水位应急测量系统的制作方法

本技术涉及水位测量，尤其是涉及一种水位应急测量系统。

背景技术：

1、现有的超声波雷达水位计、气泡水位计、水尺和激光测距等技术中,水尺测量需要人工读数，因而测量精度较低；另外，超声波雷达水位计、气泡水位计，激光测距技术，虽然能测量出设备到水面的距离，但是本身无高程信息，需要其他设备标定设备的高程，才能最终实现水位高程监测。但是在天气情况恶劣的情况下，无法实现设备的快速架设和快速测量，因而不适合应急情况下的水位高程测量。

2、同时，现有的应急水位测量数据传输高度依赖现有4g、5g网络基站进行通信，无法应用于洪涝灾害等应急情况下4g、5g网络基站信号不好的情况下。

技术实现思路

1、为了至少解决上述问题，本技术提供了一种水位应急测量系统，可以实现应急情况下水位的自动测量和自动上报，提高在应急条件下获取水库、河道等目标水域的水位信息的监测能力。

2、本技术提供一种水位应急测量系统，用于测量目标水域的水位信息，并将所述水位信息发送至管理平台，所述水位应急测量系统包括移动水位站，所述移动水位站包括移动网络通信单元，以便于通过连续运行卫星定位服务系统来获取所述水位信息，并向所述管理平台发送所述水位信息，所述移动水位站能够漂浮在所述目标水域的水面，还包括第一应急基准站，所述第一应急基准站包括第一卫星无线电通信模块和第一电台，所述第一卫星无线电通信模块用于与卫星通信，所述第一电台用于与所述移动水位站通信，以向所述移动水位站发送所述差分数据；所述移动水位站包括水位信息计算模块和通信模块，所述水位信息计算模块用于根据所述差分数据，通过实时动态载波相位差分算法和滤波算法来计算所述水位信息，所述通信模块包括水位站电台和水位站卫星无线电定位模块，所述水位站电台用于接收所述第一电台发送的差分数据，所述移动水位站经所述水位站卫星无线电定位模块分别与卫星以及所述管理平台通信连接，以将所述水位信息以北斗短报文的方式发送至所述管理平台。

3、通过上述技术方案，在移动网络覆盖良好的区域，只需通过网络连接cors(continuous operational reference system，连续运行卫星定位服务系统)即可获取高精度定位信息，使用时只需将移动水位站投放至目标水域即可进行全天候水位检测。在洪涝灾情等情况下需要应急测量河道水位时，将移动水位站投入河道，移动水位站通过北斗卫星系统与rtk(real-time kinematic,实时动态)载波相位差分技术定位方法通过差分数据获取高精度定位数据，移动水位站再通过水位站电台与第一电台通信，来获取差分数据，将差分数据经滤波算法后进行高程数据的求解，以此获取实际的水位信息。最后经水位站卫星无线电定位模块将所述水位信息以北斗短报文的方式发送至所述管理平台。

4、在一个实施例中，所述根据所述差分数据，通过实时动态载波相位差分算法和滤波算法来计算所述水位信息包括：根据所述差分数据，通过实时动态载波相位差分算法来计算不同时刻所述移动水位站的高程值；所述滤波算法包括：其中，t为参与滤波算法的所述目标水域的高程值的总数，yn为当前时刻计算出的所述目标水域的高程值，yn-1为前一时刻计算出的所述目标水域的高程值，xn为当前时刻通过实时动态载波相位差分算法计算出的所述目标水域的高程值。

