【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及声道参数计算，尤其是涉及一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法。
技术介绍
1、明渠测流是指对明渠内的水体流量进行测量和监测，通过明渠测流可对水资源进行管理，对明渠内的水流量进行监测等优点。
2、在明渠测流的应用中，每个声道两端的换能器安装在河道的两岸；为减小不确定性，换能器之间连线同水流方向的夹角应成一定的夹角（范围一般为35°~70°）。
3、其中，在超声测流系统中，每一条单独的传播声道均以一定的角度与代表该高程上平均流向线相交，相交的角度是流速计算的关键参数之一。此外，声道的长度是流速计算的另一关键参数。
4、目前该领域中，一般假设水平均流向线平行于河岸线，但弯曲或两侧不对称的河道中，难以存在两条平行的河岸线，所以假设的平均流向偏差会导致声道角度计算的不准确，该角度的误差会在流速及流量的计算过程中被放大，进而导致测量出的流速误差较大。
技术实现思路
1、为了提高计算声道角度的准确性，本申请提供一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法。
2、第一方面，本申请提供一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，采用如下的技术方案：
3、一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，包括如下步骤：
4、获取目标河道的地势形态数据，地势形态数据包括河道的地形、高度；
5、根据获取的所述地势形态数据，建立河道的三维坐标系；
6、在建立的所述河道的三维坐标系中，确定换能器的位置；
7、利用换能器位置的三维坐标值，计算声波在河道中传播的声道长度；
8、获取若干河岸与水面交接点的三维坐标值；
9、利用所述换能器位置的三维坐标值和若干所述河岸与水面交接点的三维坐标值，计算声波在河道中传播的声道角度；
10、利用计算得到的所述声道长度及所述声道角度求解目标河道的水流速度。
11、通过采用上述技术方案，利用若干河岸与水面交接点的三维坐标值计算出的声道长度，利用换能器位置的坐标值及若干所述河岸与水面交接点的三维坐标值计算声道角度，通过利用声道长度及声道角度求解出的水流速度较为准确，误差较小。
12、可选的，所述获取目标河道的地势形态数据步骤中，利用gis技术获取所述目标河道的地势形态数据，包括河道的宽度、深度及弯曲程度。
13、通过采用上述技术方案，利用gis技术将河道地形数据进行获取及整合，使研究人员和工程师能够直观地了解河道的地形特点。
14、可选的，所述建立河道的三维坐标系的步骤中，以河道中心线为x轴，垂直于河道的平面为y轴，垂直于河道的垂线为z轴。
15、通过采用上述技术方案，通过建立河道的三维坐标系，进而便于后续对换能器及若干所述河岸与水面交接点的坐标值进行确定。
16、可选的，所述确定换能器的位置步骤中，利用rtk测量并采集同一声道上两个换能器的三维坐标值。
17、通过采用上述技术方案，利用rtk技术可获取高精度的位置信息，其精度较高，可准确的获取换能器的位置，且获取的效率较高。
18、可选的，所述计算声波在河道中传播的声道长度步骤中，利用两个换能器的三维坐标得到连接两点的向量一，求解向量一的模得到所述声道长度。
19、通过采用上述技术方案，能够准确地计算出声道长度，和传统方法相比误差较小。
20、可选的，求解所述声道长度的步骤中，利用rtk设备采集两只换能器的三维坐标为：
21、，进而求得向量一为：
22、，得出的声道长度：
23、其中，l为声道长度。
24、通过采用上述技术方案，利用两只换能器的三维坐标计算两点之间距离，其具有准确性、灵活性、可重复性、高效性等优势。
25、可选的，所述计算声波在河道中传播的声道角度步骤中，在利用rtk测量并采集河岸与水面交接曲线上多个点位的三维坐标值，其中i=1...n，(n≥50)，根据若干所述点位的三维坐标值拟合出虚拟水流方向的直线方程：
26、其中：
27、在所述直线方程上任意取两点，根据坐标值得到连接两点的向量二：
28、。
29、通过采用上述技术方案，通过采集多个点位的三维坐标值并拟合出虚拟水流方向的直线方程，能够更准确地反映水流的方向。避免单一测量点的误差，以提高后续测量结果的精确性。
30、可选的，所述计算声波在河道中传播的声道角度步骤中，求解向量一与向量二间的夹角得到所述声道角度：
31、，其中，为声道角度。
32、通过采用上述技术方案，向量一和向量二都是基于精确的三维坐标计算得出的，因此，利用向量一和向量二的夹角来求解角度能够获得更高的准确性，相比于传统方法误差较小，精确度较高。
33、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
34、利用若干河岸与水面交接点的三维坐标值计算出的声道长度，利用换能器位置的坐标值及若干所述河岸与水面交接点的三维坐标值计算声道角度，通过利用声道长度及声道角度求解出的水流速度较为准确，误差较小；
35、通过采集多个点位的三维坐标值并拟合出虚拟水流方向的直线方程，能够更准确地反映水流的方向。避免单一测量点的误差，以提高后续测量结果的精确性；
36、向量一和向量二都是基于精确的三维坐标计算得出的，因此，利用向量一和向量二的夹角来求解角度能够获得更高的准确性，相比于传统方法误差较小，精确度较高。
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1.一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，其特征在于：所述获取目标河道的地势形态数据步骤中，利用GIS技术获取所述目标河道的地势形态数据，包括河道的宽度、深度及弯曲程度。
3.根据权利要求1所述的一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，其特征在于：所述建立河道的三维坐标系的步骤中，以河道中心线为X轴，垂直于河道的平面为Y轴，垂直于河道的垂线为Z轴。
4.根据权利要求1所述的一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，所述确定换能器的位置步骤中，利用RTK测量并采集同一声道上两个换能器的三维坐标值。
5.根据权利要求4所述的一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，其特征在于：所述计算声波在河道中传播的声道长度步骤中，利用两个换能器的三维坐标得到连接两点的向量一，求解向量一的模得到所述声道长度。
6.根据权利要求5所述的一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，其特征在于：计算所述声波在河道中传播的声道长度的步骤中
7.根据权利要求6所述的一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，其特征在于：所述计算声波在河道中传播的声道角度步骤中，在利用RTK测量并采集河岸与水面交接曲线上多个点位的三维坐标值，其中i=1...n，(n≥50)，根据若干所述点位的三维坐标值拟合出虚拟水流方向的直线方程：
8.根据权利要求7所述的一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，其特征在于：所述计算声波在河道中传播的声道角度步骤中，求解向量一与向量二间的夹角得到所述声道角度：
...【技术特征摘要】
1.一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，其特征在于：所述获取目标河道的地势形态数据步骤中，利用gis技术获取所述目标河道的地势形态数据，包括河道的宽度、深度及弯曲程度。
3.根据权利要求1所述的一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，其特征在于：所述建立河道的三维坐标系的步骤中，以河道中心线为x轴，垂直于河道的平面为y轴，垂直于河道的垂线为z轴。
4.根据权利要求1所述的一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，所述确定换能器的位置步骤中，利用rtk测量并采集同一声道上两个换能器的三维坐标值。
5.根据权利要求4所述的一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法，其特征在于：所述计算声波在河道...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓光，冷吉强，王记军，徐东波，
申请(专利权)人：青岛清万水技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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