[发明专利]基于GPS的波向测量装置和测量方法

说明书

本发明公开了一种基于GPS的波向测量装置和测量方法，其将多节可浮动于海面的杆体连成前端可由锚固组件拉住的浮动组件，并在浮动组件前端和后端的杆体上分别安装第一GPS定位仪和第二GPS定位仪，将前端通过拉索与定位锚连接的浮动组件伸展开放置在海面随波浪浮动，并经一定时间的浮体运动和姿态调整后，在最小势能原理驱动下，最终各节杆体的稳定运动状态会与波峰线一致，此时，根据GPS定位信息接收终端接收的关于第一GPS定位仪和第二GPS定位仪的第一位置信息P_１（x_１，y₁）和第二位置信息P₂（x₂，y₂），通过公式α=arctan[(y₂‑y₁)/(x₂‑x₁)]，可得到浮动组件的方位角α，从而在近岸浅水区实现波浪的波向观测。

技术领域

本发明涉及波向测量技术领域，特别涉及一种基于GPS的波向测量装置和测量方法。

背景技术

能观测波向的波浪观测设备一般结构复杂、原理复杂，且比较昂贵，主要应用于深海区域的波浪观测。因近岸浅水区存在盲区和水深限制，而不适用于近岸浅水区的波浪观测。因而，目前对于近岸浅水区的波浪观测，主要利用常规技术观测涌浪，所采用的设备一般为压力式波高仪，观测结果只有波高而没有波向，无法满足包括波向参数的波浪观测需求。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种基于GPS的波向测量装置和测量方法，旨在近岸浅水区实现波浪的波向观测。

为实现上述目的，本发明提出一种基于GPS的波向测量装置，包括：

浮动组件，其包括多节前后依次设置且可浮动于海面的杆体，前后相邻的所述杆体相连，并可相对自由摆动；

第一GPS定位仪，装于浮动组件前端的所述杆体上，并随前端的所述杆体浮动；

第二GPS定位仪，装于浮动组件后端的所述杆体上，并随后端的所述杆体浮动；

锚固组件，其包括拉索以及可置于海床的定位锚，所述拉索的一端与所述定位锚相连，另一端与所述浮动组件的前端相连；以及

GPS定位信息接收终端，用于接收所述第一GPS定位仪和所述第二GPS 定位仪所处的第一位置信息P₁和第二位置信息P₂，所述第一位置信息P₁包括第一经度信息x₁和第一纬度信息y₁，所述第二位置信息P₂包括第二经度信息x₂和第二纬度信息y₂，当所述浮动组件浮动稳定时，通过计算公式α＝arctan[(y₂-y₁)/(x₂-x₁)]，可得到所述浮动组件的方位角α。

本发明还提出一种基于GPS的波向测量方法，包括步骤：

S1、将多节可浮动于海面的杆体依次可自由摆动连接形成浮动组件，在位于所述浮动组件前端的所述杆体和位于所述浮动组件后端的所述杆体上分别安装第一GPS定位仪和第二GPS定位仪，并通过拉索将所述浮动组件的前端与定位锚相连；

S2、将所述浮动组件和所述定位锚投放入海，以使定位锚下沉至海床并通过拉索拉住伸展开并浮动于海面的所述浮动组件的前端；