[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

说明书

本发明属于电子和信息技术领域，具体公开了一种利用卫星定位技术实现河流流速测量的应急测流仪，包括壳体，壳体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；多个应急测流仪通过4G实时通讯模块与监测系统建立数据传输连接，监测系统包括监测软件，用于实时显示浮球漂流的轨迹、时间、位置、流速、流向数据；测流浮标的卫星定位模块和4G实时通讯模块每隔1秒采集一次测流浮标的位置点数据，监测系统收到数据后，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。利用流速的优化计算算法使得到的流速、流向数据的精度更高。

技术领域

本发明涉及电子和信息技术领域，进一步为水文测量领域，具体为一种利用卫星定位技术实现河流流速测量的应急测流仪。

背景技术

目前水文上流速的测量方法主要有浮标法和流速仪法。

浮标法是一种粗略测量流速的简易方法。传统浮标法测量时，取一段较规则，长度不小于10m，无弯曲，有一定液面高度的河床，测其平均宽度及水面高度，取一漂浮物，放人流动河水上游的中央，在无外力的影响下(如风、漂浮物阻塞等)，使漂浮物流经被测距离，记录流过时间。重复数次，取平均值。传统浮标法测流可以应用与多种复杂的测流环境，但是人为因素干预过高，系统误差相对较大。

流速仪法按照测量原理分为旋桨式流速仪、电磁式流速仪、超声波流速测算仪，精度相对与传统浮标法要高，适用于测流环境比较好的情况，当发生大水或者水体较为复杂时，会发生较大的系统偏差。

目前市场已存在利用卫星定位技术实现流速测量的设备，主要存在以下问题：

(1)在浮标外形设计上，没有针对河流水体特点进行设计，造成浮标与水体移动形成偏差；

(2)在防水设计上，防水级别不够，有可能出现漏水和渗水现象，会损坏浮标内部的电子设备；

(3)浮标在河流中漂浮运动时，由于卫星定位的定位偏差和水体扰动干扰，直接计算会带来流速上的偏差，目前没有系统对其专门处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用卫星定位技术实现河流流速测量的应急测流仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用卫星定位技术实现河流流速测量的应急测流仪，包括壳体，所述壳体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，所述壳体内还设置有电源、电源指示灯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、定位信号指示灯、定位信号天线和通讯天线，所述壳体底部设置有配重，壳体顶部设置有电源开关和充电口；多个所述应急测流仪连接至监测系统，多个应急测流仪通过4G实时通讯模块与监测系统建立数据传输连接，监测系统包括监测软件，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，监测系统收到数据后，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。

优选的，所述壳体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，壳体顶面设置有将电源开关和充电口封闭的端盖。

优选的，所述壳体采用防水材料制成，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。

优选的，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。

优选的，所述去除无效数据点的具体算法如下：