專利名稱：一種表面流速及流向測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)中、遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)，具體涉及一種測(cè)定江、河、 海的表面流速及流向數(shù)據(jù)的測(cè)定裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的表面流速及流向測(cè)量方法一般采用經(jīng)緯儀以前方交會(huì)法或全站儀極坐標(biāo)法進(jìn)行定位(依據(jù)交通部《水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范》JTJ 203-2001,7. 3和9. 3規(guī)定)。這種方法存在以下缺點(diǎn)1、精度不高，施測(cè)條件較苛刻，岸上一般需布設(shè)3個(gè)或以上測(cè)站同步觀測(cè)，每個(gè)測(cè)站配備觀測(cè)、記錄各一人，一條交通船用于浮標(biāo)投放及回收等處理，需投入較多的人力、物力，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，易受人為因素及環(huán)境的影響。2、浮標(biāo)在水中隨波漂移，因標(biāo)體小，儀器追蹤定位比較困難，各測(cè)站之間難以保證同步記錄讀數(shù)，這要求有技術(shù)人員嫻熟的基本功和豐富的交會(huì)經(jīng)驗(yàn)。3、采用全站儀極坐標(biāo)法同樣存在上述缺點(diǎn)，當(dāng)流速較大時(shí)難以實(shí)現(xiàn)凌鏡定位。以致工程中測(cè)定流速及流向誤差較大，且投入的成本過(guò)高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)表面流速及流向測(cè)量方面所存在的缺陷，而提供一種測(cè)定表面流速及流向測(cè)定裝置，采用無(wú)線傳輸技術(shù)，對(duì)流速及流向進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)處理，節(jié)省大量人力和物力，確保測(cè)定精度不受各種不穩(wěn)定因素的影響。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種表面流速及流向測(cè)定裝置，所述測(cè)定裝置包括浮標(biāo)體，所述浮標(biāo)體通過(guò)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取自身的位置坐標(biāo)信息，并將位置坐標(biāo)信息記錄和傳送至遠(yuǎn)程終端；遠(yuǎn)程終端，所述遠(yuǎn)程終端獲取浮標(biāo)體的位置坐標(biāo)信息，并進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和實(shí)時(shí)顯示，以此完成流速及流向的測(cè)定。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述浮標(biāo)體包括浮標(biāo)殼體、系留纜、配重塊，所述浮標(biāo)殼體內(nèi)設(shè)有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器、信號(hào)發(fā)射裝置以及電源，所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器實(shí)時(shí)接收并保存全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中定位衛(wèi)星發(fā)射的位置坐標(biāo)信息，所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器通過(guò)信號(hào)發(fā)射裝置將接收的位置坐標(biāo)信息發(fā)送至遠(yuǎn)程終端，所述電源為信號(hào)發(fā)射裝置提供工作電源；所述配重塊通過(guò)系留纜連接于浮標(biāo)殼體的下端。作為優(yōu)選方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述浮標(biāo)殼體采用橢球形結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述浮標(biāo)殼體采用玻璃鋼材質(zhì)制成。作為優(yōu)選方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述系留纜上設(shè)置單向鎖定裝置。作為優(yōu)選方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述浮標(biāo)殼體上設(shè)有衛(wèi)星天線接口，所述衛(wèi)星天線接口與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器相接。
作為優(yōu)選方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述浮標(biāo)殼體上設(shè)有信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)天線接口，所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)天線接口與信號(hào)發(fā)射裝置相接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)是(1)將全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器嵌入在浮標(biāo)殼體內(nèi)，測(cè)定表面流速流向時(shí)，浮標(biāo)殼體內(nèi)在接收到衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)后同步轉(zhuǎn)發(fā)，遠(yuǎn)端即刻能顯示出流速及流向軌跡，循環(huán)進(jìn)入 “信號(hào)接收-保存-轉(zhuǎn)發(fā)-遠(yuǎn)端接收-監(jiān)控及處理”過(guò)程，測(cè)得的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，節(jié)省了大量的人力和物力。(2)接收衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)保存在接收器大容量?jī)?nèi)存中，同時(shí)被遠(yuǎn)端終端所接收、處理及備份，使得測(cè)定流速及流向數(shù)據(jù)形成雙備份，整個(gè)施測(cè)工作更為安全和可靠，從根本上改變了傳統(tǒng)的工作模式。(3)浮標(biāo)殼體采用橢球形結(jié)構(gòu)，具有良好的隨波性、密封性、抗傾覆能力和浮力，便于布放與回收操作。(4)采用玻璃鋼制成殼體，具有防腐和輕質(zhì)的性能。(5)在殼體上設(shè)有衛(wèi)星天線接口、信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)天線接口，在惡劣環(huán)境或遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)發(fā)接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)時(shí)加接外部天線，以增強(qiáng)接收與發(fā)射信號(hào)能力。