一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知方法、设备系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知方法、设备系统，涉及水利勘测技术领域。本发明专利技术包括，根据当前时段采样站的位置以及对应的在若干个数据类型下的水文数据计算得到当前时段监测区域内各个位置的水文危急状态；根据当前时段监测区域内各个位置的水文危急状态以及每个采样站的位置得到当前时段每个采样站的信息危急状态；根据当前时段每个采样站的信息危急状态对下一时段可用通讯资源进行分配，得到下一时段每个采样站在单位时间内上传水位数据次数作为报讯频率；将下一时段报讯频率回传至对应的采样站。本发明专利技术在有限的卫星通讯资源条件下，兼顾水文数据采样及时性和全面性。时性和全面性。时性和全面性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知方法、设备系统


[0001]本专利技术属于水利勘测
，特别是涉及一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知方法、设备系统。

技术介绍

[0002]水文感知方法和设备是水资源管理、气候变化研究和自然灾害预测的关键技术。这些设备一般部署在地表和水体中，以收集和传递水文环境参数，如水位、流速、溶解氧、pH值等。然而，传统的水文感知系统大多基于有线通信，造成安装维护困难，系统延迟高，实时性差，并且受地形环境影响大，限制了监测范围。
[0003]北斗卫星，尤其是北斗三号卫星相比较其它导航定位卫星具有数据通讯的功能，有利于进行采样站定位和水文数据的传输。但是由于卫星通讯资源有效，需要对各个采样站水文数据的报讯频率进协同控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知方法、设备系统，通过对监测区域内的水务数据进行汇总分析，在有限的卫星通讯资源条件下，兼顾水文数据采样及时性和全面性。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术公开了一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知方法，包括，获取监测区域内每个采样站的位置；获取下一时段可用通讯资源；获取当前时段多个采样站的在若干个数据类型下的水文数据；根据当前时段所述采样站的位置以及对应的在若干个数据类型下的水文数据计算得到当前时段所述监测区域内各个位置的水文危急状态；根据当前时段所述监测区域内各个位置的水文危急状态以及每个采样站的位置得到当前时段每个所述采样站的信息危急状态；根据当前时段每个所述采样站的信息危急状态对下一时段可用通讯资源进行分配，得到下一时段每个所述采样站在单位时间内上传水位数据次数作为报讯频率；将下一时段所述报讯频率回传至对应的所述采样站。
[0006]本专利技术还公开了一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知方法，包括，向服务端上传当前时段在若干个数据类型下的水文数据；接收报讯频率；在下一时段按照所述报讯频率向服务端上传下一时段在若干个数据类型下的水文数据。
[0007]本专利技术还公开了一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知方法，包括，通过卫星通讯端向服务端上传采样站在当前时段若干个数据类型下的水文数据；
获取监测区域内每个采样站的位置；获取下一时段可用通讯资源；获取当前时段多个采样站的在若干个数据类型下的水文数据；根据当前时段所述采样站的位置以及对应的在若干个数据类型下的水文数据计算得到当前时段所述监测区域内各个位置的水文危急状态；根据当前时段所述监测区域内各个位置的水文危急状态以及每个采样站的位置得到当前时段每个所述采样站的信息危急状态；根据当前时段每个所述采样站的信息危急状态对下一时段可用通讯资源进行分配，得到下一时段每个所述采样站在单位时间内上传水位数据次数作为报讯频率；将下一时段所述报讯频率回传至对应的所述采样站；接收所述报讯频率；在下一时段按照所述报讯频率向服务端上传下一时段在若干个数据类型下的水文数据。
[0008]本专利技术还公开了一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知设备系统，包括，卫星通讯端，用于在服务端和采样站之间传递数据；获取所述采样站的位置并发送至所述服务端；采样站，用于通过所述卫星通讯端向服务端上传采样站在当前时段若干个数据类型下的水文数据；服务端，用于获取监测区域内每个采样站的位置；获取下一时段可用通讯资源；获取当前时段多个采样站的在若干个数据类型下的水文数据；根据当前时段所述采样站的位置以及对应的在若干个数据类型下的水文数据计算得到当前时段所述监测区域内各个位置的水文危急状态；根据当前时段所述监测区域内各个位置的水文危急状态以及每个采样站的位置得到当前时段每个所述采样站的信息危急状态；根据当前时段每个所述采样站的信息危急状态对下一时段可用通讯资源进行分配，得到下一时段每个所述采样站在单位时间内上传水位数据次数作为报讯频率；将下一时段所述报讯频率回传至对应的所述采样站；采样站，还用于接收所述报讯频率；在下一时段按照所述报讯频率向服务端上传下一时段在若干个数据类型下的水文数据。
[0009]本专利技术通过对监测区域内的水务数据进行汇总分析，在有限的卫星通讯资源条件下，兼顾水文数据采样的及时性和全面性。首先获取监测区域内每个采样站的位置，并获取下一时段可用的通讯资源。然后获取当前时段多个采样站在若干个数据类型下的水文数据，并根据采样站位置和水文数据计算得到当前时段监测区域内各个位置的水文危急状态。之后基于水文危急状态和每个采样站的位置得到当前时段每个采样站的信息危急状态。并根据信息危急状态对下一时段可用通讯资源进行分配，确定下一时段每个采样站在单位时间内上传水位数据的次数作为报讯频率。最后将下一时段报讯频率回传至对应的采样站用于控制对应采样站的报讯频率。本专利技术综合考虑了数据采样的及时性和全面性，有
效地管理和传输水务数据。
