基于卫星通信定位的深远海电阻式降水量测量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卫星通信定位的深远海电阻式降水量测量装置及方法，测量装置包括海面漂浮载体、全球定位模块、卫星通信模块、电阻式降水量测量模块、工作锚灯、锂电池组和工作开关；电阻式降水量测量模块包括不锈钢圆筒壳体，测气温探头，及位于不锈钢圆筒壳体内部的不锈钢滤网、承水器、汇集漏斗、电加热模块、电阻水位探头、密闭储水容器、排水管、排水泵、姿态修正模块、数据运算传输模块、控制模块和测水温探头。测量方法包括：测量装置定位，降水收集，姿态修正，雨量测量，雨强测量，降水量、经纬度数据发送，数据接收存储显示。本发明专利技术的测量装置可全球任意海域布放，实时测量全球范围内、全天候、全天时的深远海雨量和雨强数据，具有海况适应性强、测量范围广、过程简便等特点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
块竖直轴线与重心竖直轴线之间的夹角，并将倾角数据传输给控制模块；
[0020]所述控制模块内置时钟，用于接收水位高度数据和倾角数据，并记录对应时刻数据， 以得到n对关于时刻、水位高度值和倾角值三者的数据对，并传输给数据运算传输模块 计算海面上雨量和雨强数据，数据运算传输模块将计算结果传输给控制模块，控制模块 控制卫星通信模块，完成雨量、雨强和经纬度数据发送。
[0021]陆地信号接收模块完成雨量、雨强和经纬度数据的接收、存储和显示工作。
[0022]优选的，所述测气温探头焊接在不锈钢圆筒壳体外侧，测气温探头与控制模块连接， 若测气温探头测得的气温低于冰点(0℃)，则控制模块间隔60分钟启动一次电加热模 块，每次加热10分钟，确保固态降水融化进入密闭储水容器。
[0023]优选的，所述电阻水位探头具有水位限位高点和水位限位低点。
[0024]优选的，所述测水温探头的感温杆选用不锈钢材质，测水温探头感温杆最低处位置 低于电阻水位探头的水位限位低点位置，排水泵抽排密闭储水容器中水体时，不影响测 水温探头测量密闭储水容器中水体水温。
[0025]优选的，所述汇集漏斗、密闭储水容器的材质均为不锈钢材质。
[0026]优选的，所述全球定位模块选用扼流圈卫星天线，具有接受频率点多、干扰小的优 点。
[0027]优选的，所述定位卫星群包括北斗定位系统和GPS定位系统，达到可发射多模式多 频率卫星定位信号。
[0028]优选的，所述海面漂浮载体、全球定位模块、卫星通信模块、电阻式降水量测量模 块、工作锚灯、锂电池组和工作开关分别独立封装，进行防雨防盐雾处理，且彼此之间 的连接线选用防雨防盐雾连接线插头，使其在海上高湿高盐雾环境中可以正常工作。
[0029]实际工作过程：基于卫星通信定位的深远海电阻式降水量测量装置在监测海域布放 时，现场手动闭合工作开关启动卫星通信模块，然后人工远程发送遥控信号，卫星通信 模块接收遥控信号，遥控信号启动测量装置其余部件，锂电池组给工作锚灯、全球定位 模块、电阻式降水量测量模块供电。锚灯闪烁，警示过往船只避免碰撞。全球定位模块 开始接收定位卫星群发射的定位信号，实现全球经纬度定位，并将定位信息传输给控制 模块。卫星通信模块实时发回经纬度、现场气温和降水量等数据。若无降水，则降水量 数据为0mm；当有降水时，电阻式降水量测量模块开始测量降水量数据。测气温探头实 时将气温数据传给控制模块，若气温数值低于冰点(0℃)，则控制模块间隔60分钟启 动一次电加热模块，每次加热10分钟，确保固态降水融化进入密闭储水容器。电阻水位 探头测量密闭储水容器内水位高度，并将水位高度数据传输给控制模块。姿态修正模块 实时测量电阻式降水量测量模块的倾角，并将测量倾角数据传输给控制模块。控制模块 内置时钟，接收水位高度数据和倾角数据，并记录对应时刻数据，以得到n对关于时刻、 水位高度值和倾角值三者的数据对，并传输给数据运算传输模块计算海面上雨量和雨强 数据，数据运算传输模块将计算结果传输给控制模块，控制模块控制卫星通信模块，完 成雨量、雨强和经纬度数据发送。陆地信号接收模块完成雨量、雨强和经纬度数据的接 收、存储和显示工作。电阻水位探头与控制模块电气连接，电阻式降水量测量模块工作 时，当水位到达电阻水位探头水位限位高点时，控制模块打开排水泵，快速抽排密闭储 水容器内水体，当水位下降到电阻水位探头水位限位低点时，控制模块关闭排水泵，电 阻式降水量测量模块又开始收集降水量，继续雨
