水文环境要素的无人同步实时测量技术.pdf

水文环境要素的无人同步实时测量技术 技术领域 水文测验技术领域 水文信息资料是水利工程和水环境工程等设计、建设和 营运管理所依据的根本。 将卫星遥感、云计算、移动通讯等先进技术应用于水文 信息测量也是构建 “智慧水利”重要一环。 技术背景 测量手段传统： 大多需要人工到现场实测，易受地形、 气象条件限制，部分场景存在危险； 测量工具单一： 测量工具通常较为单一，一台测量设备 仅能测量单个或少数几个水文参数，集 成度低； 测量时空限制： 除定点水文站外，无法随时到任意指定 位置处进行测量，在时间尺度和空间尺 度上均有限制。 技术原理及工作流程 6 设计可远程遥控的风力螺旋桨推进型无人船 体； 8 将水文测量传感器 （集成了水深、流速、水 5 1 温、盐度、浊度、水样采集等）搭载至该型 1 3 1 7 4 无人船上； 9 2 遥控无人船到达指定测量位置； 各传感器实测数据由控制单元解析并通过移 12 动网络实时上传至云服务器保存； 10 计算机后处理系统可联网访问云服务器实时 查看、下载、保存测量数据，并对各传感器 独特的风力螺旋桨推进型无人船1、水情信息测量 发送进一步指令； 传感器2、卫星定位及信号解析单元3、RTK基站4 各实测水文参数、无人船运动轨迹、实时所 、传感器控制单元5 、计算机后台处理系统6。船 体7、风力螺旋桨推进器8、遥控器9、供电系统10 在位置、流速校正等关键信息同步显示在计 、推进器信号接收与控制器11、防倾浮体12 算机软件界面； 通过设置GPS基站作差分定位，提高定位精 度； 设计及实物图展示 野外实测状态展示 野外实测状态展示 设计及实物图展示 野外实测状态展示 视频 技术优势 （1）具有独特设计的水上航行平台，其抗风、浪能力优良，对复杂 水流环境具有优良的适应性； （2）在水面航行时具有优良的操作性和高速性能，同时也避用传统 的船桨，杜绝了水面漂浮物和水草对船体航行的干扰； （3）使得水文作业人员无法到达的急流大浪水域变得可测，在各种 极端、复杂的条件下代替人力进行安全测量，节省人力成本，实现 水文、水环境测验数据的自动采集、远程自动传输、自动处理分析 ，能为灾害处置部门快速提供决策支持依据； （4）实现了水体中测点的大地坐标、水温、流速、流向、水深及水 质参数的同步测量； （5）测量精度高，测量成本低； 技术应用前景 应用场景： （1）单向河流水文测量 （2）内陆湖泊水文测量； （2）近海海洋环境测量； （3）海岛海洋资源的开