绝对海面高程测量系统、测量方法及卫星高度计定标系统技术方案

本发明专利技术公开绝对海面高程测量系统、测量方法及卫星高度计定标系统，涉及绝对海面高程测量技术领域，其中，绝对海面高程测量系统包括安装支架、GNSS天线和高度测量机构，GNSS天线和高度测量机构均安装于安装支架上，安装支架用于安装于安装平台上；安装完成后，高度测量机构的中心线与待测海面垂直，高度测量机构用于测量其安装平面与待测海面之间的垂直高度；GNSS天线位于高度测量机构的上方，且高度测量机构的测量中心与GNSS天线的参考点中心位于同一垂线上，该垂线与待测海面垂直。本发明专利技术能减小安全隐患，还能够减小风浪对GNSS天线数据质量的影响，保证测量质量。保证测量质量。保证测量质量。

【技术实现步骤摘要】
绝对海面高程测量系统、测量方法及卫星高度计定标系统


[0001]本专利技术涉及绝对海面高程测量
，特别是涉及一种绝对海面高程测量系统、测量方法及卫星高度计定标系统。

技术介绍

[0002]对于卫星高度计的定标任务，现有技术设备主要包括GNSS浮标、锚系GNSS浮标等，其测量精度可以达到厘米级，卫星高度计定标结果的计算公式如下：Bias = H
alt
–
H
in
‑
situ
上述公式中，Bias代表卫星高度计定标结果，H
alt
表示卫星高度计测量的海面绝对高程，H
in
‑
situ
代表GNSS浮标或锚系GNSS浮标测量的海面绝对高程。但是目前在GNSS浮标高度计定标过程中，需首先在实验室测定浮标上GNSS天线至海面的距离；其次需将GNSS浮标或锚系GNSS浮标布放在卫星高度计的星下点，在卫星过境前后2小时内布放，在现场布放过程中，需将浮标搭载在科考船上，使用船上的A型支架或人为将GNSS浮标布放至海面。
[0003]在实验室测定浮标上GNSS天线至海面的距离与实际海上测量存在偏差，而使用GNSS浮标或锚系GNSS浮标测量海面绝对高程时，需精确测定GNSS天线至海面的距离；如图1所示，GNSS浮标或锚系GNSS浮标测量的海面绝对高程与GNSS天线至海面的距离之间的关系如下：H
in
‑
situ = H
GNSS
–
h式中，H
GNSS
为GNSS天线参考点的绝对高程值，h为GNSS天线参考点至海面的距离。
[0004]上述使用GNSS浮标或锚系GNSS浮标测量海面绝对高程的方案中存在以下缺点：1）浮标在实验室进行测量时，需要有部分浮体和仪器舱浸没在水中，实验室水体的温度、盐度等参数与卫星高度计定标位置处的海水参数差异较大，需进行温度、盐度等参数补偿，可能存在4mm~5mm的偏差，如下表所示：表1、盐度、湿度与天线高误差的关系2）实验室进行测量时，GNSS浮标无需将浮标系留在船上，且无海浪、海流等因素的影响，而在实际海上布放进行卫星高度计定标时，必须考虑系留、海浪、海流等因素对H的影响，其中，H为GNSS天线相位中心至海面的距离。
[0005]3）在使用GNSS浮标、锚系GNSS浮标进行卫星高度计定标过程中，需将浮标搭载在科考船上，使用船上的A型支架或人为将GNSS浮标布放至海面，在卫星高度计过境前后进行绝对海面高程测量；在布放过程中，存在安全隐患，导致浮标受到磕碰，影响浮标的测量精度。
[0006]4）在使用GNSS浮标、锚系GNSS浮标高度计定标过程中，浮标上GNSS天线与海面的距离较近，一般GNSS浮标距离海面高度不超过0.5m，锚系GNSS浮标约1.5m；如果海上风浪较大，则会导致GNSS天线接收到的GNSS信号失锁，从而导致现场测量数据不准确。
[0007]因此，亟需提供一种绝对海面高程测量系统、测量方法及卫星高度计定标系统，以解决现有技术中所存在的上述问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种绝对海面高程测量系统、测量方法及卫星高度计定标系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够减小安全隐患，还能够减小风浪对GNSS天线数据质量的影响，保证测量质量。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种绝对海面高程测量系统，包括安装支架、GNSS天线和高度测量机构，所述GNSS天线和所述高度测量机构均安装于所述安装支架上，所述安装支架用于安装于安装平台上；安装完成后，所述高度测量机构的中心线与待测海面垂直，所述高度测量机构用于测量其安装平面与所述待测海面之间的垂直高度；所述GNSS天线位于所述高度测量机构的上方，且所述高度测量机构的测量中心与所述GNSS天线的参考点中心位于同一垂线上，所述垂线与所述待测海面垂直。