量和雨强测量工作，抽排过程时长极短， 持续降水时也不会影响测量结果。测水温探头与控制模块电气连接，测水温探头实时测 量密闭储水容器中水体水温，并传输给控制模块，当水温接近结冰温度点时，控制模块 启动排水泵，排空密闭储水容器中的水体，防止结冰损坏密闭储水容器；如此周而复始， 电阻式降水量测量模块适用雨量和雨强范围无上限。当不再需要测量降水量数据时，人 工远程遥控暂停或终止测量工作。
[0030]一种基于卫星通信定位的深远海电阻式降水量测量方法，包括如下步骤：测量装置 定位(S1)，降水收集(S2)，姿态修正(S3)，雨量测量(S4)，雨强测量(S5)， 降水量、经纬度数据发送(S6)，数据接收存储显示(S7)；
[0031]所述测量装置定位(S1)，是指基于卫星通信定位的深远海电阻式降水量测量装置 在深远海布放时，通过现场手动方式闭合工作开关，启动卫星通信模块，然后通过人工 远程遥控的方式启动测量装置其余各模块工作，控制模块获取全球定位模块实时测量的 经纬度坐标数据的过程；
[0032]所述降水收集(S2)，是指利用电阻式降水量测量模块的内直径D1＝200mm圆筒状 承水器接收空中降落的雨、雪、冰雹等水体的过程；
[0033]所述姿态修正(S3)，是指电阻水位探头实时高频率测量密闭储水容器内水位高度 动态变化数据，并将水位高度数据传输给控制模块，倾角传感器实时测量电阻式降水量 测量模块的倾角，并将倾角数据传输给控制模块，控制模块接收水位高度数据和倾角数 据，并为数据加注时间时刻信息后，传输给数据运算传输模块的过程；
[0034]所述雨量测量(S4)，是指电阻式降水量测量模块中的数据运算传输模块，修正整 个测量装置的姿态变化，计算姿态修正后的雨量液体体积，再除以承水器横截面积得到 雨量数据，并将雨量数据传输给控制模块的过程；
[0035]所述雨强测量(S5)，是指电阻式降水量测量模块中的数据运算传输模块，分析不 同时刻的雨量数据，经运算处理得雨强数据，并将雨强数据传输给控制模块的过程；
[0036]所述降水量、经纬度数据发送(S6)，是指控制模块将S1、S4、S5中已获得的经纬 度信息和雨量及雨强数据，通过卫星通信模块实现远距离发送传输的过程；
[0037]所述数据接收存储显示(S7)，是指对S6中发送的数据，陆地信号接收模块将其接 收、存储和显示的过程。
[0038]本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0039]1、本专利技术通过设计电阻式降水量测量模块，并加配全球定位模块、卫星通信模块， 形成一种深远海降水量测量技术，可实时测量全球范围内、全天候、全天时的深远海雨 量和雨强数据，具有海况适应性强、测量范围广、过程简便、性价比高、不受海况限制 等特点。
[0040]2、本专利技术的测量装置可实现全球漂流运动，在测量降水量时，测量装置为降水量数 据自动实时加注经纬度坐标，从而可极大提升降水量数据在科学研究、气象预报等领域 的可用程度。
[0041]3、本专利技术在主体设计方面，兼顾静态和动态使用环境。本专利技术测量装置在安装和工 作时无需静止平台，尤其是在传统降水量测量仪器无法正常工作的摇摆震荡等物理姿态 变化环境时，本专利技术测量装置也能正常工作，并且与静态工作时的技术性能相比，动态 工作时技术性能不降低，满足海面瞬息万变的海况需求，并且具备加热功能，具有雪、 冻雨、冰雹等固态降水测量工作能力，设计不锈钢材质机械结构，耐腐蚀抗冲击。测量 装置各