(6)信號(hào)發(fā)射裝置外接電源，使整個(gè)系統(tǒng)保持更為穩(wěn)定而持久。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供的表面流速及流向測(cè)定裝置，該測(cè)定裝置利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，由此完成河流或海洋表面流速及流向的測(cè)定。在結(jié)構(gòu)組成上，測(cè)定裝置包括浮標(biāo)體100和遠(yuǎn)程終端200兩部分。其中浮標(biāo)體100為整個(gè)裝置測(cè)定核心，其通過(guò)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取自身的位置坐標(biāo)信息，并將位置坐標(biāo)信息記錄和傳送至遠(yuǎn)程終端。浮標(biāo)體100包括浮標(biāo)殼體101、系留纜107、配重塊108三部分。為了達(dá)到上述功能，在浮標(biāo)殼體101內(nèi)嵌設(shè)有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器102、信號(hào)發(fā)射裝置103以及電源104。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器102用于實(shí)時(shí)接收并保存全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中定位衛(wèi)星發(fā)射的關(guān)于浮標(biāo)殼體101的位置坐標(biāo)信息，同時(shí)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器102將獲取的位置坐標(biāo)信息傳至信號(hào)發(fā)射裝置103。信號(hào)發(fā)射裝置103將接收到的位置坐標(biāo)信息通過(guò)無(wú)線的方式遠(yuǎn)程終端200。電源104為信號(hào)發(fā)射裝置103提供工作電源，使整個(gè)裝置保持更為穩(wěn)定而持久。同時(shí)，在浮標(biāo)殼體101下端與系留纜107的一端連接，系留纜107的另一端與配重塊108連接.系留纜107上設(shè)置單向鎖定裝置，系留纜長(zhǎng)度、配重塊重量根據(jù)施測(cè)條件可調(diào)整(如圖2所示)。在本發(fā)明中遠(yuǎn)程終端200包括信號(hào)接收裝置202和處理終端201，接收裝置202獲取信號(hào)發(fā)射裝置103發(fā)射的信號(hào)信息，并將其傳至處理終端201，處理終端201對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，將處理的數(shù)據(jù)在終端屏幕上實(shí)時(shí)顯示，并進(jìn)行備份，從而實(shí)現(xiàn)浮標(biāo)漂移遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理。循環(huán)進(jìn)行“信號(hào)接收-保存-轉(zhuǎn)發(fā)-遠(yuǎn)端接收-監(jiān)控及處理”過(guò)程，完成整個(gè)流速及流向的測(cè)定工作。在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供進(jìn)一步的改進(jìn)方案浮標(biāo)殼體101內(nèi)為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器102與信號(hào)發(fā)射裝置103之間采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)線連接。再者，在浮標(biāo)殼體上設(shè)有衛(wèi)星天線接口 105、信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)天線接口 106，并分別與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器102和信號(hào)發(fā)射裝置103相接。使得本發(fā)明在惡劣環(huán)境或遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)發(fā)接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)時(shí)加接外部天線，以增強(qiáng)接收與發(fā)射信號(hào)能力?；谏鲜龇桨傅玫降谋景l(fā)明，其工作過(guò)程如下當(dāng)進(jìn)行表面流速及流向測(cè)定時(shí)，浮標(biāo)殼體101在水上隨流速和流向開(kāi)始漂移，其內(nèi)部的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器102根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔定時(shí)采集衛(wèi)星實(shí)時(shí)信號(hào)(也可實(shí)時(shí)接收)，從而得知所在點(diǎn)位置坐標(biāo)，保存該點(diǎn)于接收器內(nèi)存中，同時(shí)通過(guò)信號(hào)發(fā)射裝置 103發(fā)射該信號(hào)。遠(yuǎn)程終端200中的信號(hào)接收裝置202接收傳來(lái)的信號(hào)，處理終端201通過(guò)通信線讀取信號(hào)，并在終端屏幕上顯示，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理。在連續(xù)測(cè)量流速流向時(shí)， 循環(huán)進(jìn)行“信號(hào)接收-保存-轉(zhuǎn)發(fā)-遠(yuǎn)端接收-監(jiān)控及處理”過(guò)程，自動(dòng)完成流速及流向的測(cè)定工作。遠(yuǎn)程終端200可設(shè)置岸上或交通船上。基于上述方案，本發(fā)明的具體實(shí)時(shí)如下參見(jiàn)圖2，浮標(biāo)體100包括浮標(biāo)殼體101、系留纜107、配重塊108三部分。浮標(biāo)殼體3整體為橢球形結(jié)構(gòu)，這樣具有良好的隨波性、密封性、抗傾覆能力和浮力，便于布放與回收操作。為了便于設(shè)計(jì)，浮標(biāo)殼體101由上下兩殼體相接組成，兩者中間采用防腐、耐高溫橡膠，通過(guò)螺桿與對(duì)稱螺帽旋緊，使之密閉。考慮到浮標(biāo)殼體101的工作環(huán)境，采用防腐、輕質(zhì)玻璃鋼制成殼體。浮標(biāo)殼體101內(nèi)安放全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器102、信號(hào)發(fā)射裝置、電源，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器102與信號(hào)發(fā)射裝置連接采用數(shù)據(jù)通信線連接，信號(hào)發(fā)射裝置與外置電源連接，工作狀態(tài)更為持久。同時(shí)在浮標(biāo)殼體101上預(yù)留衛(wèi)星天線接口 105用于信號(hào)接收較弱或環(huán)境惡劣的工作區(qū)域，旋下衛(wèi)星天線接口 105裝上衛(wèi)星外接天線，增強(qiáng)信號(hào)接收能力。浮標(biāo)殼體101上預(yù)留信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)天線接口 106用于增強(qiáng)單向VHF信號(hào)發(fā)送距離，當(dāng)要進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸接收到的衛(wèi)星信號(hào)，需旋下信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)天線接口 106裝上外接天線，增強(qiáng)遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)能力。一般情況下可采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器102和信號(hào)發(fā)射裝置 103上內(nèi)置天線完成信號(hào)數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)發(fā)。
