一种高精度浮标式水位测量方法技术

本发明专利技术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；本发明专利技术结合定位高程、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。中利用浮标平台难以准确测量水位的难题。中利用浮标平台难以准确测量水位的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度浮标式水位测量方法


[0001]本专利技术涉及一种高精度浮标式水位测量方法，属于水资源监测


技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]本专利技术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。
[0006]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供了一种高精度浮标式水位测量方法，包括：
[0008]获取水位测量的采样间隔和采样次数；
[0009]根据采样间隔和采样次数进行采样获取每次采样数据；
[0010]基于水位滤波算法计算每次采样数据获取水位测量值；
[0011]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。
[0012]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：
[0013]根据高程数据和浸水深度计算水面高程H
SMi
：
[0014]H
SMi
＝H
BDi
‑
H
GD
+H
FBi
[0015]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；
[0016]根据倾斜角和水面高程计算水位测量值H
ME
：
[0017][0018]式中，N
C
为采样次数，D
QXi
为第i次采样数据的倾斜角。
[0019]可选的，在基于水位滤波算法计算每次采样数据获取水位测量值之前还包括：
[0020]根据倾斜角计算均方值S
QX
：
[0021][0022]式中，N
C
为采样次数，ΔD
QXj
为第j个相邻采样次数的倾斜角差值；
[0023]将均方值S
QX
与预设的均方值阈值S
QY
进行比较：
[0024]若S
QX
<S
QY
，则进入步骤：基于水位滤波算法计算每次采样数据获取水位测量值；
[0025]若S
QX
≥S
QY
，则令采样次数N
C
＝nN
C
，n为预设倍率，采样间隔不变且返回步骤：根据采样间隔和采样次数进行采样获取每次采样数据。
[0026]可选的，所述定位终端、电子水尺、倾角传感器均连接至预设的数据处理单元，通过所述数据处理单元对高程数据、浸水深度、倾斜角进行获取、存储和计算。
[0027]可选的，所述数据处理单元连接至预设的通信终端，通过所述通信终端进行远程信息交互。
[0028]可选的，所述远程信息交互采用短报文方式进行。
[0029]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
[0030]本专利技术提供的一种高精度浮标式水位测量方法，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。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例提供的一种高精度浮标式水位测量方法的流程图；
[0032]图2是本专利技术实施例提供的具体搭建方案的示意图；
[0033]图3是本专利技术实施例提供的具体搭建方案的现场安装方式示意图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0035]如图1所示，本专利技术提供了一种高精度浮标式水位测量方法，包括以下步骤：
[0036]S101、获取水位测量的采样间隔和采样次数；
[0037]S102、根据采样间隔和采样次数进行采样获取每次采样数据；
[0038]S103、基于水位滤波算法计算每次采样数据获取水位测量值；
[0039]其中，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。
[0040]具体的，在步骤S103之前，即在基于水位滤波算法计算每次采样数据获取水位测量值之前还包括：
[0041]S201、根据倾斜角计算均方值S
QX
：
[0042][0043]式中，N
C
为采样次数，ΔD
QXj
为第j个相邻采样次数的倾斜角差值；
[0044]S202、将均方值S
QX
与预设的均方值阈值S
QY
进行比较：
[0045]若S
QX
<S
QY
，则进入步骤：基于水位滤波算法计算每次采样数据获取水位测量值(即进入步骤S103)；
[0046]若S
QX
≥S
QY
，则令采样次数N
C
＝nN
C
，n为预设倍率，采样间隔不变且返回步骤：根据采样间隔和采样次数进行采样获取每次采样数据(即返回步骤S102，通过更新的后采样次数再次进行采样)。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度浮标式水位测量方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一种高精度浮标式水位测量方法，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的一种高精度浮标式水位测量方法，其特征在于，在基于水位滤波算法计算每次采样数据获取水位测量值之前还...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德清，张后来，刘坤，贺伟，曹年红，张平，景波云，刘飞龙，赵勇，王建平，杨辉，王震，申升腾，杨金标，
申请(专利权)人：南京南瑞水利水电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：