållande till tidigare känd teknik. Genom att det är enkelt att utföra mätningarna kan de mätpunkt för mätpunkt utföras vid upprepade tillfällen. På så sätt är de erhållna nivåvårdena mycket tillförlitliga. Dessutom är det möjligt att med den uppfinningsenliga metoden och systemet placera mätpunkterna på ett valbart avstånd från varandra, vilket avstånd kan vara mycket litet; således kan mätningarna genomföras med en hög hori- sontell upplösning. Det är dessutom möjligt att samtidigt med nivårnätningarna utföra vattendjupmätningar.The inventive method and system has a number of advantages over prior art. Because it is easy to perform the measurements, the measuring point for measuring point can be performed on repeated occasions. In this way, the level care received is very reliable. In addition, it is possible with the inventive method and the system to place the measuring points at a selectable distance from each other, which distance can be very small; thus, the measurements can be performed with a high horizontal resolution. It is also possible to perform water depth measurements at the same time as the level nets.

FIGURBESKRIVNING Pig l visar ett exempel på ett flygplan utrustat med ett laserbatymetrisystem.DESCRIPTION OF THE FIGURES Fig. 1 shows an example of an aircraft equipped with a laser bathymetry system.

Fig 2 visar schematiskt ett system enligt en utföringsform av föreliggande uppñnning.Fig. 2 schematically shows a system according to an embodiment of the present invention.

Fig 3 visar ett pulssvar vid en mottagare i laserbatymetrisystemet i fig 1.Fig. 3 shows a pulse response at a receiver in the laser bathymetry system in fig 1.

Pig 4 illustrerar ett exempel på en metod enligt föreliggande uppñnning. 10 15 20 25 30 515 279 3 PÖREDRAGNA UTFöRmGsFoRi/IER Ifig l anger hänvísningssiffra l ett flygplan med ett flygplansbaserat laserbatymetri- system 2 för vattendjupmätningar i hav, sjöar, floder och andra vattendrag. I ett alternativt utförande (ej visat) är laserbatymetrisystemet 2 anordnat i en helikopter.Fig. 4 illustrates an example of a method according to the present invention. 10 15 20 25 30 515 279 3 PREFERRED EMBODIMENTS / IER I fi g l indicates reference number l an eye plane with an aircraft-based laser bathymetry system 2 for water depth measurements in seas, lakes, rivers and other watercourses. In an alternative embodiment (not shown), the laser bathymetry system 2 is arranged in a helicopter.

Hänvisningssiffra 3 anger vattenytan och hänvisningssiffra 4 botten hos havet, sjön eller vattendraget.Reference numeral 3 denotes the water surface and reference numeral 4 the bottom of the sea, lake or watercourse.

Ur ñg 2 framgår att systemet 2 innefattar en laser 5. Ríktorgan (ej visade) är place- rade framför lasem 5 för att rikta laserstrålningen mot vattenytan i en vald vinkel.Figure 2 shows that the system 2 comprises a laser 5. Directing means (not shown) are placed in front of the laser 5 to direct the laser radiation towards the water surface at a selected angle.