[0010]优选的，所述高度测量机构为验潮仪。
[0011]优选的，所述验潮仪为雷达验潮仪，所述雷达验潮仪包括雷达验潮仪传感器和主壳体，所述雷达验潮仪传感器安装于所述主壳体内，所述主壳体的顶部与所述安装支架连接，所述主壳体的底部设置有开口，所述雷达验潮仪传感器的底部与所述开口平齐；其中，所述高度测量机构的测量中心为所述雷达验潮仪传感器的测量中心。
[0012]优选的，所述主壳体的顶部通过法兰与所述安装支架连接。
[0013]优选的，所述安装支架包括竖直支架，所述竖直支架上垂直安装有水平安装台，所述高度测量机构安装于所述水平安装台的下表面上，所述GNSS天线安装于所述水平安装台的上表面上。
[0014]优选的，所述水平安装台上设置有测量孔，所述测量孔与所述水平安装台的上表面垂直，并贯穿所述水平安装台。
[0015]优选的，所述绝对海面高程测量系统还包括控制系统，所述控制系统包括数据集成模块和控制器，所述数据集成模块还与所述控制器连接；所述GNSS天线以及所述高度测量机构均与所述数据集成模块连接；或者，所述GNSS天线连接有GNSS接收机，所述GNSS接收机以及所述高度测量机构均与所述数据集成模块连接。
[0016]优选的，所述安装平台为移动平台或堤坝。
[0017]本专利技术还提供一种绝对海面高程测量方法，采用上述的绝对海面高程测量系统，包括以下步骤：
通过所述GNSS天线测量其参考点的绝对高程值，通过所述高度测量机构测量其安装平面到待测海面的垂直高度，测量所述GNSS天线的参考点到所述高度测量机构的安装平面的垂直高度；计算所述待测海面的绝对海面高程。
[0018]本专利技术还提供一种卫星高度计定标系统，包括卫星高度计以及上述的绝对海面高程测量系统。
[0019]本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：本专利技术将GNSS天线和高度测量机构集成于一安装支架上，该安装支架可以安装于安装平台上，通过高度测量机构能够直接测得其安装平面到待测海面的垂直高度，并通过测量GNSS天线的参考点到高度测量机构的安装平面的垂直高度，就能够得到GNSS天线参考点至海面的距离；无需与水体接触，相对于现有技术避免了在实验室测定浮标上GNSS天线至海面的距离时所存在的偏差。
[0020]而且，安装支架可以直接安装于安装平台上，无须再人为将GNSS浮标、锚系GNSS浮标布放到海面上，提高安全性。
[0021]进一步地，本专利技术中GNSS天线和高度测量机构通过安装支架可以安装在较高位置，避免海面风浪对GNSS天线数据质量的影响，不会导致数据失锁，数据连续性较好。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为现有技术中GNSS天线至海面的距离示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绝对海面高程测量系统，其特征在于：包括安装支架、GNSS天线和高度测量机构，所述GNSS天线和所述高度测量机构均安装于所述安装支架上；所述安装支架用于安装于安装平台上；安装完成后，所述高度测量机构的中心线与待测海面垂直，所述高度测量机构用于测量其安装平面与所述待测海面之间的垂直高度；所述GNSS天线位于所述高度测量机构的上方，且所述高度测量机构的测量中心与所述GNSS天线的参考点中心位于同一垂线上，所述垂线与所述待测海面垂直。2.根据权利要求1所述的绝对海面高程测量系统，其特征在于：所述高度测量机构为验潮仪。3.根据权利要求2所述的绝对海面高程测量系统，其特征在于：所述验潮仪为雷达验潮仪，所述雷达验潮仪包括雷达验潮仪传感器和主壳体，所述雷达验潮仪传感器安装于所述主壳体内，所述主壳体的顶部与所述安装支架连接，所述主壳体的底部设置有开口，所述雷达验潮仪传感器的底部与所述开口平齐；其中，所述高度测量机构的测量中心为所述雷达验潮仪传感器的测量中心。4.根据权利要求3所述的绝对海面高程测量系统，其特征在于：所述主壳体的顶部通过法兰与所述安装支架连接。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的绝对海面高程测量系统，其特征在于：所述安装支架包括竖直支架，所述竖直支架上垂直安装有水平安装台，所述高度测量机构安装于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟万林，朱建华，郭海，王贺，闫龙浩，
申请(专利权)人：国家海洋技术中心，
类型：发明
国别省市：