[发明专利]一种基于北斗和激光的简易潮位观测站及其验潮方法

权利要求书

1.一种基于北斗和激光的简易潮位观测站，其特征是；它由验潮站验潮端和验潮站控制接收端组成；所述的验潮站验潮端为，在连接板上设有激光测距模块经串口线分别与北斗定位及短报文通讯模块、数据存储备份模块连接；北斗天线经天线连接线与北斗定位及短报文通讯模块相连接；在连接板上还设有可充电锂电池经电源线与太阳能电池板连接；设有滤波孔的验潮管与连接板相连接，两节验潮管之间设有连接管；浮球设于验潮管中，激光测距模块的激光束照射至浮球上并反射；过滤帽设于验潮管的底端；所述验潮站控制接收端为，北斗短报文通讯模块经串口线与装有潮位测量控制分析计算软件系统的计算机相连接，北斗天线经天线连接线与北斗短报文通讯模块相连接。

2.根据权利要求1所述一种基于北斗和激光的简易潮位观测站，其特征是：所述连接板带有自动锁扣。

3.根据权利要求1所述一种基于北斗和激光的简易潮位观测站，其特征是：所述激光测距模块、北斗定位及短报文通讯模块及数据存储备份模块均设有防水保护罩。

4.根据权利要求1所述一种基于北斗和激光的简易潮位观测站，其特征是：验潮管上滤波孔的设计，孔径为验潮管直径的1/100-1/500。

5.权利要求1或2或3或4所述的一种基于北斗和激光的简易潮位观测站的验潮方法，其特征是，具体实施步骤如下：

1)将潮位观测站安装于码头或护岸边，上端高于当地历年最高水位以上1.5m，保证设备不被海水浸泡以及太阳能电池板能够正常工作，下端置于水中且低于当地潮汐极低水位1.5m，确保观测到极值水位；

2)潮位观测站安装好后，量取验潮管与重力方向的夹角θ，当θ＝0°时，即垂直安装；测量潮位观测站顶端控制测量参考点至理论最低潮面的高程H₁；

3)设备接通电源，激光测距模块初始化进入测量状态，验潮站验潮端的北斗定位及短报文通讯模块和验潮站控制接收端的北斗短报文通讯模块建立连接，北斗定位及短报文通讯模块获取潮位站位置和时间信息；

4)工作人员通过验潮站控制接收端计算机中的软件系统分别设置开始测量、结束测量时间以及测量频率，并设置将此信息通过验潮站控制接收端的北斗短报文通讯模块发射至验潮站验潮端，潮位观测站按照接收到的指令时间和频率工作；设备采集到的数据按行备份存储在数据存储备份模块中，同时还通过验潮站验潮端的北斗定位及短报文通讯模块实时传送接收到验潮站控制接收端进行存储记录和分析计算；

5)在验潮站控制接收端的软件系统中，结合北斗短报文通讯中获取的位置和时间信息及量取的验潮管与重力方向的夹角角度，通过计算形成最终含有位置、时间信息的潮位数据；潮位值H_水的具体计算过程如下：

H_水＝H₁–cosθ*(D+R+L)-R+Δd

其中：H₁是上述步骤(2)中测量获取的潮位观测站顶端控制测量参考点至理论最低潮面的高程；

θ是验潮端验潮管与重力方向的夹角角度；

D是控制测量参考点至激光模块激光头的距离；

R是水面浮球的半径；

L是激光测量模块测量得到的激光头至水面浮球的距离；

Δd是浮球吃水深度。