一种实时潮位的检测系统及检测方法与流程

本发明涉及潮位数据检测技术领域，特别涉及一种实时潮位的检测系统及检测方法。

背景技术：

潮位是海上施工中不可或缺的重要施工参数，当前海上获取潮位的方式主要还是依靠潮汐表获取推算潮位，潮位的准确性较低，对海洋工程的精密施工有不利影响。随着海洋工程施工的精度要求日益提高，对实时潮位的需求也日益强烈。当前实时获取实时潮位的主要途径是依靠高频无线电传输潮位数据，此方法存在以下弊端:一是传输距离有限，一般距离潮位站不能超过20公里，否则就无法收到高频信号；二是潮位改正仍然是单站改正，且需要人工判断选择哪一个潮站，改正后的潮位数据精度不高，另外，得到的潮位数据没有进行网格化显示，不便于施工人员获取当前时刻施工区域内的潮位数据。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种实时潮位的检测系统及检测方法，本发明的目的之一在于解决现有潮位获取距离短、潮位改正方式单一，得到的潮位数据精度不高，进而导致海洋工程施工的精度降低的问题；本发明的另一目的在于将得到的潮位值进行网格化显示，实现便于直接获取当前时刻的施工地点的潮位值的目的。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种实时潮位的检测方法，包括：对实时接收到的北斗卫星发送的潮位数据进行解析，得到各个远程潮位站的地理位置信息和潮位信息；获取施工船舶的地理位置信息并以当前的施工船舶的地理位置为中心将施工区域划分为预设形状区域，将所述预设形状区域内等分为多个网格，得到各个网格点的地理坐标；根据所述各个网格点的地理坐标和各个远程潮位站的地理位置信息和潮位信息获得各个网格点的潮位值。

进一步的，所述预设形状区域为以当前的施工船舶的地理位置为中心将施工区域划分为x公里长、x公里宽的正方形区域，其中，x取值范围为5公里～10公里；将所述正方形区域内等分为n行n列的网格，其中，n取值范围为5～10，单个网格的长度范围为1公里～2公里。

进一步的，还包括：对各个网格点的潮位值进行网格化显示。

进一步的，所述获得各个网格点的潮位值采用三站改正潮位值的修正方法、双站改正潮位值的修正方法或单站改正潮位值的修正方法得到。

进一步的，当所需施工地点所位于的网格点在距离最近的三个远程潮位站组成的三角形内部时，则所需施工地点所位于的网格点的潮位值通过所述三站改正潮位值的修正方法得到；所述所需施工地点所位于的网格点在当前时刻的潮位值hp采用如下公式计算：

式中，d1、d2、d3分别为施工船舶至三个远程潮位站的距离，ha、hb、hc分别为当前时刻三个远程潮位站所测得的潮位值。

进一步的，当所需施工地点所位于的网格点和各个远程潮位站的位置关系不满足三站改正潮位值的修正条件时，则所述所需施工地点所位于的网格点的潮位值通过所述双站改正潮位值的修正方法得到；所述双站改正潮位值的修正方法包括：所述所需施工地点所位于的网格点向距离最近的两个远程潮位站的连线做垂足，垂足点在所述两个远程潮位站点之间，所述所需施工地点所位于的网格点在当前时刻的潮位值hp采用如下公式计算：

式中，d4、d5分别为施工船舶到两个远程潮位站连线的垂足至两个远程潮位站的距离，h1、h2分别为当前时刻两个远程潮位站在当前时刻所测得的潮位值。

进一步的，当所需施工地点所位于的网格点距某一远程潮位站的平面距离不超过5000米时，采用单站改正潮位值的修正方法得到所述所需施工地点所位于的网格点在当前时刻的潮位值。

另一方面，一种实时潮位的检测系统，包括：设置在施工船舶上的船载北斗终端接收机、以及数据处理器；每个所述远程潮位站用于实时采集潮位数据并向北斗卫星发送，所述北斗卫星将其接收到的所述潮位数据向所述船载北斗终端接收机发送，所述船载北斗终端接收机接收所述潮位数据并向所述数据处理器发送，所述数据处理器对所述潮位数据进行解析处理得到当前施工地点的实时潮位值。

