一种基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署装置及方法，涉及水下姿态监测领域，该装置包括：姿态传感器和信号接收机；信号接收机设置在船舶甲板上；姿态传感器固定在坐底式ADCP的支架上；姿态传感器包括三维电子罗盘、水密盒和通信模块，三维电子罗盘安装在水密盒中；三维电子罗盘用于实时输出坐底式ADCP的支架的姿态数据，姿态数据至少包括翻滚角、俯仰角、方位角；通信模块用于将姿态数据发送至信号接收机。解决了坐底式ADCP在部署过程中在海底的倾斜角度过大或者侧翻导致测量结果误差较大或无效的问题，在部署过程中实时监控坐底式ADCP的支架的倾斜程度，避免出现倾斜角度过大或侧翻的情况。

A Base-mounted ADCP Deployment Device and Method Based on Attitude Monitoring System

The invention discloses a seated ADCP deployment device and method based on an attitude monitoring system, which relates to the underwater attitude monitoring field. The device includes: an attitude sensor and a signal receiver; a signal receiver is installed on a ship deck; an attitude sensor is fixed on a seated ADCP support; and an attitude sensor includes three-dimensional electricity. Sub-compass, water-tight box and communication module, three-dimensional electronic compass is installed in water-tight box; three-dimensional electronic compass is used to output real-time attitude data of seated ADCP support, including roll angle, pitch angle and azimuth angle; communication module is used to send attitude data to signal receiver. It solves the problem that the inclination angle of the seabed ADCP is too large or the rollover results in large or invalid measurement errors in the process of deployment. In the process of deployment, the inclination degree of the seabed ADCP support is monitored in real time to avoid the situation that the inclination angle is too large or rollover.

