[發明專利]走航式水體光譜觀測系統及觀測方法

有效

• 申請號: 201810625611.3
• 申請日: 2018-06-18
• 公開（公告）號: CN109084894B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 李曉偉;鄒國旺;周璇;李文華
• 申請（專利權）人: 陜西中科啟航科技有限公司
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 北京兆君聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11333
• 代理人: 劉俊玲

1.一種走航式水體光譜觀測系統，它包括支架、三軸自穩平臺、觀測儀器和甲板控制單元；

所述的觀測儀器包括輻亮度輻射計、輻照度輻射計、攝像頭、姿態傳感器和用于確定太陽方位角的設備；

所述的支架用于將整個觀測系統固定安裝在走航觀測船體外側；其中，所述支架水平方向離船最遠的一端安裝所述的三軸自穩平臺，所述支架豎直方向的制高點豎直向上安裝所述的輻照度輻射計，所述支架的其他任意位置安裝所述的用于確定太陽方位角的設備；

所述的三軸自穩平臺包括陀螺儀傳感器和3個旋轉電機，所述的3個旋轉電機的轉軸相互正交，依次為航向轉軸、橫滾轉軸和俯仰轉軸；所述的陀螺儀傳感器用于測量負載儀器的角速度、感應動作變量，進而控制3個旋轉電機進行修復動作，使負載儀器始終保持預設的觀測方向；所述的航向轉軸固定連接至所述的支架水平方向離船最遠的一端；所述的俯仰轉軸固定連接儀器架并設置有姿態傳感器；所述的儀器架上至少設置2個輻亮度輻射計和2個攝像頭；其中，每1個所述的輻亮度輻射計和1個所述的攝像頭相鄰平行設置并固定連接，構成視場相同的1個觀測組；所述的自穩平臺還設有控制電路，至少用于控制3個所述的轉軸的旋轉，以及所述姿態傳感器數據的向外傳輸；

所述的甲板控制單元至少設置電源模塊和數據接收模塊，用于向所述的三軸自穩平臺及其負載的觀測儀器供電、通過內置軟件與觀測儀器進行通訊。

2.根據權利要求1所述的觀測系統，其特征在于：所述的支架包括固定端和懸吊端，所述的固定端是一副十字形的固定架，所述的懸吊端是一副帶兩個突出端頭的U型叉架，所述的十字形固定架和U型叉架之間在對稱的位置鉸接兩組等長的連接桿；所述的十字形船體固定架一端安裝所述的輻照度輻射計，并使其朝向始終保持豎直向上；所述的U型叉架的兩個突出端頭用于懸吊所述的三軸自穩平臺，所述的U型叉架彎曲部垂直固定連接一條直桿，所述直桿與所述的U型叉架處于同一平面且長度大于U型叉架與所述十字形固定架的距離，所述的直桿與U型叉架連接的位置設置1個GPS天線；所述的U型叉架可繞其與所述連接桿的鉸接軸翻轉，所述的連接桿可繞其與所述十字形固定架的鉸接軸旋轉；所述的十字形固定架上還設置限位塊與所述的直桿抵接，用于限制所述U型叉架的過度翻轉。

3.根據權利要求1所述的觀測系統，其特征在于：所述的支架包括固定端和懸吊端，所述的固定端是一根水平直桿，用于固定在走航船上；所述的懸吊端是帶兩個突出端頭的U型叉架，用于懸吊所述的三軸自穩平臺；所述的水平直桿一端頭與所述的U型叉架的彎曲段中點固定連接；所述的U型叉架水平方向兩側等距離設置2個GPS天線。

4.根據權利要求1所述的觀測系統，其特征在于：三個所述的轉軸設置間距較大，所述的航向轉軸與橫滾轉軸之間通過第一組長連接臂連接，橫滾轉軸與俯仰轉軸之間通過第二組長連接臂連接，所述的第二組長連接臂由對稱的一對半環狀連接臂構成；所述的第一組和第二組長連接臂相互正交圍成內部空間；所述內部空間中，所述的俯仰轉軸上設置一個頂邊開放的方形框架，所述的方形框架的兩側邊固定連接所述的俯仰轉軸，使方形框架整體能夠隨所述的俯仰轉軸轉動；所述的方形框架的底邊上垂直設置一個方柱狀主梁，所述的主梁中段兩側面分別固定安裝一組環形鎖臂用于放置和固定所述的2個輻亮度輻射計；每個所述的輻亮度輻射計的探測端外表面上通過連體的環狀箍緊件固定安裝1個所述的攝像頭組成所述的觀測組，使每個所述的觀測組內攝像頭與輻亮度輻射計平行且視場相同；所述的主梁另一個側面可以固定安裝1個電子指南針。

5.根據權利要求1所述的觀測系統，其特征在于：所述三軸自穩平臺的三個轉軸緊密地集中設置在三軸自穩平臺的中心位置，所述的俯仰轉軸向水平方向的兩側延伸出端頭，每個所述的端頭上固定安裝一組環形鎖臂用于放置和固定1個所述的觀測組；每個所述的觀測組中所述的輻亮度輻射計和攝像頭通過連體的環狀箍緊件固定在一起。