进一步的，所述数据处理器对所述潮位数据进行处理得到施工地点的潮位值包括：所述数据处理器获取施工船舶的地理位置信息并以当前的施工船舶的地理位置为中心将施工区域划分为预设形状区域，将所述预设形状区域内等分为多个网格，得到各个网格点的地理坐标。

进一步的，所述数据处理器采用三站改正潮位值的修正方法、双站改正潮位值的修正方法或单站改正潮位值的修正方法得到当前时刻所述施工区域的各个网格点的潮位值。

进一步的，所述检测系统还包括：数据显示器，其用于将所述数据处理器获得的所述施工区域的各个网格点的潮位值进行显示。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明通过北斗卫星作为中转站对潮位数据进行传输，解决了现有技术中采用无线电传输方式传输距离短的问题，且拓展了疏浚施工作业的区域。通过以当前的施工船舶的地理位置为中心将施工区域划分为预设形状区域，将所述预设形状区域内等分为多个网格，得到各个网格点的地理坐标，并根据所述各个网格点的地理坐标和各个远程潮位站的地理位置信息和潮位信息获得各个网格点的潮位值且网格化显示，采用上述方法不仅能计算和显示疏浚施工处(施工船舶)的潮位，还能计算和显示疏浚施工周围区域内的网格点潮位，且将该潮位值作为当前施工船舶所在施工区域的潮位值，则潮位值更接近真实的施工船舶的潮位，方便了疏浚作业的机动和调配，提高了疏浚作业效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的实时潮位的检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的实时潮位的检测系统的结构框图；

图3为本发明实施例提供的实时潮位的检测系统的潮位数据的传输示意图；

图4为本发明实施例提供的实时潮位的检测系统的施工区域网格划分的示意图；

图5为本发明实施例提供的实时潮位的检测系统的各个网格点的潮位值的计算示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选一实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际一实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际一实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个一实施例改变为另一个一实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明一实施例的目的。

如图1所示，本实施例提供的一种实时潮位的检测方法，包括以下过程：

步骤s1、对实时接收到的北斗卫星发送的潮位数据进行解析，得到各个远程潮位站的地理位置信息和潮位信息。

步骤s2、获取施工船舶的地理位置信息并以当前的施工船舶的地理位置为中心将施工区域划分为预设形状区域，将所述预设形状区域内等分为多个网格，得到各个网格点的地理坐标。

具体的，所述预设形状区域的划分为根据当前的施工船舶的地理位置为中心将施工区域划分为x公里长，x公里宽的正方形区域，将所述正方形区域内等分为n行n列的网格，得到各个网格点的地理坐标，网格点的地理坐标可表示为：(b1，l1)，(b2，l2)…，(bn，ln)，其中b是纬度坐标，l是经度坐标，下标1···n为网格点数量，其中，x取值范围为5公里～10公里；将所述正方形区域内等分为n行n列的网格，其中，n取值范围为5～10，单个网格的长度范围为1公里～2公里。

步骤s3、根据所述各个网格点的地理坐标和各个远程潮位站的地理位置信息和潮位信息获得各个网格点的潮位值。

具体的，所述步骤s3进一步包括：三站改正潮位值、双站改正潮位值和单站改正潮位值的计算方法：

当所需施工地点所位于的网格点(相当于施工船舶的地理位置)在距离最近的三个远程潮位站组成的三角形内部时，则满足三站改正潮位值的计算方法进行计算的条件，即使用此三个远程潮位站的潮位数据进行三站改正潮位值的计算方法进行计算，其计算公式如下：

式中，hp为施工船舶在当前时刻的潮位值，d1、d2、d3分别为施工船舶至三个远程潮位站的距离，ha、hb、hc分别为当前时刻三个远程潮位站所测得的潮位值。

当所需施工地点所位于的网格点和各个远程潮位站的位置关系不满足三站改正潮位值的计算条件时，将所需施工地点所位于的网格点向距离最近的两个远程潮位站的连线做垂足，垂足点在所述两个远程潮位站点之间，则使用此两站的潮位数据进行双站内插水位计算，其计算公式如下：

式中，hp为施工船舶在当前时刻的潮位值，d4、d5分别为施工船舶到两个远程潮位站连线的垂足至两个远程潮位站的距离，h1、h2分别为当前时刻两个远程潮位站所测得的潮位值。

