[发明专利]一种利用卫星定位技术实现河流流速测量的应急测流仪

权利要求书

1.一种利用卫星定位技术实现河流流速测量的应急测流仪，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内置有由高精度卫星定位模块和4G实时通讯模块组成的核心模块(2)，所述壳体(1)内还设置有电源(3)、电源指示灯(4)以及分别与卫星定位模块和4G实时通讯模块连接的通讯信号指示灯(5)、定位信号指示灯(6)、定位信号天线(7)和通讯天线(8)，所述壳体(1)底部设置有配重(9)，壳体(1)顶部设置有电源开关(10)和充电口(11)；多个所述应急测流仪连接至监测系统(12)，多个应急测流仪通过4G实时通讯模块与监测系统(12)建立数据传输连接，监测系统(12)包括监测软件，用于实时显示浮球漂流的轨迹、时间、位置、流速、流向数据；所述应急测流仪的卫星定位模块和4G实时通讯模块每隔1秒采集一次应急测流仪的位置点数据，并发送到监测系统(2)，监测系统(2)收到数据后，对数据进行过滤，去除无效数据点，然后根据水流特征算法对流速和流向进行计算，并将计算出结果显示在监测软件上。

2.根据权利要求1所述的一种利用卫星定位技术实现河流流速测量的应急测流仪，其特征在于：所述壳体(1)整体采用流线型结构，其上部为拱起的球面结构，其下部设置为上大下小的圆台型结构，且下部入水部分的表面采用磨砂工艺，壳体(1)顶面设置有将电源开关(10)和充电口(11)封闭的端盖。

3.根据权利要求1所述的一种利用卫星定位技术实现河流流速测量的应急测流仪，其特征在于：所述壳体(1)采用防水材料制成，且其上部结构和下部结构的接口处采用防水工艺，防水等级为IPX5。

4.根据权利要求1所述的一种利用卫星定位技术实现河流流速测量的应急测流仪，其特征在于：所述监测软件包括电脑端软件和手机端软件，所述电脑端软件具有流速监控、轨迹查询、断面流量计算、成果查询的功能，所述手机端软件提供二维码扫码进入功能，并提供流速监控和轨迹查询功能。

5.根据权利要求1所述的一种利用卫星定位技术实现河流流速测量的应急测流仪，其特征在于：所述去除无效数据点的具体算法如下：

S1、先采集10个数据点，并对接收的数据进行逐点过滤，再进行基础过滤，并判断运动状态，包括静止状态和运动中状态；

S2、若为静止状态，则使用电子围栏；若为运动中状态，则先过滤大速度数据，再过滤加速度数据，最后过滤距离数据，距离数据包括超大距离数据以及和速度相关距离数据；

S3、对于要过滤的数据点，采用之前最近的可靠点进行替换，同时，无效次数+1；如果后面是有效点，则无效次数-1，直至无效次数归0，则认为这个点为真正可靠点，无效次数为正时，都为要被替换的点；如果遇到不定点数据或者超大速度数据、超大距离数据，则无效次数+2；如果无效次数大于等于15，则上报不定位，如果无效次数大于等于30，则认为卫星定位模块处于长时间漂移中，无效次数清0，重新采集10个点。

6.根据权利要求5所述的一种利用卫星定位技术实现河流流速测量的应急测流仪，其特征在于：步骤S2中，大速度数据、加速度数据、超大距离数据、和速度相关距离数据的过滤原则如下：

大速度数据过滤原则：超过60km/h的速度为大速度，可暗码调整最大速度；

加速度数据过滤原则：只针对加速度，理论上不超过10m/s，可暗码调整加速度；

超大距离数据过滤原则：每秒超过50m+理论漂移距离30m＝80m，则为超大距离，可暗码调整每秒距离和理论漂移距离；

和速度相关距离过滤原则：先计算基准点速度V到最大速度30km/h需要P秒，如果时间间隔T小于P秒，则和速度相关距离＝V*T+A*T*T/2+理论漂移距离30m；如果间隔时间T大于P秒，则和速度相关距离＝V*P+A*P*P/2+130*(T-P)+理论漂移距离30m；可暗码调整理论漂移距离以及最大速度和加速度。