Ríktorganen utgörs exempelvis av åtminstone i en led vridbara speglar placerade i strålgången från lasem. Lasem sänder ut pulsad strålning inom två våglängds- områden samtidigt, dels inom det infraröda våglängdsområdet och dels inom våg- längdsområdet för synligt ljus, företrädesvis grönt ljus. Större delen av den infraröda strålningen reflekteras mot vattenytan 3 medan en betydande del av det gröna ljuset tränger ned i vattnet och reflekteras i botten 4. Systemet 2 innefattar en mottagare 6 inrättad att registrera intensiteten hos den reflekterade strålningen. Fig 3 visar det således registrerade pulssvaret med två intensitetstoppar. Den första toppen repre- senterar strålningen reflekterad i vattnets yta och den andra toppen representerar strålningen reflekterad i botten. En beräkningsenhet 7 ansluten till mottagaren 6 beräknar tidsskillnaden mellan de två intensitetstopparna, varvid vattendjupet beräk- nas som halva tidsskillnaden multiplicerat med ljushastigheten. Lasern 5, mottagaren 6 och beråkningsenheten 7 utnyttjas dessutom för bestämning av avståndet mellan systemet 2 och vattenytan 3, exempelvis genom att mäta den tid som passerar mellan det att en puls sänds ut från lasem 5 och den infraröda strålningen reflekterad i vat- tenytan registreras av mottagaren 6, dela tiden med två och multiplicera resultatet med ljushastigheten.The aiming means consist, for example, of at least one joint rotatable mirrors placed in the beam path from the laser. The laser emits pulsed radiation within two wavelength ranges simultaneously, partly within the infrared wavelength range and partly within the wavelength range for visible light, preferably green light. Most of the infrared radiation is reflected towards the water surface 3 while a significant part of the green light penetrates into the water and is reflected at the bottom 4. The system 2 comprises a receiver 6 arranged to register the intensity of the reflected radiation. Fig. 3 shows the thus recorded pulse response with two intensity peaks. The first peak represents the radiation re-reflected in the surface of the water and the second peak represents the radiation re-reflected in the bottom. A calculation unit 7 connected to the receiver 6 calculates the time difference between the two intensity peaks, the water depth being calculated as half the time difference multiplied by the speed of light. The laser 5, the receiver 6 and the calculation unit 7 are also used for determining the distance between the system 2 and the water surface 3, for example by measuring the time that passes between a pulse being emitted from the laser 5 and the infrared radiation reflected in the water surface being detected by receiver 6, divide the time by two and multiply the result by the speed of light.

Flygplanet 1 har en mottagare 8 för mottagning av positionsdata från ett satellit- positioneringssystem, exempelvis GPS. GPS-mottagaren 8 tar emot positionsdata för flygplanet angivna i ett globalt koordinatsystem kallat World Geodetic System 1984 (W GS 84). WGS 84 tillhandahåller en i förhållande till jorden fixerad global refe- rensram. Referensramen beskrivs av en referensellípsoid 11, vilken utgör en mate- matisk yta som skildrar jordklotets allmänna form och vilken används för att ange 10 15 20 25 30 515 279 4 positioner i rummet, dvs latitud, longitud och höjd. Höjden anges således i förhål- lande till nämnda referensellipsoid ll. Den referensellipsoid som används i WGS 84 är en global referensellipsoid som försöker att approximera hela jordytan så bra som möjligt. Det finns andra referensellipsoider som försöker att approximera vissa delar av jordytan så bra som möjligt. I Sverige används exempelvis Bessels referensellip- soid som anses approximera Sveriges jordyta bäst. Det är möjligt att transformera koordinater angivnai förhållande till en viss referensellipsoid till koordinater angivna i förhållande till en annan referensellipsoid och uppfinningen skall ej anses begränsad till att avse koordinater angivna i WGS 84 trots att i denna beskrivning uteslutande utnyttjas WGS 84.The aircraft 1 has a receiver 8 for receiving position data from a satellite positioning system, for example GPS. The GPS receiver 8 receives position data for the planplane specified in a global coordinate system called World Geodetic System 1984 (W GS 84). WGS 84 provides a global frame of reference fixed in relation to the earth. The frame of reference is described by a reference ellipsoid 11, which is a mathematical surface depicting the general shape of the globe and which is used to indicate positions in space, i.e. latitude, longitude and altitude. The height is thus stated in relation to said reference ellipsoid ll. The reference ellipsoid used in WGS 84 is a global reference ellipsoid that seeks to approximate the entire surface of the earth as well as possible. There are other reference ellipsoids that try to approximate certain parts of the earth's surface as well as possible. In Sweden, for example, Bessel's reference ellipsoid is used, which is considered to approximate Sweden's earth surface best. It is possible to transform coordinates given in relation to a certain reference ellipsoid to coordinates given in relation to another reference ellipsoid and the invention shall not be considered limited to refer to coordinates given in WGS 84, although in this description only WGS 84 is used.