5、通过上述技术方案，可以获取更加精准的水位信息。

6、在另一个实施例中，所述移动水位站能够通过网络选择方法来选择最佳通讯链路，所述网络选择方法包括以下步骤：判断移动网络的通信状态；响应于所述通信状态为正常，所述移动水位站通过所述移动网络通信单元连接连续运行卫星定位服务系统，以获取所述差分数据；响应于所述通信状态为异常，所述移动水位站打开所述水位站电台，并且依次通过所述卫星无线电定位模块和卫星向所述第一卫星无线电通信模块发送第一应急基准站开机指令，通过所述第一电台向所述水位站电台发送差分数据；根据所述差分数据和所述滤波算法计算所述水位信息；响应于所述通信状态为正常，所述移动水位站通过所述移动网络通信单元向所述管理平台发送所述水位信息；响应于所述通信状态为异常，所述移动水位站通过所述水位站卫星无线电定位模块向所述管理平台发送所述水位信息。

7、通过上述技术方案，通过内置智能算法根据不同通讯链路信号质量智能切换最佳通讯链路，使所述水位信息可以根据实际需要分别通过移动网络、北斗短报文以及电台进行传输。

8、在一个实施例中，还包括第二应急基准站，所述第二应急基准站为便携式基准站，所述第二应急基准站包括第二卫星无线电通信模块和第二电台，所述第二卫星无线电通信模块用于接收卫星数据，所述第二电台用于与所述移动水位站通信。

9、在另一个实施例中，在通过所述第一电台向所述水位站电台发送差分数据之后，所述网络选择方法还包括：响应于所述水位站电台在预设的时间内未收到所述差分数据，人工打开第二电台，以通过所述第二电台向所述水位站电台发送差分数据。

10、通过上述技术方案，在应急条件下第一应急基准站设立困难时可以与便携式的第二应急基准站配套使用，通过人工将第二应急基准站设置在某处，第二应急基准站与北斗卫星系统通过rtk技术进行定位，并通过第二电台向水位站电台播发差分数据。通过内置智能算法根据不同通讯链路信号质量切换最佳通讯链路，使所述水位信息可以根据实际需要选择不同的应急基准站进行定位和水位信息的进行传输。

11、在又一个实施例中，所述第一电台和第二电台均为lora自组网电台。

12、在一个实施例中，所述移动水位站包括浮漂，所述浮漂上方设置有防水设备箱，所述防水设备箱内设置有实时动态载波相位差分定位装置，所述浮漂下方连接有配重体。

13、通过上述技术方案，可以解决现有技术中在测量河道水深时，均需要在岸上建立永久或半永久支架固定水位计，在洪涝灾害等应急情况下无法快速建立支架固定水位计的问题。

14、在又一个实施例中，所述移动水位站还包括太阳能板，所述太阳能板设置在所述浮漂上方且环设在所述防水设备箱周围。

15、通过上述技术方案，可以使移动水位站通过太阳能供电，节约了能源，同时也无需定期更换电池，节省人力。

16、在另一个实施例中，所述浮漂和配重体均为圆柱体。

17、通过上述技术方案，可以使移动水位站在水中更加稳定。

18、在又一个实施例中，所述移动水位站包括定位天线，所述根据所述差分数据，通过实时动态载波相位差分算法和滤波算法来计算所述水位信息，还包括：获取所述定位天线的高程值；根据所述配重体的质量以及所述移动水位站的质量计算所述浮漂的浸润线；计算所述定位天线相位中线点与所述浸润线的垂直距离；根据所述高程值和所述垂直距离得到目标水域的高程值；将所述目标水域的高程值经过滤波算法得到所述水位信息。

19、通过上述技术方案，针对浮漂吃水、涌浪、潮汐等情况对水位信息的计算方法进行优化，从而使水位信息更加准确。

20、相对于传统的水位测量系统，本发明的水位应急测量系统可用于汛期测量水位，也可用于应急场景。在发生自然灾害时，移动网络的基站通常没有4g信号，此时可通过第一应急基准站播发差分数据，移动水位站获得移动水位站的高程值之后，将移动水位站的高程值通过滤波算法获取水位信息，再将水位信息通过北斗卫星发送到管理中心，实现了应急情况时移动网络不可用的情况下测量目标水域的水位的功能。