浮標(biāo)殼體3內(nèi)布設(shè)衛(wèi)星天線接口 105和信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)天線接口 106內(nèi)部連線及插口， 當(dāng)使用衛(wèi)星天線或發(fā)射信號(hào)外置天線時(shí)，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器102和信號(hào)發(fā)射裝置 103通過(guò)內(nèi)部連線上插口連通外部天線。浮標(biāo)殼體101配有系留纜107和配重塊108，系留纜107長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)，配重塊重量根據(jù)施測(cè)情況調(diào)整，使浮標(biāo)殼體處于良好的隨波性自由漂移。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種表面流速及流向測(cè)定裝置，其特征在于，所述測(cè)定裝置包括浮標(biāo)體，所述浮標(biāo)體通過(guò)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取自身的位置坐標(biāo)信息，并將位置坐標(biāo)信息記錄和傳送至遠(yuǎn)程終端；遠(yuǎn)程終端，所述遠(yuǎn)程終端獲取浮標(biāo)體的位置坐標(biāo)信息，并進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和實(shí)時(shí)顯示，以此完成流速及流向的測(cè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面流速及流向測(cè)定裝置，其特征在于，所述浮標(biāo)體包括浮標(biāo)殼體、系留纜、配重塊，所述浮標(biāo)殼體內(nèi)設(shè)有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器、信號(hào)發(fā)射裝置以及電源，所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器實(shí)時(shí)接收并保存全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中定位衛(wèi)星發(fā)射的位置坐標(biāo)信息，所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器通過(guò)信號(hào)發(fā)射裝置將接收的位置坐標(biāo)信息發(fā)送至遠(yuǎn)程終端，所述電源為信號(hào)發(fā)射裝置提供工作電源；所述配重塊通過(guò)系留纜連接于浮標(biāo)殼體的下端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種表面流速及流向測(cè)定裝置，其特征在于，所述浮標(biāo)殼體采用橢球形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種表面流速及流向測(cè)定裝置，其特征在于，所述浮標(biāo)殼體采用玻璃鋼材質(zhì)制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種表面流速及流向測(cè)定裝置，其特征在于，所述系留纜上設(shè)置單向鎖定裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種表面流速及流向測(cè)定裝置，其特征在于，所述浮標(biāo)殼體上設(shè)有衛(wèi)星天線接口，所述衛(wèi)星天線接口與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器相接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種表面流速及流向測(cè)定裝置，其特征在于，所述浮標(biāo)殼體上設(shè)有信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)天線接口，所述信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)天線接口與信號(hào)發(fā)射裝置相接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)定江、河、海表面流速及流向裝置，水上有浮標(biāo)殼體、系留纜、配重塊組成，浮標(biāo)殼體內(nèi)有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器、信號(hào)發(fā)射裝置、電源，岸上有信號(hào)接收裝置、終端。測(cè)定表面流速及流向時(shí)，浮標(biāo)殼體內(nèi)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，從而得知所在點(diǎn)位置坐標(biāo)，保存該點(diǎn)于定位接收器內(nèi)存中，同時(shí)通過(guò)信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射該信號(hào)，接收裝置接收信號(hào)并與終端連接，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理。連續(xù)測(cè)量流速及流向，循環(huán)進(jìn)行“信號(hào)接收-保存-轉(zhuǎn)發(fā)-遠(yuǎn)端接收-監(jiān)控及處理”過(guò)程，自動(dòng)完成流速及流向的測(cè)定工作。本發(fā)明可以在較大的空間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)中、遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸，實(shí)時(shí)監(jiān)控流速及流向，有效的節(jié)省人力和物力。
文檔編號(hào)G01P5/00GK102507972SQ20111028345
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者王付坤, 胡建平, 虞祖培, 趙磊, 鈕建定 申請(qǐng)人:中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司