Flygplanet flyger exempelvis med 120-190 knops fart på en höjd av cirka 1000 meter över ytan. Lasem sveper då ett område tvärs flygriktningen på 500 meter. Det funge- rar givetvis lika bra att utföra mätningarna med hjälp av en helikopter. För varje svep mäts i ett antal mätpunkter medelst laserbatymetrisystemet flygplanets höjd över vattenytan och vattendjupet samtidigt som i mätpunktema flygplanets position regist- reras medelst GPS-mottagaren 8 angiven med latitud, longitud och höjd. De således för varje mätpunkt registrerade värdena lagras i en rninnesenhet 9. I ett exempel flygs flygplanet över ett prospekteringsorriråde som utsträcker sig 200 km gånger 200 km och insarnlar nivådata med en sonderingstäthet på 5-10 m, vilket ger en yttäckning på cirka 100-300 kmz/h. Med en yttäckning på exempelvis 200 krnz/h skulle krävas cirka 200 timmars flygning för att täcka hela prospekteringsorrrrådet. Om prospekte- ringsornrådet är sådant att det påverkas av vind, strömmar eller andra yttre miljö- faktorer kan hela eller delar av området mätas om vid senare lämpligt tillfälle för att kompensera bort effekten av dessa faktorers påverkan på vattenytans nivå.The aircraft fl, for example, travels at 120-190 knots at an altitude of about 1000 meters above the surface. Lasem then sweeps an area across the flight direction of 500 meters. Of course, it works just as well to perform the measurements with the help of a helicopter. For each sweep, the height of the eye plane above the water surface and the water depth is measured at a number of measuring points by means of the laser bathymetry system, while at the measuring point position the position of the eye plane is registered by means of the GPS receiver 8 indicated by latitude, longitude and height. The values thus recorded for each measuring point are stored in a unit 9. kmz / h. With a surface coverage of, for example, 200 krnz / h, an increase of about 200 hours would be required to cover the entire exploration area. If the exploration area is such that it is affected by wind, currents or other external environmental factors, all or parts of the area can be remeasured at a later appropriate time to compensate for the effect of these factors' impact on the water surface level.

Efter landning tas rninnesenheten 9 ur flygplanet l och laddas i en enhet 10 för behandling av det registrerade datat. I ett alternativt utförande förflyttas ej minnes- enheten 9 fysiskt över till behandlingsenheten 10 utan datat tankas över enligt någon konventionell metod. Behandlingsenheten 10 utgörs företrädesvis av en dator utrus- tad med minnen och kringutrustning samt programvaror för att förmå datorn att utföra operationer på datat i minnesenheten 9. 10 15 20 25 30 , . u w f. w f: :'_["_: ',.'., . . I: . u._ u n. a. o a af.. . . “ - x n 0.- c n. n n .u u - I I q u n n .f .. .. H ..-.. 5 I fig 4 innefattar en första operation 12 att vattenytans nivå mätpunkt för mätpunkt beräknas i förhållande till referensellipsoiden ll. Vid denna operation adderas för varje mätpunkt datat som beskriver avståndet mellan mottagaren 8 och referens- ellipsoiden 11 till datat som beskriver avståndet mellan laserbatymetrisystemet 2 och vattenytan 3, varvid tillhandahålls vattenytans 3 nivå i förhållande till referens- ellipsoiden 11 under förutsättning att GPS-mottagaren 8 är placerad i direkt anslut- ning till laserbatymetrisystemet 2. Skulle mottagaren vara placerad på ett avstånd från systemet 2, anger nivåvärdena istället ytans nivå i förhållande till referensellip- soiden i en konstant. Denna konstant är dock densamma för samtliga nivådata och därför irrelevant. Operationen 12 är företrädesvis utförd i en beräkningsenhet 10a i behandlingsenheten 10.After landing, the memory unit 9 is taken out of the eyepiece 1 and loaded into a unit 10 for processing the registered data. In an alternative embodiment, the memory unit 9 is not physically transferred to the processing unit 10, but the data is refueled according to some conventional method. The processing unit 10 preferably consists of a computer equipped with memories and peripherals as well as software for causing the computer to perform operations on the data in the memory unit 9. 10 15 20 25 30,. uw f. wf:: '_ ["_:',. '.,.. I:. u._ u na oa af ....“ - xn 0.- c n. nn .uu - II qunn. In Fig. 4, a first operation 12 comprises that the level of the measuring surface of the water surface is calculated in relation to the reference ellipsoid 11. In this operation, data is described for each measuring point describing the distance between the receiver 8 and the reference ellipsoid. the ellipsoid 11 to the data describing the distance between the laser bathymetry system 2 and the water surface 3, providing the level of the water surface 3 relative to the reference ellipsoid 11 provided that the GPS receiver 8 is located in direct connection with the laser bathymetry system 2. Should the receiver be located on a distance from the system 2, the level values instead indicate the level of the surface in relation to the reference ellipsoid in a constant, but this constant is the same for all level data and therefore irrelevant.The operation 12 is preferably performed in a calculation unit 10a in the processing unit 10.

