基于GPS的波向测量装置和测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于GPS的波向测量装置和测量方法，其将多节可浮动于海面的杆体连成前端可由锚固组件拉住的浮动组件，并在浮动组件前端和后端的杆体上分别安装第一GPS定位仪和第二GPS定位仪，将前端通过拉索与定位锚连接的浮动组件伸展开放置在海面随波浪浮动，并经一定时间的浮体运动和姿态调整后，在最小势能原理驱动下，最终各节杆体的稳定运动状态会与波峰线一致，此时，根据GPS定位信息接收终端接收的关于第一GPS定位仪和第二GPS定位仪的第一位置信息P１（x１，y1）和第二位置信息P2（x2，y2），通过公式α=arctan[(y2‑y1)/(x2‑x1)]，可得到浮动组件的方位角α，从而在近岸浅水区实现波浪的波向观测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及波向测量
，特别涉及一种基于GPS的波向测量装置和测量方法。
技术介绍
能观测波向的波浪观测设备一般结构复杂、原理复杂，且比较昂贵，主要应用于深海区域的波浪观测。因近岸浅水区存在盲区和水深限制，而不适用于近岸浅水区的波浪观测。因而，目前对于近岸浅水区的波浪观测，主要利用常规技术观测涌浪，所采用的设备一般为压力式波高仪，观测结果只有波高而没有波向，无法满足包括波向参数的波浪观测需求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种基于GPS的波向测量装置和测量方法，旨在近岸浅水区实现波浪的波向观测。为实现上述目的，本专利技术提出一种基于GPS的波向测量装置，包括：浮动组件，其包括多节前后依次设置且可浮动于海面的杆体，前后相邻的所述杆体相连，并可相对自由摆动；第一GPS定位仪，装于浮动组件前端的所述杆体上，并随前端的所述杆体浮动；第二GPS定位仪，装于浮动组件后端的所述杆体上，并随后端的所述杆体浮动；锚固组件，其包括拉索以及可置于海床的定位锚，所述拉索的一端与所述定位锚相连，另一端与所述浮动组件的前端相连；以及GPS定位信息接收终端，用于接收所述第一GPS定位仪和所述第二GPS定位仪所处的第一位置信息P1和第二位置信息P2，所述第一位置信息P1包括第一经度信息x1和第一纬度信息y1，所述第二位置信息P2包括第二经度信息x2和第二纬度信息y2，当所述浮动组件浮动稳定时，通过计算公式α=arctan[(y2-y1)/(x2-x1)]，可得到所述浮动组件的方位角α。本专利技术还提出一种基于GPS的波向测量方法，包括步骤：S1、将多节可浮动于海面的杆体依次可自由摆动连接形成浮动组件，在位于所述浮动组件前端的所述杆体和位于所述浮动组件后端的所述杆体上分别安装第一GPS定位仪和第二GPS定位仪，并通过拉索将所述浮动组件的前端与定位锚相连；S2、将所述浮动组件和所述定位锚投放入海，以使定位锚下沉至海床并通过拉索拉住伸展开并浮动于海面的所述定位组件的前端；S3、待所述浮动组件在海面上经一定时间的浮体运动和姿态调整至各节所述杆体的运动状态与波浪的波峰线一致时，通过GPS定位信息接收终端接收所述第一GPS定位仪和所述第二GPS定位仪所处的第一位置信息P1和第二位置信息P2，所述第一位置信息P1包括第一经度信息x1和第一纬度信息y1，所述第二位置信息P2包括第二经度信息x2和第二纬度信息y2；S4、根据接收的所述第一位置信息P1和所述第二位置信息P2，通过计算公式α=arctan[(y2-y1)/(x2-x1)]，计算得到所述浮动组件的方位角α，进而得到波浪方向。本专利技术技术方案将可浮动于海面的杆体连成前端可由锚固组件拉住的浮动组件，并在浮动组件前端和后端的杆体上分别安装第一GPS定位仪和第二GPS定位仪，将前端通过拉索与定位锚连接的浮动组件展开放置在海面随波浪浮动，并经一定时间的浮体运动和姿态调整后，在最小势能原理驱动下，最终各节杆体的稳定运动状态会与波峰线一致，此时，根据GPS定位信息接收终端接收的关于第一GPS定位仪和第二GPS定位仪的第一位置信息P１（x１，y1）和第二位置信息P2（x2，y2），通过公式α=arctan[(y2-y1)/(x2-x1)]，可得到浮动组件的方位角α，从而得到波浪的波向，进而在近岸浅水区实现波浪的波向观测。附图说明图1为本专利技术的浮动组件和锚固组件放于海中，且浮动组件展开后的示意图；图2为图1的俯视图；图3为本专利技术的浮动组件收折后的示意图；图4为本专利技术的杆体、环扣、封装盒的装配示意图；图5为本专利技术的相邻杆体之间的连接示意图；图6为本专利技术的GPS定位信息接收终端的示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”或者“第二”等的描述，则该“第一”或者“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术提出一种基于GPS的波向测量装置。本专利技术实施例中，如图1至6所示，该基于GPS的波向测量装置，包括浮动组件1、第一GPS定位仪（未图示）、第二GPS定位仪（未图示）、锚固组件、以及GPS定位信息接收终端6。其中，所述浮动组件1包括多节前后依次设置且可浮动于海面的杆体11，前后相邻的两节所述杆体11相连，并可相对自由摆动。