[发明专利]一种基于GPS的水深同步方法及设备

说明书

本发明公开了一种基于GPS的水深同步方法，包括以下步骤：S1、GPS将GPS信号不停传送给DSP板；S2、根据GPS信号的传输频率，将从测深仪发射信号到接收水深信号的时间间隔作为预估值在GPS信号到来前增加该预估值调整测深仪的发射信号，使得DSP板同时接收水深信号和GPS信号，并将水深信号和GPS信号同步发送给工控机。本发明将GPS与水深测量技术同步结合，消除了之前存在的一些误差因素，在未来的测绘行业将发挥越来越大的作用，利用GPS技术进行水深测量，使得水深测量这项工程变得简单，快捷，高效。因此，GPS与水深同步技术将为航道水深测量提供高精度、高质量和高效益的应用前景。

技术领域

本发明属于探测技术领域，具体涉及一种基于GPS的水深同步方法及设备。

背景技术

水深信号已经广泛应用于水下目标探测的各种声纳设备中。回声测深仪目前是应用水声信号进行测距的最普遍的探测设备。它的工作原理是通过换能器发射一定频率的声波，利用声波在水中传播时，遇到密度不同的介质(如水底或其他物体)会产生反射信号，根据声波往返的时间及其在所测区域水中的传播速度，求得换能器至反射目标的直线距离,即测得水深。

无验潮测深法是利用GPS接收天线中心获得测点的位置和基准面的关系，与常规测深法相同，量取GPS接收天线中心到测深仪换能器距离以及测深仪换能器测得与泥面的距离，得出泥面高程。

GPS设备对于水深测量系统来说也是不可或缺的，在常规的GPS与水深测量系统的组合中，存在着GPS与水深不同步的现象，其中有多种因素造成这种现象。GPS与水深误差造成有以下几个因素：

A、GPS信号传输给计算机的速率与水深测量系统的测量速率不同，这就导致了在两个GPS位置点之间可能存在多个水深点，计算机在选取水深点时容易造成这种误差；

B、以往通常的设备连接方法为GPS信号传送给计算机串口，而水深信号则通过虚拟串口与导航软件进行通讯，这种物理连接和虚拟连接之间就产生了一个时间误差，导致GPS与水深不同步的结果；

C、当船行进时，因为测深仪测深的原理是接收上次发送出去的信号的回波信号判断水底，所以实际测深值应该是前一频发射位置的水深，而GPS记录的是当前位置的信息，所以就产生了一个单频信号传输的时间误差，这个误差在平稳水底时可以基本忽略，但是当船行进在陡坡时，这个误差就比较明显。

如图1所示，当船速为5节，此时假设测深仪量程为100，则两次测深间隔约为秒，加上系统处理数据时间以及传输给导航软件的时间约为0.3秒，当船由A点往B方向行进时，在0.3秒的时间内约前行米，由于陡坡比例为1：2，则A、B点的垂直高度差为0.386米，同理，当A点往C点方向行进时，A、C点的垂直高度差为0.386米，则在同一点两种不同行进方向上的测量误差在0.772米(船速5节，量程100米的情况下)。

针对这种状况，因为实际的误差结果与测深仪的量程有关，量程越大，误差越大，且量程减小后测深仪的工作频率变高，测深精度也越高，所以在实际测量时，需要根据实际水深调整量程，使量程稍大于实际水深。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于GPS的水深同步方法及设备。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种基于GPS的水深同步方法，包括以下步骤：

S1、GPS将GPS信号不停传送给DSP板；

S2、根据GPS信号的传输频率，将从测深仪发射信号到接收水深信号的时间间隔作为预估值在GPS信号到来前增加该预估值调整测深仪的发射信号，使得DSP板同时接收水深信号和GPS信号，并将水深信号和GPS信号同步发送给工控机。

作为本发明的一种优选技术方案，本发明还提供一种基于GPS的水深同步方法，包括以下步骤：