De erhållna nivåvärdena utgör, utöver att representera vattenytans nivå, en uppskatt- ning av den sk geoidens höjd vid mätpunkterna. Geoiden beskriver ju formen hos havsytans medelnívå och dess förlängning under kontinenterna och liksom havs- ytan själv, en oregelbunden, böljande yta påverkad exempelvis av gravitationen.The level values obtained constitute, in addition to representing the level of the water surface, an estimate of the height of the so-called geoid at the measuring points. The geoid describes the shape of the mean level of the sea surface and its elongation below the continents and, like the sea surface itself, an irregular, undulating surface affected, for example, by gravity.

Gravitationen är ej densamma över hela jorden, utan varierar med latituden, men även mer lokalt med jordskorpans sammansättning. I partier där geoiden är krökt i riktning ned mot havsbottnen är gravitationen svagare, vilket kan bero på att botten har en lägre densitet än omgivande botten och uppåtgående krökar i geoiden betyder att dragningskraften är starkare, vilket kan betyda att botten där har en högre densitet än omgivande botten. Lokala variationer i havsytans nivå och således geoiden kan således härröra från densitetsvariationer i botten beroende på att botten innehåller naturtillgångar såsom metall, gas, olja, en färskvattenreservoar etc. Därmed är det möjligt att vid prospektering utnyttja havsytans nivå för att bestämma var provborr- ningar skall utföras.Gravity is not the same all over the earth, but varies with latitude, but also more locally with the composition of the earth's crust. In areas where the geoid is curved towards the seabed, gravity is weaker, which may be due to the bottom having a lower density than the surrounding bottom and upward curves in the geoid means that the gravitational force is stronger, which may mean that the bottom has a higher density than surrounding bottom. Local variations in sea level and thus the geoid can thus result from density variations in the bottom due to the bottom containing natural resources such as metal, gas, oil, a freshwater reservoir, etc. Thus, it is possible to use sea level when exploring to determine where test wells should be. performed.

Havsytans nivå sammanfaller dock ej med geoiden i alla tidpunkter; det beror på att havet är påverkat av en rad förhållanden som växlar med tiden, såsom tidvatten, luft- tryck, vind, havsströmmar, vattentemperatur, salthalt etc. För att förbättra uppskatt- ningen av geoidens höjd i mätpunkterna i prospekteringsornrådet upprepas de ovan beskrivna mätningarna under olika förhållanden; varje mätseríe lagras i minnes- enheten 9. I beräkningsenheten lOa beräknas i en operation 13 för varje mätpunkt ett korrigerat nivåvärde för att söka avlägsna påverkan från de olika rådande 10 15 20 25 30 515 2179 6 förhållandena. I ett enkelt utförande beräknas för varje mätpunkt ett medelnivåvärde baserat på de skapade nivåvärdena för mätpunkten. I ett alternativt utförande filtreras nivåvärdena mätserie för mätserie för att söka filtrera bort påverkan från de rådande förhållandena. Därefter medelvärdesbildas nivåvärdena från mätserierna mätpunkt för mätpunkt.However, the sea level does not coincide with the geoid at all times; this is because the sea is affected by a number of conditions that change with time, such as tides, air pressure, wind, ocean currents, water temperature, salinity, etc. under different conditions; each series of measurements is stored in the memory unit 9. In the calculation unit 10a, in an operation 13 for each measuring point, a corrected level value is calculated to try to remove the influence from the various prevailing conditions. In a simple embodiment, an average level value is calculated for each measuring point based on the created level values for the measuring point. In an alternative embodiment, the level values are measured measurement series by measurement series in order to try to filter out the influence from the prevailing conditions. Thereafter, the average values are formed from the measurement series measuring point by measuring point.