【技术实现步骤摘要】
一种基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署装置及方法
本专利技术涉及水下姿态监测领域，尤其是一种基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署装置及方法。
技术介绍
声学多普勒流速剖面仪(英文：AcousticDopplerCurrentProfilers，简称：ADCP)是一种利用声学多普勒效应测量水流剖面流速的仪器。ADCP包括一种自容式ADCP，自容式ADCP安装在水底，由固定的坐底式支架支撑固定，这种坐底式支架固定的安装方式是一种比较常用且可靠的安装方式，坐底式ADCP本身不易晃动，能够保证数据测量的准确性，且不易受外界自然条件的影响，部署之后不需要进行短期检测和维护。然而在实际部署过程中，由于复杂的海底地形和海流等水下不可控因素的影响，或者由于部署过程中的不恰当操作，坐底式ADCP的支架可能不具有平稳的坐姿，若坐底支架在海底的倾斜角度过大或者侧翻，固定在坐底式支架上的ADCP的测量结果则会出现较大的误差，甚至导致测量的数据无效。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题及技术需求，提出了一种基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署装置及方法。本专利技术的技术方案如下：第一方面，提供了一种基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署装置，所述装置包括：姿态传感器和信号接收机；所述信号接收机设置在船舶甲板上；所述姿态传感器固定在坐底式ADCP的支架上；所述姿态传感器包括三维电子罗盘、水密盒和通信模块，所述三维电子罗盘安装在所述水密盒中；所述三维电子罗盘用于实时输出所述坐底式ADCP的支架的姿态数据，所述姿态数据至少包括翻滚角、俯仰角、方位角；所述通信模块用于将所述姿态数据发送至所述信号接收机。其进一步的技术方案为：所述通信模块包括电缆和水声通信机。其进一步的技术方案为：所述装置还包括传感器底座和缆绳；所述水密盒上设有栓绳孔；所述传感器底座通过胶带缠绕固定在所述坐底式ADCP的平衡支架上端，所述水密盒固定在所述传感器底座上；所述缆绳栓在所述水密盒上的栓绳孔处，所述缆绳和所述电缆通过扎带捆绑，所述缆绳的长度小于所述电缆的长度。第二方面，提供了一种基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署方法，应用于如第一方面所述的装置中，所述方法包括：在船舷一侧依次设置第一控制点、第二控制点、第三控制点，在船舶甲板上设置第四控制点；在所述第一控制点、所述第二控制点和所述第三控制点处分别挂一根缆绳，将三根缆绳与所述坐底式ADCP的支架的最上层圆环相接，穿过圆环进行固定；将所述信号接收机放置在所述第四控制点处，在所述第四控制点处挂一根缆绳，将缆绳与所述姿态传感器相接，对所述电缆进行固定；在所述姿态传感器接通电源后，通过所述通信模块与船舶甲板上的所述信号接收机建立连接；记录所述信号接收机接收到的姿态数据的初始值；利用起吊装置吊起固定有所述姿态传感器的坐底式ADCP；同时释放所述第一控制点、所述第二控制点和所述第三控制点处的缆绳，将所述坐底式ADCP放入水中；在部署过程中，将所述信号接收机实时接收到的姿态数据的当前值与初始值进行比较，确定所述坐底式ADCP的支架的倾斜程度；当所述倾斜程度超过预定阈值时，通过所述第三控制点的缆绳拉起支架，调整所述坐底式ADCP的支架的倾斜程度。本专利技术的有益技术效果是：通过在坐底式ADCP的支架上固定姿态传感器，通过通信模块将姿态传感器监测到的数据实时传输至船舶甲板上的信号接收机，使得在部署过程中，技术人员可以根据信号接收机接收到的数据判断坐底式ADCP的支架的倾斜程度，在倾斜程度超过预定阈值时，通过缆绳拉起支架可以调整支架的倾斜程度，避免了坐底式ADCP的支架在海底着陆时倾斜角度过大或侧翻的情况，保证了坐底式ADCP的姿态偏角在可控范围内，从而保证测量结果的有效。附图说明图1是本专利技术一个实施例提供的基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署装置的结构示意图。图2是本专利技术一个实施例提供的基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署方法的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。图1是本专利技术一个实施例提供的基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括姿态传感器10和信号接收机20。信号接收机20设置在船舶甲板上，姿态传感器10固定在坐底式ADCP的支架上。姿态传感器10包括三维电子罗盘11、水密盒12和通信模块13，三维电子罗盘11安装在水密盒12中。三维电子罗盘11用于实时输出坐底式ADCP的支架的姿态数据，其中，姿态数据至少包括翻滚角、俯仰角、方位角。操作人员根据方位角判断支架的朝向，根据翻滚角和俯仰角判断支架的倾斜状态。通信模块13用于将姿态数据发送至信号接收机20。可选的，通信模块13包括电缆和水声通信机。电缆为有线方式，水声通信机所使用的水声通信方式为无线方式。姿态传感器10监测到的姿态数据可以通过有线方式或无线方式发送给船舶上的信号接收机20。可选的，该装置还包括传感器底座和缆绳，水密盒12上设有栓绳孔。在部署之前，需要将姿态传感器10固定在坐底式ADCP的支架上，以监测支架的姿态。传感器底座通过胶带缠绕固定在坐底式ADCP的平衡支架上端，水密盒12固定在传感器底座上。缆绳拴在水密盒12的栓绳孔处，缆绳和电缆通过扎带捆绑，缆绳的长度小于电缆的长度。将缆绳的长度设置的略小于电缆的长度，使得缆绳成为主受力物。可选的，本专利技术实施例还提供了一种基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署方法，船舶在到达部署位置后，船舶应当顺着海流方向进行抛锚，抛锚完成后开始执行部署方法，结合参考图2，该方法可以包括以下步骤：第一步，在船舷一侧依次设置第一控制点1、第二控制点2、第三控制点3，在船舶甲板上设置第四控制点4。第一控制点1、第二控制点2、第三控制点3是坐底式ADCP的支架部署过程中的主受力点。第二步，在第一控制点1、第二控制点2和第三控制点3处分别挂一根缆绳，将三根缆绳与坐底式ADCP的支架的最上层圆环相接，穿过圆环进行固定。第一控制点1处的缆绳负责锚链的布放，第二控制点2处的缆绳负责坐底式ADCP主体的布放，第三控制点3处的缆绳起平衡作用。可选的，第三控制点3处的缆绳绕过支架，可以回收。第三步，将信号接收机放置在第四控制点4处，在第四控制点4处挂一根缆绳，将缆绳与姿态传感器10相接，对电缆进行固定。第四控制点4处的缆绳负责姿态传感器10的布放。第四步，在姿态传感器10接通电源后，通过通信模块13与船舶甲板上的信号接收机20建立连接。姿态传感器10接通电源后，连接好串口，设置好波特率后，姿态传感器10将监测的数据实时传输给信号接收机20。可选的，波特率设置为9600。第五步，记录信号接收机20接收到的姿态数据的初始值。示例性的，信号接收机20接收到的姿态数据为：$C76.6P3.0R-1.3*77，C后面的数据是方位角，P后面的数据是俯仰角，R后面的数据是翻滚角，则该数据的含义是：方位角为76.6度，俯仰角为3.0度，翻滚角为-1.3度。通过记录初始值，在部署过程中可以通过观察数据变化，判断坐底式ADCP的支架是否旋转。第六步，利用起吊装置吊起固定有姿态传感器10的坐底式ADCP。第七步，同时释放第一控制点1、第二控制点2和第三控制点3处的缆绳，将坐底式ADCP放入水中。三个受力点可以保证坐底式A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署装置，其特征在于，所述装置包括：姿态传感器和信号接收机；所述信号接收机设置在船舶甲板上；所述姿态传感器固定在坐底式ADCP的支架上；所述姿态传感器包括三维电子罗盘、水密盒和通信模块，所述三维电子罗盘安装在所述水密盒中；所述三维电子罗盘用于实时输出所述坐底式ADCP的支架的姿态数据，所述姿态数据至少包括翻滚角、俯仰角、方位角；所述通信模块用于将所述姿态数据发送至所述信号接收机。

【技术特征摘要】
1.一种基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署装置，其特征在于，所述装置包括：姿态传感器和信号接收机；所述信号接收机设置在船舶甲板上；所述姿态传感器固定在坐底式ADCP的支架上；所述姿态传感器包括三维电子罗盘、水密盒和通信模块，所述三维电子罗盘安装在所述水密盒中；所述三维电子罗盘用于实时输出所述坐底式ADCP的支架的姿态数据，所述姿态数据至少包括翻滚角、俯仰角、方位角；所述通信模块用于将所述姿态数据发送至所述信号接收机。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通信模块包括电缆和水声通信机。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括传感器底座和缆绳；所述水密盒上设有栓绳孔；所述传感器底座通过胶带缠绕固定在所述坐底式ADCP的平衡支架上端，所述水密盒固定在所述传感器底座上；所述缆绳栓在所述水密盒上的栓绳孔处，所述缆绳和所述电缆通过扎带捆绑，所述缆绳的长度小于所述电缆的长度。4.一种基于姿态监测系统的坐底式ADCP部署方法，其特征在于，应用于如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文炜，孙泽，蔡志文，刘小龙，顾学康，田超，恽秋琴，张海华，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32