一種觀測幾何自動調整的水體表觀光譜觀測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于海洋水色遙感光學測量技術領域，特別涉及一種觀測幾何自動調 整的水體表觀光譜觀測裝置。
【背景技術】
[0002] 水體光譜特征測量與分析是水色遙感的基礎之一，離水輻亮度及遙感反射率是水 體主要的表觀光學量（AOPs)，也是海洋水色遙感的基本參數(shù).利用水色遙感獲取的離水輻 亮度或遙感反射率，可以進一步反演水體表層葉綠素濃度、懸浮物濃度及黃色物質吸收等 信息.而現(xiàn)場測量獲取的AOPs數(shù)據，是海洋水色遙感建模和遙感產品真實性檢驗的前提。
[0003] 現(xiàn)有技術中，現(xiàn)場基于水面法利用便攜式光譜儀的表觀光譜測量一般是采取人為 避開太陽耀斑、船陰影等干擾的方法來獲得現(xiàn)場AOPs數(shù)據。其局限性不止在于角度、數(shù)據 的不精確性，而且還無法獲取長時間連續(xù)的數(shù)據。
[0004] 因此，迫切需要一種適用于水體表觀光譜觀測的觀測幾何自動調整裝置與方法， 來獲取精確的現(xiàn)場AOPs數(shù)據，以滿足海洋水色遙感建模和遙感產品真實性檢驗對大樣本 量的需求。 【實用新型內容】
[0005] 為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種適用于水體表觀光譜觀測的觀測 幾何自動調整裝置。
[0006] 本實用新型所采用的技術方案是：一種觀測幾何自動調整的水體表觀光譜觀測裝 置，其特征在于：包括中央控制單元、旋轉驅動單元、方位跟蹤單元、旋轉臺和底座；所述的 中央控制單元為處理器和外圍電路構成的單板計算機，設置有與外部通訊的接口，分別與 所述的旋轉驅動單元和方位跟蹤單元電氣連接；所述的旋轉驅動單元包括電機驅動板、步 進電機、蝸輪傳動裝置和電機固定板；所述的蝸輪傳動裝置由轉動蝸輪和從動蝸輪及傳動 帶組成；所述的電機驅動板與步進電機電氣連接；所述的步進電機的轉動軸與所述的轉動 蝸輪的轉軸固定連接，所述的從動蝸輪的轉動軸與所述的旋轉臺上設置的支撐轉軸固定連 接；所述的轉動蝸輪和所述的從動蝸輪通過所述的傳動帶連接；所述的方位跟蹤單元為一 姿態(tài)傳感器，用于實時跟蹤所述的旋轉臺轉動的方位；所述的旋轉臺包括轉動盤、支撐轉軸 和儀器掛載桿；所述的支撐轉軸固定連接在所述的轉動盤下表面，用于帶動所述的轉動盤 旋轉；所述的儀器掛載桿底端固定連接在所述的轉動盤上表面上；所述的底座為一由頂蓋 和底座殼體裝配構成的中空結構，中空結構內設有內部安裝架；所述的中央控制單元和電 機驅動板固定安裝在所述的內部安裝架上；；所述的電機固定板為凹型結構，固定安裝在所 述的頂蓋下表面上，使整個旋轉驅動單元都處于底座的中空結構內；所述的轉動蝸輪和所 述的從動蝸輪均固定安裝在所述的電機固定板凹槽內；所述的步進電機固定安裝在所述的 電機固定板下端；所述的姿態(tài)傳感器固定安裝在所述的儀器掛載桿頂端，使整個方位跟蹤 單元位于整個觀測幾何自動調整的水體表觀光譜觀測裝置的最上方；所述的轉動盤安裝在 所述的頂蓋上，所述的頂蓋下底部中央安裝有旋轉軸承，所述的支撐轉軸一端穿過所述的 旋轉軸承與所述的旋轉臺固定連接，另一端與所述的從動蝸輪的轉動軸固定連接；所述的 儀器掛載桿用作各種水體表觀光譜觀測儀器安裝架的主支撐桿。
[0007] 作為優(yōu)選，所述的底座殼體底部設置有可供外部數(shù)據傳輸及電源供應的水密接
[0008] 作為優(yōu)選，所述的內部安裝架設有安裝孔，通過螺紋連接件將所述的中央控制單 元和電機驅動板固定安裝。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的儀器掛載桿為一中空圓形直桿，固定連接于所述的轉動盤上表 面中心位置，與所述的轉動盤上表面垂直。作為優(yōu)選，所述的方位跟蹤單元為一三軸電子羅 盤傳感器，通過螺紋連接件固定安裝在所述的儀器掛載桿頂端。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的安裝在儀器掛載桿頂端的水體表觀光譜觀測儀器的觀測方向與 太陽入射方向成135°夾角。