Geoiden och således geoidens höjd påverkas dessutom av vattendjupet. Vid sökning efter densitetsvariationer i botten är vattendjupets inverkan på havsytans nivå oint- ressant och kan dessutom utgöra en felkälla vid utnyttjande av havsytans nivå vid prospektering. För att söka avlägsna denna felkälla utnyttjas det i beräkningsenheten 7 beräknade djupet i en operation 14 för att för varje mätpunkt beräkna vattendjupets inverkan på geoidens höjd och således vattennívån. Vid denna beräkning, företrädes- vis utförd i beräkningsenheten lOa, skapas en area runt varje mätpunkt, från vilken en vattenkolumn utsträcker sig nedåt till botten så att vattenkolumnens höjd motsva- rar djupet. För att bestämma vattenkolumnens läge på geoiden ersätts varje kolumn med en kolumn med samma volym, men vars densitet är ungefär densamma som den hos bottnens övre skorpa. Därefter beräknas under utnyttjande av väl kända metoder för varje mätpunkt bidraget till geopotentialen vid vattenytan på grund av ersättandet av vattenkolumnen med en massa som har bottnens densitet. Därefter korrigeras i en operation 15 nivådatat mätpunkt för mätpunkt utifrån den beräknade inverkan. Nivå- datat beskriver därmed en modifierad uppskattad geoid att användas vid pro- spektering.The geoid and thus the height of the geoid are also affected by the water depth. When searching for density variations in the bottom, the effect of the water depth on the sea level is uninteresting and can also constitute a source of error when utilizing the sea level during exploration. In order to try to remove this source of error, the depth calculated in the calculation unit 7 is used in an operation 14 to calculate for each measuring point the effect of the water depth on the height of the geoid and thus the water level. In this calculation, preferably performed in the calculation unit 10a, an area is created around each measuring point, from which a water column extends downwards to the bottom so that the height of the water column corresponds to the depth. To determine the position of the water column on the geoid, each column is replaced by a column of the same volume, but whose density is approximately the same as that of the upper crust of the bottom. Then, using well-known methods for each measuring point, the contribution to the geopotential at the water surface is calculated due to the replacement of the water column with a mass having the density of the bottom. Then, in an operation, the level data measuring point is corrected for measuring point based on the calculated effect. The level data thus describes a modified estimated geoid to be used in exploration.

I US-A-5 615 114 beskrivs ytterligare aspekter vid behandling av vattennivådata för att söka renodla datat så att huvudsakligen endast variationer återstår som härrör från variationer i bottens densitet.U.S. Patent No. 5,615,114 discloses additional aspects of processing water level data to seek to refine the data so that substantially only variations remain that result from variations in bottom density.

Det således modiñerade nivådatat genomsöks i en operation 16 för att detektera vari- ationer i nivådatat härrörande ur densitetsvariationer i botten som beror på naturtill- gångar i botten. Genomsökningen utförs av en i behandlingsenheten innefattad genomsöksenhet 10b. Den innefattar i sin tur ett filter exempelvis konstruerat att låta släppa genom variationer vilkas utsträckning i planet är mindre än 200 km gånger 200 km och större än 50 m gånger 50 m. Karaktäristiskt för de relevanta variatio- nema är dessutom att amplituden är mindre än en meter. De detekterade 10 5151 2 79 7 variationerna utmärks i en operation 17 på en kartbild över prospekteringsonxrådet lagrad i behandlingsenheten 10.The level data thus modified is searched in an operation 16 to detect variations in the level data resulting from density variations in the bottom which are due to natural resources in the bottom. The scan is performed by a scan unit 10b included in the treatment unit. It in turn comprises a filter designed, for example, to let through variations whose extent in the plane is less than 200 km times 200 km and greater than 50 m times 50 m. Characteristic of the relevant variations is also that the amplitude is less than one meter. The detected variations are characterized in an operation 17 on a map image of the exploration area stored in the processing unit 10.

