[发明专利]一种快速测定复杂流态下水面高程的设备及方法

权利要求书

1.一种快速测定复杂流态下水面高程的设备，其特征在于，包括无人机腹舱(1)、第一外部导线(4)、第二外部导线(5)以及配重块(16)；所述无人机腹舱(1)下方设有测量电路(3)，所述测量电路(3)包括电源(6)与电流传感器(7)；所述电源(6)一端与所述电流传感器(7)一端连接，所述电源(6)另一端通过导线接口(9)与第一保险丝(10)一端连接，所述第一保险丝(10)另一端连接有第一金属环(12)；所述电流传感器(7)另一端通过导线接口(9)与第二保险丝(11)一端连接，所述第二保险丝(11)另一端连接有第二金属环(13)；所述第一外部导线(4)穿过所述第一金属环(12)与所述配重块(16)连接，且所述第一外部导线(4)底端穿出所述配重块(16)；所述第二外部导线(5)穿过所述第二金属环(13)与所述配重块(16)连接，且所述第二外部导线(5)底端穿出所述配重块(16)；所述第一外部导线(4)与所述第二外部导线(5)均为裸露导线。

2.根据权利要求1所述的一种快速测定复杂流态下水面高程的设备，其特征在于，所述设备还包括线圈(2)，所述线圈(2)上设有第一凹槽(17)与第二凹槽(18)，所述第一凹槽(17)用于放置所述第一外部导线(4)，所述第二凹槽(18)用于放置所述第二外部导线(5)，且所述第一凹槽(17)与所述第二凹槽(18)平行设置。

3.根据权利要求2所述的一种快速测定复杂流态下水面高程的设备，其特征在于，所述无人机腹舱(1)上设有第一投放窗口(14)与第二投放窗口(15)，所述线圈(2)设置在所述无人机腹舱(1)上，所述第一外部导线(4)穿过第一投放窗口(14)、所述第一金属环(12)与所述配重块(16)连接，所述第二外部导线(5)穿过第二投放窗口(15)、所述第二金属环(13)与所述配重块(16)连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种快速测定复杂流态下水面高程的设备，其特征在于，所述导线接口(9)为插拔结构。

5.根据权利要求4所述的一种快速测定复杂流态下水面高程的设备，其特征在于，所述设备还包括滑动块(8)，所述滑动块(8)通过导线与所述电源(6)连接，且所述滑动块(8)上分别设有与第一保险丝(10)以及第二保险丝(11)相互匹配的金属条，所述滑动块(8)用于在设备对水面高程进行测量后，将所述第一保险丝(10)与所述第二保险丝(11)连接，熔断线路。

6.一种快速测定复杂流态下水面高程的方法，其特征在于，方法步骤包括：

S1：将无人机悬停在待测水面上方，打开第一投放窗口(14)与第二投放窗口(15)；

S2：将已知长度的第一外部导线(4)与所述第二外部导线(5)一次性放线完毕；

S3：调节无人机的高度，并将所述第一外部导线(4)与所述第二外部导线(5)与水面接触；

S4：通过电流传感器(7)判断电路是否有接通，若有电流值，则电路接通，同时获取无人机高程数据H₁，若无，则重复步骤S3～S4；

S5：基于无人机高程数据H₁、第一外部导线(4)长度l₂或第二外部导线长度l₁，获得水面高程t₁。

7.一种快速测定复杂流态下水面高程的方法，其特征在于，方法步骤包括：

S1：获取测量电路(3)中电流传感器电阻R₁、外部导线的电阻率ρ、横截面积S、电源(6)电压U、测量电路(3)内部导线长度h的值；

S2：将无人机悬停在待测水面上方，获取无人机高程数据H₂；

S3：向待测水面投放所述第一外部导线(4)与所述第二外部导线(5)，使得所述第一外部导线(4)与所述第二外部导线(5)均与待测水面接触；

S4：获取所述电流传感器(7)上的电流I值；

S5：基于参数电流传感器阻值R₁、电阻率ρ、横截面积S、电源(6)电压U以及电流I，获得测量电路(3)中外部导线长度为l₂；

S6：基于无人机高程数据H₂、测量电路(3)内部导线h以及外部导线长度l₂，获得水面绝对高程t₂。