图对本专利技术进行进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星通信定位的深远海电阻式降水量测量装置，其特征在于，包括海面漂浮载体、全球定位模块、卫星通信模块、电阻式降水量测量模块、工作锚灯、锂电池组和工作开关；所述海面漂浮载体包括不锈钢骨架和多个聚乙烯材质的球形防水浮子，各个所述球形防水浮子固定在不锈钢骨架上，且布置在不锈钢骨架的外围，使海面漂浮载体可漂浮在海面上；所述全球定位模块、卫星通信模块、工作锚灯和锂电池组安装在不锈钢骨架上，且位于不锈钢骨架的内围；所述全球定位模块用于接收定位卫星群发射的定位信号，并传输给控制模块，实现全球经纬度定位，标示降水量数据地理位置；所述卫星通信模块实现双向通信功能；用于接收人工远程遥控测量装置启动和关闭的信号，同时用于向通信卫星群发射降水量数据信号，将测量的雨量、雨强和经纬度数据实时传输给陆地信号接收模块，实现数据远距离传输；所述工作锚灯用于提示测量装置工作状态、警示海面航行经过的船舶；所述锂电池组用于为整个测量装置各部件供电；所述工作开关安装在电阻式降水量测量模块的不锈钢圆筒壳体上，用于控制卫星通信模块启动和停止工作，通过现场手动方式控制工作开关的开合；当闭合工作开关启动卫星通信模块后，通过卫星通信模块接收遥控信号，遥控信号启动或关闭测量装置其余部件；所述电阻式降水量测量模块安装在不锈钢骨架中间，包括不锈钢圆筒壳体，测气温探头，及位于不锈钢圆筒壳体内部的不锈钢滤网、承水器、汇集漏斗、电加热模块、电阻水位探头、密闭储水容器、排水管、排水泵、姿态修正模块、数据运算传输模块、控制模块和测水温探头；所述不锈钢滤网安装于不锈钢圆筒壳体内部上侧，使不锈钢滤网上方的不锈钢圆筒壳体形成所述承水器，所述承水器为圆筒状，内直径D1＝200mm；所述不锈钢滤网、汇集漏斗、密闭储水容器自上至下依次设置，所述汇集漏斗上侧圆形周边与不锈钢圆筒壳体内侧无缝焊接，汇集漏斗底部出口深入密闭储水容器内，汇集漏斗与密闭储水容器接口处无缝焊接；所述密闭储水容器为圆筒状密闭容器，内直径D2＝400mm；所述不锈钢圆筒壳体底部设有排水口，所述排水管一端置于密闭储水容器内底部，另一端与排水口连接，所述排水管与排水泵连接；所述电阻式降水量测量模块外形呈步枪子弹壳状，上部直径较小，下部直径较大，模块重心位于下部；所述测气温探头用于实时测量气温，并传输给控制模块，通过控制模块控制电加热模块启闭；所述电加热模块设置在汇集漏斗外壁上，用于加热融化固态降水；所述电阻水位探头密封内置于密闭储水容器中，紧贴密闭储水容器内壁，用于实时高频率测量密闭储水容器内水位高度动态变化数据，并将水位高度数据传输给控制模块；所述测水温探头深入密闭储水容器中，测水温探头上部与密闭储水容器接口处无缝焊接，测水温探头的感温杆最低处位置低于电阻水位探头的水位限位低点位置，用于实时测量密闭储水容器中水体水温，并传输给控制模块，当水温接近结冰温度点时，控制模块启动排水泵，排空密闭储水容器中的水体；所述姿态修正模块包含倾角传感器，所述倾角传感器安装于电阻式降水量测量模块的
几何中心位置，用于实时测量电阻式降水量测量模块的倾角，即电阻式降水量测量模块竖直轴线与重心竖直轴线之间的夹角，并将倾角数据传输给控制模块；所述控制模块内置时钟，用于接收水位高度数据和倾角数据，并记录对应时刻数据，以得到n对关于时刻、水位高度值和倾角值三者的数据对，并传输给数据运算传输模块计算海面上雨量和雨强数据，数据运算传输模块将计算结果传输给控制模块，控制模块控制卫星通信模块，完成雨量、雨强和经纬度数据发送。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾伟广，江帆，马志刚，秦鑫培，朱丽萍，于建清，
申请(专利权)人：国家海洋标准计量中心，
类型：发明
国别省市：