De ovan beskrivna operationema 12-17 'ar i det beskrivna exemplet realiserade i mjukvara. Det är att anse som fackmannamässiga åtgärder att implementera de funk- tioner som krävs för operationerna 12-17 i mjukvaran.The above-described operations 12-17 'in the described example were realized in software. It is to be regarded as professional measures to implement the functions required for operations 12-17 in the software.

När i denna beskrivning termen GPS-mottagare använts förutsätts att GPS- mottagaren är försedd med en andra mottagare för att ta emot en korrektionssignal, en sk DGPS. För att ytterligare förbättra noggrannheten i mätningarna utnyttjas dess- utom i ett exempel en referenspunkt med kända koordinater, varvid det är möjligt att vid mätningarna erhålla en noggrannhet som ligger i storleksordningen centimetrar.When in this description the term GPS receiver is used, it is assumed that the GPS receiver is provided with a second receiver to receive a correction signal, a so-called DGPS. In order to further improve the accuracy of the measurements, a reference point with known coordinates is also used in an example, whereby it is possible to obtain an accuracy in the measurements which is of the order of centimeters.

Det får dock anses som fackmannamässiga åtgärder att på detta sätt förbättra nog- grannheten i positionsangivelsen från en GPS-mottagare.However, it may be considered as professional measures to improve the accuracy of the position indication from a GPS receiver in this way.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 515 279 PATENTKRAV Metod att inom ett område på ett hav eller en sjö detektera variationer i vatten- ytans nivå (3) orsakade av densitetsvariationer i underliggande botten (4), k ä n n e t e c k n a d a v, att ett flygdon (1) flygs över området och vid ett antal mätpunkter: a) mäter sin höjd över vattenytan, vid vilken höjdmätning - utsänds laserstrålning från flygdonet vid en första våglängd för reflexion i vattenytan, - mäts den tid som passerar till dess att den reflekterade strålningen mottas vid flygdonet och - flygdonets höjd över vattenytan bestäms ur den passerade tiden och b) bestämmer sin position i förhållande till en referensellipsoid under utnytt- jande av ett satellitpositioneringssystem, såsom GPS, att utifrån höjdmätningarna och positionsbestärnningarna beräknas (12) för varje mätpunkt vattenytans nivå i förhållande till referensellipsoiden och att nivådatat genomsöks (16) för att ñnna variationer vilka beror på densitets- variationerna. Metod enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d a v, att höjdmätningama och positionsbestärrnringama upprepas under olika förhållanden såsom olika luft- tryck, vindar, havsströmmar och/eller vattentemperaturer och att nivådatat för varje mätpunkt korrigeras (13) för att huvudsakligen avlägsna påverkan från de rådande förhållandena. Metod enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att vid varje mätpunkt flygdonet dessutom utsänder laserstrålning vid en andra våglängd huvudsakligen för reflexion i botten och att för mätpunkten ett vattendjup bestäms baserat på tidsskillnaden mellan mottagande av laserstrålningen vid den första och den andra våglängden. u-ø- 10 15 20 25 30 515 279 9 Metod enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d a v, att vattendjupets inverkan på vattennivån beräknas (14) och att nivådatat korrigeras (15) utifrån den beräknade inverkan. System för att inom ett ornråde på ett hav eller en sjö detektera variationer i vattenytans nivå (3) orsakade av densitetsvariationer i underliggande botten (4), k ä n n e t e c k n a d a v, att systemet innefattar: ett flygdon (1) utrustat med ett laserbatymetrisystem (2) inrättat att mäta flyg- donets höjd över vattenytan, en positionsbestämrnande enhet (8), såsom en GPS-mottagare, inrättad att bestämma flygdonets position i förhållande till en referensellipsoid samt lagringsmedel (9) inrättade att lagra höj d- och positions- datat för flera mätställen och en behandlingsenhet (10) innefattande beräkningsmedel (10a) inrättade att uti- från höjd- och positionsdatat i lagringsmedlen (9) för varje mätpunkt beräkna vattenytans nivå i förhållande till referensellipsoiden och medel (10b) inrättade att genomsöka nivådatat för att finna variationer i vattenytans nivå orsakade av densítetsvariationerna. System enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d a v, att lagringsmedlen (9) är inrättade att lagra höjd- och positionsdata från upprepade mätningar på respek- tive mätställe och att beräkningsmedlen (10a) är inrättade att för varje mät- punkt korrigera nivådatat för att huvudsakligen avlägsna påverkan från miljö- faktorer lågt/högt lufttryck, vindar, havsströmmar och/eller vattentemperaturer. System enligt patentkrav 5 eller 6, k ä nn e t e c k n a d a v, att laserbatymetri- systemet (2) dessutom är inrättat på varje mätställe mäta ett vattendjup. System enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d a v, att beräkningsmedlen (10a) vidare är inrättade att beräkna vattendjupets inverkan på vattennivån samt korrigera nivådatat utifrån den beräknade inverkan.1. 