一種基于rtk-gps波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于RTK?GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)及方法，該測量系統(tǒng)包括：控制主機(jī)、定點(diǎn)設(shè)置的基準(zhǔn)RTK?GPS、無線電通訊電臺、一個(gè)或多個(gè)浮標(biāo)、分別設(shè)于該浮標(biāo)上的移動RTK?GPS以及分別連接至該移動RTK?GPS的傳感器；其中，該控制主機(jī)與該基準(zhǔn)RTK?GPS相連接；該基準(zhǔn)RTK?GPS與該無線電通訊電臺之間以及該移動RTK?GPS與該無線電通訊電臺之間均為無線電波連接；所述傳感器設(shè)于所述浮標(biāo)上或浸在海水中。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了更高精度的波浪測量，并避免了水下作業(yè)等危險(xiǎn)系數(shù)高的活動，降低監(jiān)測費(fèi)用，延長維護(hù)周期；可安裝在復(fù)雜惡劣的環(huán)境條件下，不需要潮汐和波浪統(tǒng)計(jì)的底部安裝工具，大大簡化了浮標(biāo)需求、系泊費(fèi)用、部署費(fèi)用以及維修故障的需求。
【專利說明】
一種基于RTK-GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及浮標(biāo)測量領(lǐng)域，尤其涉及一種基于RTK-GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)以及測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外監(jiān)測波浪大多采用重力加速度式浮標(biāo)波浪儀、座底式波浪儀、非接觸式聲學(xué)波浪儀等，現(xiàn)有手段普遍存在測量精度不夠高，測量適用范圍有限制、測量費(fèi)用高以及工程難度大，存在感全隱患等問題。傳統(tǒng)監(jiān)測手段精度較低、監(jiān)測費(fèi)用較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)上的不足，本發(fā)明提供一種基于RTK-GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)了更高精度的波浪測量且降低監(jiān)測費(fèi)用、延長維護(hù)周期。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種基于RTK-GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)，包括:控制主機(jī)、定點(diǎn)設(shè)置的基準(zhǔn)RTK-GPS、無線電通訊電臺、一個(gè)或多個(gè)浮標(biāo)、分別設(shè)于所述浮標(biāo)上的移動RTK-GPS以及分別連接至所述移動RTK-GPS的傳感器;其中，所述控制主機(jī)與所述基準(zhǔn)RTK-GPS相連接;所述基準(zhǔn)RTK-GPS與所述無線電通訊電臺之間以及所述移動RTK-GPS與所述無線電通訊電臺之間均為無線電波連接;所述傳感器設(shè)于所述浮標(biāo)上或浸在海水中。
[0005]本發(fā)明還提供一種基于RTK-GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量方法，其包括上述的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)，所述測量方法包括以下步驟:
[0006]A.設(shè)置于定點(diǎn)上的基準(zhǔn)RTK-GPS通過無線電通訊電臺將載波觀測信號傳輸給移動RTK-GPS；
[0007]B.移動RTK-GPS將基準(zhǔn)RTK-GPS傳來的載波觀測信號與本RTK-GPS觀測到的載波觀測信號進(jìn)行差分處理，解算出兩RTK-GPS間的基線向量；
[0008]C.根據(jù)事先輸入的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化和投影參數(shù)，得到移動RTK-GPS的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0010]進(jìn)一步地，所述載波觀測信號包括但不限于:
[0011 ]浮標(biāo)垂直運(yùn)動的測量信號:使用基準(zhǔn)RTK-GPS提供垂直位置數(shù)據(jù)；
[0012]潮汐測量信號:使用浮標(biāo)中的傾斜傳感器來抵消浮標(biāo)的傾斜、高程和壓力變化，去除較高頻率波的測量值；
[0013]波浪測量信號:使用浮標(biāo)中的傾斜傳感器來抵消浮標(biāo)的傾斜、高程和壓力變化，使用快速傅里葉變換分析的水平時(shí)間序列提供FFT計(jì)算進(jìn)行過濾，輸出共同波高和周期。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:實(shí)現(xiàn)了更高精度的波浪測量，并避免了水下作業(yè)等危險(xiǎn)系數(shù)高的活動，降低監(jiān)測費(fèi)用，延長維護(hù)周期;使用一對RTK-GPS來提供高精確度位置和高程信息，以便用于潮汐測量和波浪統(tǒng)計(jì)，精度高、測量方便;可以安裝在復(fù)雜惡劣的環(huán)境條件下，是相當(dāng)有效的監(jiān)測潮汐和波浪的設(shè)備;不需要潮汐和波浪統(tǒng)計(jì)的底部安裝工具，大大簡化了浮標(biāo)需求、系泊費(fèi)用、部署費(fèi)用以及維修故障的需求。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的基于RTK-GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]在圖1中，各標(biāo)號所表示的部件名稱列表如下:
[0017]I控制主機(jī)
[0018]2基準(zhǔn) RTK-GPS
[0019]3無線電通訊電臺
[0020]40浮標(biāo)
[0021 ] 50移動 RTK-GPS
[0022]60傳感器