[0010]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。
[0012]图1为本专利技术所述一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知设备系统于一实施例的功能单元和信息流向示意图；图2为本专利技术所述一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知方法于一实施例的步骤流程示意图；图3为本专利技术所述步骤S4于一实施例的步骤流程示意图；图4为本专利技术所述步骤S42于一实施例的步骤流程示意图；图5为本专利技术所述步骤S43于一实施例的步骤流程示意图；图6为本专利技术所述步骤S5于一实施例的步骤流程示意图；图7为本专利技术所述步骤S52于一实施例的步骤流程示意图；图8为本专利技术所述步骤S6于一实施例的步骤流程示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1
‑
卫星通讯端，2
‑
服务端，3
‑
采样站。
具体实施方式
[0013]下面将结合本专利技术实施例中的附图，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]为了对分布式部署的采样站上传水务数据的报讯频率进行协同控制，本专利技术提供以下方案。
[0015]请参阅图1至2所示，本专利技术提供了一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知设备系统，从硬件部署上划分可以包括用于通讯定位的卫星通讯端1、服务端2以及采样站3。卫星通讯端1用于在服务端和采样站之间传递数据，受限于功能本方案使用北斗三号卫星。
[0016]在具体实施的过程中，首先可以由卫星通讯端1执行步骤S00获取采样站3的位置并发送至服务端2。之后由采样站3执行步骤S01通过卫星通讯端向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗卫星通信的分布式水文感知方法，其特征在于，包括，获取监测区域内每个采样站的位置；获取下一时段可用通讯资源；获取当前时段多个采样站的在若干个数据类型下的水文数据；根据当前时段所述采样站的位置以及对应的在若干个数据类型下的水文数据计算得到当前时段所述监测区域内各个位置的水文危急状态；根据当前时段所述监测区域内各个位置的水文危急状态以及每个采样站的位置得到当前时段每个所述采样站的信息危急状态；根据当前时段每个所述采样站的信息危急状态对下一时段可用通讯资源进行分配得到下一时段每个所述采样站在单位时间内上传水位数据次数作为报讯频率；将下一时段所述报讯频率回传至对应的所述采样站。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前时段所述采样站的位置以及对应的在若干个数据类型下的水文数据计算得到当前时段所述监测区域内各个位置的水文危急状态的步骤，包括，根据当前时段所述采样站的位置以及对应的在若干个数据类型下的水文数据得到所述采样站的位置在单位时间内的水位增长值作为当前时段每个所述采样站所在位置对应的水位增长率；根据当前时段每个所述采样站所在位置对应的水位增长率得到当前时段监测区域内不同水务区域的面积以及对应的水位综合增长率；根据当前时段监测区域内不同水务区域的面积以及对应的水位综合增长率得到当前时段监测区域内不同水务区域的水文危急状态；根据所述监测区域内各个位置归属于不同的所述水务区域以及当前时段监测区域内不同水务区域的水文危急状态得到所述监测区域内各个位置的水文危急状态。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，服务端执行所述根据当前时段每个所述采样站所在位置对应的水位增长率得到当前时段监测区域内不同水务区域的面积以及对应的水位综合增长率的步骤，包括，在全部所述采样站对应的多个水位增长率中选取数值排行在先的若干个作为标记水位增长率；分别计算得到每个标记水位增长率与其它水位增长率的差值；根据标记水位增长率与其它水位增长率的差值将每个其它水位增长率与差值最小的标记水位增长率纳入同一个水务数据组；计算获取每个所述水务数据组的中位数作为更新后的标记水位增长率；根据更新后的标记水位增长率更新所述水务数据组；判断更新后的水务数据组是否发生变化；若否，则持续更新所述标记水位增长率和所述水务数据组；若是，则将每个所述水务数据组内水位增长率对应的所述采样站所在的区域的面积作为对应所述水务区域的面积；将每个所述水务数据组内水位增长率的中位数、平均数或众数作为对应所述水务区域的水位综合增长率。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据当前时段监测区域内不同水务区域的面积以及对应的水位综合增长率得到当前时段监测区域内不同水务区域的水文危急状态的步骤，包括，根据当前时段监测区域内不同水务区域的面积得到当前时段监测区域内不同水务区域之间面积的比值；根据当前时段监测区域内不同水务区域之间面积的比值将不同水务区域之间面积比例系数作为当前时段不同水务区域之间水文危急状态比例系数；根据当前时段不同水务区域之间水文危急状态比例系数对相应的所述水位综合增长率进行调整得到每个所述水务区域的加权水位综合增长率作为当前时段监测区域内不同水务区域的水文危急状态。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据当前时段所述监测区域内各个位置的水文危急状态以及每个采样站的位置得到当前时段每个所述采样站的信息危急状态的步骤，包括，根据当前时段监测区域内不同水务区域的加权水位综合增长率得到当前时段每个所述采样站的加权水位综合增长率；根据监测区域内每个所述采样站的位置得到每个所述采样站之间的重要性调整系数；根据每个所述采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浙梁，童增来，姚东，李歆遒，言薇，倪宪汉，徐斌，沈凯华，钱克宠，刘林海，张紫琳，刘苏，周广宇，边杨奇帅，郭海霞，
申请(专利权)人：浙江省水文管理中心，
类型：发明
国别省市：