[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

说明书

本发明公开了一种快速测定复杂流态下水面高程的设备及方法，通过在无人机腹舱处设置的测量电路及线圈等部件，并将第一外部导线以及第二外部导线缠绕在线圈上，分别通过第一金属环以及第二金属环与测量电路连接，在无人机操作信号下，同时对第一外部导线以及第二外部导线进行投放，并使之接触水面形成通电回路，并根据所形成回路中的电流大小，换算得到相应的导线长度，并结合无人机自身定位系统测得的高程，计算得到待测点水面高程。本发明的有益效果为消除了为进行水面测量需作业人员抵达现场的重大安全风险；弥补了传统无人机航测在夜间、雨雾、强光等天气条件下不能实施的不足。

技术领域

本发明涉及无人机测距技术领域，尤其涉及一种快速测定复杂流态下水面高程的设备及方法。

背景技术

传统测绘采用人力，利用携带的全站仪、GPS等设备进行坐标及高程测量，但是在采用传统的测绘方法当中，存在以下不足：对河水面、湖水面高程，一般在湖岸进行近似测量，但针对突发的、灾害发生地点偏僻的山洪、泥石流、堰塞湖等应急救灾中，附近无测量控制网点，无法进行准确测量，同时一般难以在第一时间抵达灾害体上并进行测量，时效性差；人工测量水边线一般适合河流坡降小、水流状态相对稳定的河面及湖面，在山洪、泥石流、堰塞湖等高风险地质灾害体周围作业，水体流态复杂，水面高程在时间和空间上变化巨大，一般一次测量需获得一组数个水面高程数值。同时作业安全风险高，测量人员甚至难以到达水边；无人机航测在进行空三处理时，针对表面光滑、反射强、纹理单一或形态变化的对象，如玻璃、静止水面、单色块、湍急的河流等对象，一般空三效果差，不能形成有效的点云数据；或空三运算失败，无法获取点云数据。即使可以生成部分水面纹理，也需进行内业处理后才能得到结果，时效性较差，同时空三效果不佳即代表测量精度无法保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速测定复杂流态下水面高程的设备及方法，通过在无人机腹舱下方设置测量电路，并将测量电路分别与第一外部导线以及第二外部导线与水面接触形成电流回路，并通过回路中的电流大小来测量水面高程，实现对任意流态的水面高程进行测量。

本发明通过下述技术方案实现：

一种快速测定复杂流态下水面高程的设备，包括无人机腹舱、第一外部导线、第二外部导线以及配重块；所述无人机腹舱下方设有测量电路，所述测量电路包括电源与电流传感器；所述电源一端与所述电流传感器一端连接，所述电源另一端通过导线接口与第一保险丝一端连接，所述第一保险丝另一端连接有第一金属环；所述电流传感器另一端通过导线接口与第二保险丝一端连接，所述第二保险丝另一端连接有第二金属环；所述第一外部导线穿过所述第一金属环与所述配重块连接，且所述第一外部导线底端穿出所述配重块；所述第二外部导线穿过所述第二金属环与所述配重块连接，且所述第二外部导线底端穿出所述配重块；所述第一外部导线与所述第二外部导线均为裸露导线。

优选地，所述设备还包括线圈，所述线圈上设有第一凹槽与第二凹槽，所述第一凹槽用于放置所述第一外部导线，所述第二凹槽用于放置所述第二外部导线，且所述第一凹槽与所述第二凹槽平行设置。

将第一外部导线以及第二外部导线分别缠绕在线圈上，有助于对第一外部导线以及第二外部导线进行集中收集以及放线，且缠绕在第一凹槽与第二凹槽上的外部导线互不连接，保证第一外导线与第二外部导线互不接触。

第一外部导线与第二外部导线均选用高阻值导线，其阻值与电流传感器阻值数量级一致，其目的是计算时误差小。

优选地，所述无人机腹舱上设有第一投放窗口与第二投放窗口，所述线圈设置在所述无人机腹舱上，所述第一外部导线穿过第一投放窗口、所述第一金属环与所述配重块连接，所述第二外部导线穿过第二投放窗口、所述第二金属环与所述配重块连接。

正常状态下第一投放窗口与第二投放窗口将导线卡住，使之固定，当通过指令进行投放操作时，无人机腹舱上的两个投放窗口打开，导线在配重块重力作用下呈自由落体状态下放，直至接触水面。

优选地，所述导线接头为插拔结构。