[发明专利]一种高精度浮标式水位测量方法

说明书

本发明公开了一种高精度浮标式水位测量方法，包括获取水位测量的采样间隔和采样次数；根据采样间隔和采样次数进行采样获取每次采样数据；基于水位滤波算法计算每次采样数据获取水位测量值；其中，所述采样数据包括通过预设的定位终端、电子水尺、倾角传感器采集的高程数据、浸水深度、倾斜角；本发明结合定位高程、浸水深度、倾斜程度以及水位滤波算法，计算得到水位测量值，并利用通讯终端发送至中心站，实现高精度的水位自动测量；解决实际应用中利用浮标平台难以准确测量水位的难题。

技术领域

本发明涉及一种高精度浮标式水位测量方法，属于水资源监测技术领域。

背景技术

水文水资源监测主要是对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测，监测内容包括水位、流量、流速、降雨(雪)、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等。其中利用自动化技术实现水位在线测量是水文数据统计以及水情实时监视的主要手段，为水电机组运行、水文资料整编、水旱灾害防治、水资源调度管理、水生态保护等提供重要支撑。

现有水位在线测量通常需要在固定位置建设水文站和水位测井，将数据采集传输设备布设在水文站内，将水位传感器安装在水位测井中。随着水位监测需求的大量涌现，常规的水文站配套水位测井的建设模式面临建设成本高、建设地点选址困难的难题，需要进行水位测量的断面因水位变幅过大造成土建施工难度大、传感器选型困难、建设成本过于昂贵而不具有可行性；大量需要进行水文应急监测的场合，临时建设水位测井再拆除的模式也会造成不必要的浪费。利用浮标平台开展水位在线监测，可以有效解决上述难题，不仅极大降低了建设成本，而且可以进行快速部署，进行重复利用，具有广泛的应用前景。

现有浮标测量平台通常采用压力式水位计沉降至水底的方式，因受到闸门启闭、船只来往等人为因素影响，以及暴雨、大风、大浪、泥沙淤积、水体污染等环境因素影响，导致无法准确获得水位基准值和水位实时变化值，测量的数据质量不受控；测量设备易受环境影响，往往出现传感器被堵塞或者被水体缠绕，甚至被刮断等干扰，难以安全稳定运行。这些问题严重制约了浮标式水位测量技术的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高精度浮标式水位测量方法，解决现有浮标测量平台容易受到外部因素影响，导致测量运行不稳定，且测量的数据质量不受控的技术问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种高精度浮标式水位测量方法，包括：

获取水位测量的采样间隔和采样次数；

根据采样间隔和采样次数进行采样获取每次采样数据；

基于水位滤波算法计算每次采样数据获取水位测量值；

其中，所述采样数据包括通过预设的定位终端、电子水尺、倾角传感器采集的高程数据、浸水深度、倾斜角。

可选的，所述基于水位滤波算法计算每次采样数据获取水位测量值包括：

根据高程数据和浸水深度计算水面高程H_SMi：

H_SMi＝H_BDi-H_GD+H_FBi

式中，H_BDi、H_FBi分别为第i次采样数据的高程数据和浸水深度，H_GD为定位终端与电子水尺预设的安装高度差；

根据倾斜角和水面高程计算水位测量值H_ME：

式中，N_C为采样次数，D_QXi为第i次采样数据的倾斜角。