[0011] 本實用新型能夠在外部數(shù)據的輔助下，通過自身結構實現(xiàn)對其承載的光學儀器的 觀測幾何的自動調整，克服了現(xiàn)有技術中需要人為避開太陽耀斑、船陰影等干擾的調整方 式所帶來的局限性。不僅節(jié)省了人力成本，更重要的是可獲取精確的現(xiàn)場AOPs數(shù)據，能夠 充分滿足海洋水色遙感建模和遙感產品真實性檢驗對大樣本量的需求。
【附圖說明】
[0012] 圖1 :為本實用新型實施例的裝置的整體結構示意圖；
[0013] 圖2 :為本實用新型實施例的裝置的底座內部的結構不意圖；
[0014]圖3 :為本實用新型實施例的裝置的旋轉驅動單元的結構示意圖；
[0015] 圖4:為本實用新型實施例的裝置的旋轉臺的結構示意圖；
[0016] 圖5:為本實用新型實施例的裝置中水體表觀光譜儀器觀測角度示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 為了便于本領域普通技術人員理解和實施本實用新型，下面結合附圖及實施例對 本實用新型作進一步的詳細描述，應當理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本 實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018] 請見圖1、圖2、圖3和圖4,本實用新型提供了一種觀測幾何自動調整的水體表觀 光譜觀測裝置，包括中央控制單元1、旋轉驅動單元2、方位跟蹤單元3、旋轉臺4和底座5 ; 中央控制單元1為處理器和外圍電路構成的單板計算機，設置有與外部通訊的接口，與旋 轉驅動單元2電氣連接，與方位跟蹤單元3電氣連接；旋轉驅動單元2包括電機驅動板21、 步進電機22、蝸輪傳動裝置和電機固定板26 ;蝸輪傳動裝置由轉動蝸輪23和從動蝸輪24 及傳動帶25組成；電機驅動板21與步進電機22電氣連接；步進電機22的轉動軸與轉動蝸 輪23的轉軸固定連接，從動蝸輪24的轉動軸與旋轉臺4上設置的支撐轉軸42固定連接； 轉動蝸輪23和從動蝸輪24通過傳動帶25連接；方位跟蹤單元3為一姿態(tài)傳感器，用于實 時跟蹤所述的旋轉臺轉動的方位；旋轉臺4包括轉動盤41、支撐轉軸42和儀器掛載桿43 ; 支撐轉軸42固定連接在轉動盤41下表面，用于帶動轉動盤41旋轉；儀器布掛載桿43底端 固定連接在轉動盤41上表面上；底座5為一由頂蓋51和底座殼體52裝配構成的中空結 構，中空結構內設有內部安裝架53 ;中央控制單元1和電機驅動板21固定安裝在內部安裝 架53上；電機固定板26固定連接在頂蓋51下表面上，使整個旋轉驅動單元2都處于底座 5的中空結構內；電機固定板26為凹型結構，固定安裝在頂蓋51上；轉動蝸輪23和從動蝸 輪24均固定安裝在電機固定板26凹槽內，步進電機22固定安裝在電機固定板26下端；轉 動盤41安裝在頂蓋51上，頂蓋51下底部中央安裝有旋轉軸承511，支撐轉軸42 -端穿過 旋轉軸承511與旋轉臺4固定連接，另一端與從動蝸輪24的轉動軸固定連接；儀器掛載桿 43用作各種水體表觀光譜觀測儀器安裝架的主支撐桿。
[0019] 本實施例的底座殼體52底部設置有可供外部數(shù)據傳輸及電源供應的水密接口 521〇
[0020] 本實施例的內部安裝架53設有安裝孔，通過螺紋連接件將中央控制單元1和電機 驅動板21固定安裝。
[0021] 本實施例的儀器掛載桿43為一中空圓形直桿，固定連接于轉動盤41上表面中心 位置，與轉動盤41上表面垂直。
[0022] 本實施例的方位跟蹤單元3為一三軸電子羅盤傳感器，通過螺紋連接件固定安裝 在儀器掛載桿43頂端。
[0023] 本實施例的安裝在儀器掛載桿43頂端的水體表觀光譜觀測儀器的觀測方向與太 陽入射方向成135°夾角。
[0024] 請見圖5,本實用新型在鄱陽湖水域進行的水體表觀光譜觀測過程，包括以下步 驟：
[0025] 步驟1:在待測水體中安裝固定支架，使固定支架露出水面至少2米，在固定支架 頂部安裝萬向水平支架，再在萬向水平支架上安裝水體表觀光譜觀測裝置；
[0026] 步驟2 :水體表觀光譜觀測光學儀器按常規(guī)方法定標后，通過各種安裝架安裝在 所述的儀器掛載桿上，并使儀器觀測方向與所述的方位跟蹤單元的基準方向即三軸電子羅 盤傳感器的X軸方向一致；
[0027] 步驟3 :對待測水體進行表觀光譜觀測，將通過所述的外部數(shù)據通訊水密接口獲 取觀測地點經煒度數(shù)據及觀測時刻時間數(shù)據，傳輸至所述的中央控制單元，作為計