当所需施工地点所位于的网格点距某一远程潮位站的平面距离不超过5000米时，使用单站改正潮位值的计算方法计算潮位值。

将上述各个网格点的潮位值进行显示，以供施工船舶的施工人员方便、直观地随时得到在施工区域内的各个网格点的潮位值，提高施工精度。

基于上述的实时潮位的检测方法，本发明还公开了一种实时潮位的检测系统，结合图2和图3所示，所述检测系统包括：设置在施工船舶上的船载北斗终端接收机30，数据处理器31以及数据显示器32，每个远程潮位站10用于实时检测潮位数据并向北斗卫星20发送，所述北斗卫星20将其接收到的所述潮位数据向所述船载北斗终端接收机30发送，所述船载北斗终端接收机30接收所述潮位数据并向所述数据处理器31进行发送所述数据处理器31对所述潮位数据进行处理得到施工船舶的潮位值，具体的，所述数据处理器31对所述潮位数据进行解析，得到各个远程潮位站的地理位置信息和潮位信息。如图4所示，所述数据处理器31根据当前的施工船舶的地理位置为中心将施工区域划分为x公里长，x公里宽的正方形区域，将所述正方形区域内等分为n行n列的网格，得到各个网格点的地理坐标，网格点的地理坐标可表示为：(b1，l1)，(b2，l2)…，(bn，ln)，其中b是纬度坐标，l是经度坐标，下标1···n为网格点数量，其中，x取值范围为5公里～10公里；将所述正方形区域内等分为n行n列的网格，其中，n取值范围为5～10，单个网格的长度范围为1公里～2公里。

如图5所示，所述数据处理器31根据所述各个网格点的地理坐标和各个远程潮位站10的地理位置信息和潮位信息获得各个网格点的潮位值。

具体的，当所需施工地点所位于的网格点(相当于施工船舶30的地理位置)在距离最近的三个远程潮位站10组成的三角形内部时，则满足三站改正潮位值的计算方法进行计算的条件，即使用此三个远程潮位站10的潮位数据进行三站改正潮位值的计算方法进行计算，其计算公式如下：

式中，hp为施工船舶30在当前时刻的潮位值，d1、d2、d3分别为施工船舶至三个远程潮位站10的距离，ha、hb、hc分别为当前时刻三个远程潮位站10所测得的潮位值。

当所需施工地点所位于的网格点和各个远程潮位站10的位置关系不满足三站改正潮位值的计算条件时，将所需施工地点所位于的网格点向距离最近的两个远程潮位站10的连线做垂足，垂足点在所述两个远程潮位站点10之间，则使用此两站的潮位数据进行双站改正潮位计算，其计算公式如下：

式中，hp为施工船舶在当前时刻的潮位值，d4、d5分别为施工船舶30到两个远程潮位站10连线的垂足至两个远程潮位站10的距离，h1、h2分别为当前时刻两个远程潮位站10所测得的潮位值。

当所需施工地点所位于的网格点距某一远程潮位站10的平面距离不超过5000米时，使用单站改正潮位值的计算方法计算潮位值。

所述数据处理器31对其计算得到的当前施工船舶的潮位值进行存储并发送给所述数据显示器32进行网格化显示。

综上所述，本发明通过北斗卫星作为中转站对潮位数据进行传输，解决了现有技术中采用无线电传输方式传输距离短的问题，且拓展了疏浚施工作业的区域。通过以当前的施工船舶的地理位置为中心将施工区域划分为x公里长，x公里宽的正方形区域，将所述正方形区域内等分为n行n列的网格，得到各个网格点的地理坐标，并根据所述各个网格点的地理坐标和各个远程潮位站的地理位置信息和潮位信息获得各个网格点的潮位值且网格化显示，采用上述方法不仅能计算和显示疏浚施工处(施工船舶或施工地点)的潮位，还能计算和显示疏浚施工周围区域内的网格点潮位，且将该潮位值作为当前施工船舶所在施工区域的潮位值，则潮位值更接近真实的施工船舶的潮位，方便了疏浚作业的机动和调配，提高了疏浚作业效率。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。