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0024]請參照圖1所示，其為本發(fā)明的基于RTK-GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；所述船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)包括:控制主機(jī)1、定點(diǎn)設(shè)置的基準(zhǔn)RTK-GPS(Real-TimeKinematic GPS，動態(tài)實(shí)時(shí)全球定位系統(tǒng))2、無線電通訊電臺3、一個(gè)或多個(gè)浮標(biāo)40、分別設(shè)于所述浮標(biāo)40上的移動RTK-GPS50以及分別連接至所述移動RTK-GPS50的傳感器60，其中，所述控制主機(jī)I與所述基準(zhǔn)RTK-GPS2相連接，所述基準(zhǔn)RTK-GPS2與所述無線電通訊電臺3之間以及所述移動RTK-GPS50與所述無線電通訊電臺3之間均為無線電波連接。在實(shí)際應(yīng)用中，所述傳感器60既可以設(shè)于所述浮標(biāo)上，也可以浸在海水中，本發(fā)明不作具體限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。
[0025]由此，本發(fā)明可提供一種基于RTK-GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量方法，即為:在兩臺RTK-GPS之間設(shè)置無線電通訊電臺，而后進(jìn)行擴(kuò)展，將兩臺以上相對獨(dú)立的RTK-GPS聯(lián)成有機(jī)整體;設(shè)置于定點(diǎn)上的基準(zhǔn)RTK-GPS(基準(zhǔn)站)通過無線電通訊電臺將載波觀測信號(或者觀測信息、測站點(diǎn)數(shù)據(jù))傳輸給移動RTK-GPS(移動站)，移動站將基準(zhǔn)站傳來的載波觀測信號與本站觀測到的載波觀測信號進(jìn)行差分處理，從而解算出兩站間的基線向量;根據(jù)事先輸入的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化和投影參數(shù)，就可得到移動站的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0026]上述的載波觀測信號包括但不限于以下內(nèi)容:
[0027]I)浮標(biāo)垂直運(yùn)動的測量信號:使用基準(zhǔn)站上的基準(zhǔn)RTK-GPS來提供垂直位置數(shù)據(jù)；
[0028]2)潮汐測量信號:使用浮標(biāo)中的傾斜傳感器來抵消浮標(biāo)的傾斜、高程和壓力變化，去除較高頻率波的測量值；
[0029]3)波浪測量信號:使用浮標(biāo)中的傾斜傳感器來抵消浮標(biāo)的傾斜、高程和壓力變化，使用快速傅里葉變換分析的水平時(shí)間序列提供FFT計(jì)算進(jìn)行過濾，輸出共同波高和周期。
[0030]本發(fā)明的基于RTK-GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)及方法實(shí)現(xiàn)了更高精度的波浪測量，并避免了水下作業(yè)等危險(xiǎn)系數(shù)高的活動，降低監(jiān)測費(fèi)用，延長維護(hù)周期;使用一對RTK-GPS來提供高精確度位置和高程信息，以便用于潮汐測量和波浪統(tǒng)計(jì)，精度高、測量方便;可以安裝在復(fù)雜惡劣的環(huán)境條件下，是相當(dāng)有效的監(jiān)測潮汐和波浪的設(shè)備;不需要潮汐和波浪統(tǒng)計(jì)的底部安裝工具，大大簡化了浮標(biāo)需求、系泊費(fèi)用、部署費(fèi)用以及維修故障
的需求。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于RTK-GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)，其特征在于，包括:控制主機(jī)、定點(diǎn)設(shè)置的基準(zhǔn)RTK-GPS、無線電通訊電臺、一個(gè)或多個(gè)浮標(biāo)、分別設(shè)于所述浮標(biāo)上的移動RTK-GPS以及分別連接至所述移動RTK-GPS的傳感器;其中， 所述控制主機(jī)與所述基準(zhǔn)RTK-GPS相連接； 所述基準(zhǔn)RTK-GPS與所述無線電通訊電臺之間以及所述移動RTK-GPS與所述無線電通訊電臺之間均為無線電波連接； 所述傳感器設(shè)于所述浮標(biāo)上或浸在海水中。2.—種基于RTK-GPS波浪測量技術(shù)的船載浮標(biāo)測量方法，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的船載浮標(biāo)測量系統(tǒng)，所述測量方法包括以下步驟: A.設(shè)置于定點(diǎn)上的基準(zhǔn)RTK-GPS通過無線電通訊電臺將載波觀測信號傳輸給移動RTK-GPS ； B.移動RTK-GPS將基準(zhǔn)RTK-GPS傳來的載波觀測信號與本RTK-GPS觀測到的載波觀測信號進(jìn)行差分處理，解算出兩RTK-GPS間的基線向量； C.根據(jù)事先輸入的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化和投影參數(shù)，得到移動RTK-GPS的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船載浮標(biāo)測量方法，其特征在于，所述載波觀測信號包括但不限于: 浮標(biāo)垂直運(yùn)動的測量信號:使用基準(zhǔn)RTK-GPS提供垂直位置數(shù)據(jù)； 潮汐測量信號:使用浮標(biāo)中的傾斜傳感器來抵消浮標(biāo)的傾斜、高程和壓力變化，去除較高頻率波的測量值； 波浪測量信號:使用浮標(biāo)中的傾斜傳感器來抵消浮標(biāo)的傾斜、高程和壓力變化，使用快速傅里葉變換分析的水平時(shí)間序列提供FFT計(jì)算進(jìn)行過濾，輸出共同波高和周期。
【文檔編號】G01C13/00GK105937902SQ201610281108
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】張文秀, 鮑盛之, 趙文勇, 宋鑫
【申請人】山東深海海洋科技有限公司