0 15 20 25 515 279 PATENT REQUIREMENT Method for detecting variations in the level of the water surface (3) within an area of a sea or lake caused by variations in the density of the underlying bottom (4), characterized in that an eyelet (1) flies over the area and at a number of measuring points: a) measures its height above the water surface, at which altitude measurement - laser radiation is emitted from the eyepiece at a first wavelength for reflection in the water surface, - the time elapsed until the reflected radiation is received at the eyepiece and fl the height of the device above the water surface is determined from the time elapsed and b) determines its position in relation to a reference ellipsoid using a satellite positioning system, such as GPS, to calculate (12) for each measuring point the water surface level relative to the reference ellipsoid and that the level data is scanned (16) to find variations which are due to the density variations. Method according to claim 1, characterized in that the altitude measurements and position control rings are repeated under different conditions such as different air pressures, winds, sea currents and / or water temperatures and that the level data for each measuring point is corrected (13) to substantially remove effects from the prevailing conditions. Method according to claim 1 or 2, characterized in that at each measuring point the device also emits laser radiation at a second wavelength mainly for reflection at the bottom and that for the measuring point a water depth is determined based on the time difference between receiving the first laser and the second wave. A method according to claim 3, characterized in that the effect of the water depth on the water level is calculated (14) and that the level data is corrected (15) on the basis of the calculated effect. System for detecting variations in the water surface level (3) caused by density variations in the underlying bottom (4) within an ocean area on a sea or lake, characterized in that the system comprises: an aircraft (1) equipped with a laser bathymetry system (2) arranged to measure the height of the aircraft above the water surface, a position determining unit (8), such as a GPS receiver, arranged to determine the position of the vehicle in relation to a reference ellipsoid and storage means (9) arranged to store the height d and position data for fl era measuring points and a treatment unit (10) comprising calculating means (10a) arranged to calculate from the height and position data in the storage means (9) for each measuring point the level of the water surface in relation to the reference ellipsoid and means (10b) arranged to scan level data to find variations in the level of the water surface caused by the density variations. System according to claim 5, characterized in that the storage means (9) are arranged to store altitude and position data from repeated measurements at respective measuring points and that the calculation means (10a) are arranged to correct the level data for each measuring point in order to substantially remove impact from environmental factors low / high air pressure, winds, sea currents and / or water temperatures. System according to claim 5 or 6, characterized in that the laser bathymetry system (2) is also arranged at each measuring point to measure a water depth. System according to claim 7, characterized in that the calculation means (10a) are further arranged to calculate the effect of the water depth on the water level and to correct the level data on the basis of the calculated effect.
SE0002399A 2000-06-26 2000-06-26 Method and system for detecting water level variations SE515279C3 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0002399A SE515279C3 (en) 2000-06-26 2000-06-26 Method and system for detecting water level variations
PCT/SE2001/001329 WO2002001258A1 (en) 2000-06-26 2001-06-11 Method and system for detecting water level variations
AU2001274731A AU2001274731A1 (en) 2000-06-26 2001-06-11 Method and system for detecting water level variations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0002399A SE515279C3 (en) 2000-06-26 2000-06-26 Method and system for detecting water level variations

