[发明专利]一种高水条件下的水面流速检测系统及其检测方法

说明书

本发明涉及一种高水条件下的水面流速检测系统及其检测方法，属于水文数据测量领域。本发明包括北斗高精度差分定位装置、激光传感器、雷达流速仪、无线数据传输模块、上位计算机、伺服定位模块、数据采集模块；北斗高精度差分定位装置、雷达流速仪、激光传感器、伺服定位模块安装在一起形成传感器装置，本发明根据雷达流速仪到水面的精确距离及传感器装置到断面的水平距离求出雷达流速仪发出的电磁波射到指定断面时雷达流速仪所应满足的倾角，有效克服缆道的抖动引起的测量误差，实现了高水条件下对指定断面的精确测流，避免了高水条件下铅鱼入水测流引起的流速仪损毁，有效保障了高水条件下水文测流实施。

技术领域

本发明涉及一种高水条件下的水面流速检测系统及其检测方法，属于水文数据测量领域。

背景技术

我国国土面积辽阔，地形复杂，导致我国河流众多，加之气候变化差异，导致了我国水文情况复杂多样，做好水文数据收集处理工作对生产、防灾具有重大意义。传统的测流方法是根据缆绳上下放位置来确定传感器装置的位置，不精确、手外界环境影响大，误差大；传统的方法传感器装置到水面的距离测量不准确；传统的铅鱼测流水面流速检测方法会因洪水期水面漂浮物多，常常会对流速仪的使用造成影响，甚至出现铅鱼难以携带流速仪入水、流速仪损坏等情况，其它如ADCP等同样原因也难下水。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种高水条件下的水面流速检测系统及其检测方法，用于解决传统高水条件下的水面流速检测方法存在的传感器装置定位不精确、传感器装置到水面的精确距离不准、雷达流速仪所发射出的电磁波射到指定断面上时与水平面之间的夹角不能在线测量、不能修正雷达流速仪的倾角使其电磁波射到指定断面上等缺点。

本发明采用的技术方案是：一种高水条件下的水面流速检测系统，包含北斗高精度差分定位装置1、激光传感器2、伺服定位模块3、雷达流速仪4、数据采集模块5、无线数据传输模块6、上位计算机7；北斗高精度差分定位装置1输出端与数据采集模块5输入端相连；激光传感器2输出端与数据采集模块5输入端相连；数据采集模块5输出端与伺服定位模块3输入端相连；伺服定位模块3输出端与雷达流速仪4输入端相连；雷达流速仪4输出端与数据采集模块5输入端相连；数据采集模块5输出端与无线数据传输模块6输入端相连，无线数据传输模块6输出端与上位计算机7输入端相连，所述的北斗高精度差分定位装置1、雷达流速仪4、激光传感器2、伺服定位模块3安装在一起形成传感器装置。

所述的数据采集模块5包括CPU、存储器；数据采集模块5用于将北斗高精度差分定位装置1、激光传感器2所获取的信号进行处理，然后发出控制信号给伺服定位模块3调节雷达流速仪4的倾角到指定角度，雷达流速仪4测得指定断面的水面流速数据，并将获取的信息发送给数据采集模块5，数据采集模块5将接收的信息存储在内部的存储器中，并通过无线数据传输模块6将信号发送到上位计算机7。

所述的传感器装置安装于缆道三角滑轮支撑臂上。

一种高水条件下的水面流速检测系统的检测方法，包括如下步骤：

step1、传感器装置到达指定的位置后，接通电路，数据采集模块5开始工作；

step2、北斗高精度差分定位装置1、激光传感器2同时开始工作，北斗高精度差分定位装置1采集传感器装置的地理位置数据，激光传感器2采集传感器装置到水面的精确数据，将数据封装后存储在数据采集模块5的存储器中；

step3、数据采集模块5把北斗高精度差分定位装置1所获取的传感器装置地理位置数据、激光传感器2所获取的传感器装置到水面的精确距离数据、数据采集模块5内的水面精确海拔数据通过解算、筛选、融合算法，得到当前传感器装置的精确地理位置数据，然后得到雷达流速仪4的倾角，最后通过伺服定位模块3调节雷达流速仪4的倾角，使其电磁波发射到指定的断面上，然后雷达流速仪4开始工作，测得指定断面的流速数据后，将流速数据、水面到传感器装置的距离数据、雷达流速仪4所发出的电磁波与水面之间的夹角数据封装成数据包，存储在数据采集模块5内部的存储器中；