具体地，所述杆体的数量可根据需要而定，例如为3~50节，如图1、图3所示为10节所述杆体11依次相连的情况，每节杆体的长度同样可根据需要而定，例如每节所述杆体的长度可以为0.1~5米，优选0.5米。所述杆体11可采用轻质材料制成，例如采用橡胶、塑料或者木材等材料制成，在不影响其浮动的情况下，可以根据材料的密度制成实心或者空心的杆体，相邻的所述杆体11连接后，可相对收折（如图3所示）或者展开（如图2所示），以便于携带并减少所述浮动组件1所占用的空间。所述第一GPS定位仪装于浮动组件1前端的所述杆体11上，并随前端的所述杆体11浮动。所述第二GPS定位仪装于浮动组件1后端的所述杆体11上，并随后端的所述杆体11浮动。可以理解地，所述第一GPS定位仪和第二GPS定位仪（或称GPS定位器）一般为内置了GPS模块和移动通信模块的终端，可用于将GPS模块获得的定位数据通过移动通信模块传至所述GPS定位信息接收终端6，由于其为现有技术，并为本
的技术人员所熟知，这里不再对第一GPS定位仪和第二GPS定位仪的具体结构以及工作原理进行赘述。在本专利技术实施例中，如图1、图3所示，位于所述浮动组件1前端和后端的所述杆体11分别装有内部中空且密封的第一封装盒2和第二封装盒3，所述第一GPS定位仪和所述第二GPS定位仪分别装于所述第一封装盒2和所述第二封装盒3内，以将所述第一GPS定位仪和所述第二GPS定位仪与外部环境隔离，从而防止所述第一GPS定位仪和所述第二GPS定位仪受海水腐蚀或者与其他物体发生碰撞。可以选择地，所述第一封装盒2和所述第二封装盒3采用耐腐蚀材料制成，例如采用尼龙、聚甲醛、聚苯醚、或者聚酰亚胺等材料制成。应当说明的是，所述第一封装盒2和所述第二封装盒3所采用的材料最好应不影响第一GPS定位仪和所述第二GPS定位仪的定位信息的正常传送。所述锚固组件包括拉索5以及可置于海床的定位锚4，所述拉索5的一端与所述定位锚本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于GPS的波向测量装置，其特征在于，包括：浮动组件，其包括多节前后依次设置且可浮动于海面的杆体，前后相邻的所述杆体相连，并可相对自由摆动；第一GPS定位仪，装于所述浮动组件前端的所述杆体上，并随前端的所述杆体浮动；第二GPS定位仪，装于所述浮动组件后端的所述杆体上，并随后端的所述杆体浮动；锚固组件，其包括拉索以及可置于海床的定位锚，所述拉索的一端与所述定位锚相连，另一端与所述浮动组件的前端相连；以及GPS定位信息接收终端，用于接收所述第一GPS定位仪和所述第二GPS定位仪所处的第一位置信息P1和第二位置信息P2，所述第一位置信息P1包括第一经度信息x1和第一纬度信息y1，所述第二位置信息P2包括第二经度信息x2和第二纬度信息y2，当所述浮动组件浮动稳定时，通过计算公式α=arctan[(y2‑y1)/(x2‑x1)]，可得到所述浮动组件的方位角α。

【技术特征摘要】
1.基于GPS的波向测量装置，其特征在于，包括：浮动组件，其包括多节前后依次设置且可浮动于海面的杆体，前后相邻的所述杆体相连，并可相对自由摆动；第一GPS定位仪，装于所述浮动组件前端的所述杆体上，并随前端的所述杆体浮动；第二GPS定位仪，装于所述浮动组件后端的所述杆体上，并随后端的所述杆体浮动；锚固组件，其包括拉索以及可置于海床的定位锚，所述拉索的一端与所述定位锚相连，另一端与所述浮动组件的前端相连；以及GPS定位信息接收终端，用于接收所述第一GPS定位仪和所述第二GPS定位仪所处的第一位置信息P1和第二位置信息P2，所述第一位置信息P1包括第一经度信息x1和第一纬度信息y1，所述第二位置信息P2包括第二经度信息x2和第二纬度信息y2，当所述浮动组件浮动稳定时，通过计算公式α=arctan[(y2-y1)/(x2-x1)]，可得到所述浮动组件的方位角α。2.如权利要求1所述的基于GPS的波向测量装置，其特征在于：位于所述浮动组件前端和后端的所述杆体分别装有内部中空且密封的第一封装盒和第二封装盒，所述第一GPS定位仪和所述第二GPS定位仪分别装于所述第一封装盒和所述第二封装盒内。3.如权利要求2所述的基于GPS的波向测量装置，其特征在于：所述第一封装盒和所述第二封装盒采用耐腐蚀材料制成。4.如权利要求1所述的基于GPS的波向测量装置，其特征在于：相邻的所述杆体之间通过环扣连接，并可相对自由摆动。5.如权利要求4所述的基于GPS的波向测量装置，其特征在于：所述环扣采用耐腐蚀材料制成。6.如权利要求1所述的基于GPS的波向测量装置，其特征在于：相邻的所述杆体之间通过柔性材料制成的绳索连接，并可自由摆动。7.如权利要求1至6中任意一项所述的基于GPS的波向测量装置，其特征在于：所述GPS定位信息接收终端还用于接收所述第一GPS定位仪和所述第二GPS定位仪所处的第一方位角α1和第二方位角α2，根据所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘诚，王世俊，侯堋，王其松，彭石，叶荣辉，罗静谊，陈奕芬，
申请(专利权)人：珠江水利委员会珠江水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44