[发明专利]一种基于海洋监测浮标的海面高测量系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于海洋监测浮标的测量海面高的系统及方法。所述装置包括：接收机模块、浮标体、多个GNSS天线和多个压力仪，所述GNSS天线的个数与所述压力仪的个数相等；各所述GNSS天线均与所述接收机模块连接；所有所述GNSS天线间隔相等地设置在所述浮标体的甲板上，各所述GNSS天线到所述甲板的中心点的距离均相等；所有所述压力仪间隔相等地设置在所述浮标体的侧壁上且位于吃水线的下方，各所述压力仪到所述甲板的中心点的距离均相等。本发明可以提高海面高的测量精度。

技术领域

本发明涉及海洋测绘技术领域，特别是涉及一种基于海洋监测浮标的海面高测量系统及方法。

背景技术

在海洋测高卫星定标等应用中，精确测定卫星离岸星下点处海面高是其中不可或缺的一环，常见的方法包括利用近岸验潮站测量海面高继而将其外推至星下点，以及通过在卫星星下点海面布设GNSS浮标，或者通过星下点处的固定平台装备验潮站来测量海面高等。这些方法各有其优缺点，如通过近岸验潮站观测数据外推星下点处海面高时其精度受限于潮汐模型精度等，星下点处未必能够找到固定平台等。现有的用于测量海面高的GNSS浮标考虑功耗等多种因素，多采用单GNSS天线的浮标。

单GNSS天线浮标测量海面高时存在诸多问题：当天线相对海面较高时，其测量高度转换为海面高时需进行精确改正，否则会引入较大的误差；当天线相对海面较低时，受海况影响，卫星导航信号易失锁而无法实现海面高持续测量，因此需要一种能够提高测量精度的海面高测量系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于海洋监测浮标的海面高测量系统及方法，可以提高海面高的测量精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于海洋监测浮标的测量海面高的系统，包括：接收机模块、浮标体、多个GNSS天线和多个压力仪，所述GNSS天线的个数与所述压力仪的个数相等；

各所述GNSS天线均与所述接收机模块连接；所有所述GNSS天线间隔相等地设置在所述浮标体的甲板上，各所述GNSS天线到所述甲板的中心点的距离均相等；所有所述压力仪间隔相等地设置在所述浮标体的侧壁上且位于吃水线的下方，各所述压力仪到所述甲板的中心点的距离均相等。

可选的，所述基于海洋监测浮标的测量海面高的系统，还包括：锚链，所述锚链的一端与所述浮标体连接，所述锚链的另一端与海床连接。

可选的，所述基于海洋监测浮标的测量海面高的系统，还包括：太阳能板和电池组；所述太阳能板设置在所述浮标体上，所述太阳能板分别与各所述压力仪和所述电池组连接，所述电池组与所述接收机模块连接。

可选的，所述GNSS天线和所述压力仪的数量为四个。

可选的，所述浮标体为圆柱形，所述压力仪与所述GNSS天线对应设置，一个所述GNSS天线对应一个所述压力仪，连线面与水平面垂直；所述连线面为对应设置的压力仪与GNSS天线的连线与所述GNSS天线所在的半径形成的面。

一种基于海洋监测浮标的测量海面高的方法，应用于上述所述的基于海洋监测浮标的测量海面高的系统，所述方法包括：

获取各GNSS天线的位置坐标和天线参考面到平均吃水面的距离；所述天线参考面为各所述GNSS天线形成的面；

根据各所述GNSS天线的位置坐标计算所述天线参考面的中心点坐标和所述天线参考面的法向量；

根据所述天线参考面的中心点坐标、所述天线参考面到平均吃水面的距离和所述天线参考面的法向量得到海面高。

可选的，所述根据所述天线参考面的中心点坐标、所述天线参考面到吃水面的距离和所述天线参考面的法向量得到海面高，具体包括：

计算所述天线参考面到吃水面的距离和所述天线参考面的法向量的乘积得到乘积向量；