Publications (4)

Publication Number Publication Date
SE0002399D0 SE0002399D0 (en) 2000-06-26
SE0002399L SE0002399L (en) 2001-07-09
SE515279C2 SE515279C2 (en) 2001-07-09
SE515279C3 true SE515279C3 (en) 2001-09-25

Family

ID=20280251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0002399A SE515279C3 (en) 2000-06-26 2000-06-26 Method and system for detecting water level variations

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2001274731A1 (en)
SE (1) SE515279C3 (en)
WO (1) WO2002001258A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9811614B2 (en) 2013-03-13 2017-11-07 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for correcting a model-derived vertical structure of ocean temperature and ocean salinity based on velocity observations
AT515931B1 (en) * 2015-01-22 2016-01-15 Riegl Laser Measurement Sys Device for measuring the distance to an object in a body of water
CN107036679B (en) * 2017-05-17 2023-09-12 长江水利委员会水文局长江三峡水文水资源勘测局 Device and method for measuring water level of canyon water channel

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3888122A (en) * 1974-08-09 1975-06-10 Us Navy Method and apparatus for obtaining the fine scale structure of the earth{3 s gravity field
US5615114A (en) * 1986-12-23 1997-03-25 Petroscan Ab Method for mapping sea level undulations with applications to mineral and hydrocarbon prospecting
US5345241A (en) * 1992-12-07 1994-09-06 Litton Systems, Inc. Self-contained method for correction of an inertial system over a body of water
US6016118A (en) * 1998-03-05 2000-01-18 Trimble Navigation Limited Real time integration of a geoid model into surveying activities

Also Published As

Publication number Publication date
SE0002399L (en) 2001-07-09
SE515279C2 (en) 2001-07-09
AU2001274731A1 (en) 2002-01-08
WO2002001258A1 (en) 2002-01-03
SE0002399D0 (en) 2000-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wolk et al. A new free-fall profiler for measuring biophysical microstructure
Komatsu et al. Use of multi-beam sonar to map seagrass beds in Otsuchi Bay on the Sanriku Coast of Japan
Mueller et al. Measuring discharge with acoustic Doppler current profilers from a moving boat
Mandlburger et al. Evaluation of a novel UAV-borne topo-bathymetric laser profiler
Fer et al. Autonomous ocean turbulence measurements using shear probes on a moored instrument
Shemer et al. Estimates of currents in the nearshore ocean region using interferometric synthetic aperture radar
Shang et al. An expendable microstructure profiler for deep ocean measurements
André et al. Measuring sea level with GPS-equipped buoys: A multi-instruments experiment at Aix Island
Font et al. Tracking a big anticyclonic eddy in the western Mediterranean Sea
Leaper et al. Application of photogrammetric methods for locating and tracking cetacean movements at sea
Huntley et al. Waves and rip currents on a Caribbean pocket beach, Jamaica
SE515279C3 (en) Method and system for detecting water level variations
JPH11304484A (en) Method and device for measuring river condition
Hagen et al. In situ measurement techniques: land ice
Leatherman et al. Techniques for detecting and measuring rip currents
Gibeaut et al. Increasing the accuracy and resolution of coastal bathymetric surveys
Parson et al. Use of LiDAR technology for collecting shallow water bathymetry of Florida Bay
NO20121041A1 (en) Method for determining the position of a detector located on the seabed
EP2166381A2 (en) Determining a position of an object in a marine survey arrangement with a positioning network
Wozencraft Complete coastal mapping with airborne lidar
Prandke et al. Investigation of microstructure and turbulence in marine and limnic waters using the MST Profiler
Violante-Carvalho et al. The Flying Anchor: An Original Technique for Beach Profile Measurements in the Surf Zone
Liu Statement of guidance for ocean applications.
Ciani et al. Seafloor surveying by divers
WO2002001257A1 (en) Method for measuring water level

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed