[發(fā)明專利]一種基于GPS的水深同步方法及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911045759.0
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110645966B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳奕斌
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫市海鷹加科海洋技術(shù)有限責任公司
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01S19/14
• 代理公司: 無錫派爾特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發(fā)明公開了一種基于GPS的水深同步方法，包括以下步驟：S1、GPS將GPS信號不停傳送給DSP板；S2、根據(jù)GPS信號的傳輸頻率，將從測深儀發(fā)射信號到接收水深信號的時間間隔作為預(yù)估值在GPS信號到來前增加該預(yù)估值調(diào)整測深儀的發(fā)射信號，使得DSP板同時接收水深信號和GPS信號，并將水深信號和GPS信號同步發(fā)送給工控機。本發(fā)明將GPS與水深測量技術(shù)同步結(jié)合，消除了之前存在的一些誤差因素，在未來的測繪行業(yè)將發(fā)揮越來越大的作用，利用GPS技術(shù)進行水深測量，使得水深測量這項工程變得簡單，快捷，高效。因此，GPS與水深同步技術(shù)將為航道水深測量提供高精度、高質(zhì)量和高效益的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于GPS的水深同步方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

水深信號已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水下目標探測的各種聲納設(shè)備中。回聲測深儀目前是應(yīng)用水聲信號進行測距的最普遍的探測設(shè)備。它的工作原理是通過換能器發(fā)射一定頻率的聲波，利用聲波在水中傳播時，遇到密度不同的介質(zhì)(如水底或其他物體)會產(chǎn)生反射信號，根據(jù)聲波往返的時間及其在所測區(qū)域水中的傳播速度，求得換能器至反射目標的直線距離,即測得水深。

無驗潮測深法是利用GPS接收天線中心獲得測點的位置和基準面的關(guān)系，與常規(guī)測深法相同，量取GPS接收天線中心到測深儀換能器距離以及測深儀換能器測得與泥面的距離，得出泥面高程。

GPS設(shè)備對于水深測量系統(tǒng)來說也是不可或缺的，在常規(guī)的GPS與水深測量系統(tǒng)的組合中，存在著GPS與水深不同步的現(xiàn)象，其中有多種因素造成這種現(xiàn)象。GPS與水深誤差造成有以下幾個因素：

A、GPS信號傳輸給計算機的速率與水深測量系統(tǒng)的測量速率不同，這就導致了在兩個GPS位置點之間可能存在多個水深點，計算機在選取水深點時容易造成這種誤差；

B、以往通常的設(shè)備連接方法為GPS信號傳送給計算機串口，而水深信號則通過虛擬串口與導航軟件進行通訊，這種物理連接和虛擬連接之間就產(chǎn)生了一個時間誤差，導致GPS與水深不同步的結(jié)果；

C、當船行進時，因為測深儀測深的原理是接收上次發(fā)送出去的信號的回波信號判斷水底，所以實際測深值應(yīng)該是前一頻發(fā)射位置的水深，而GPS記錄的是當前位置的信息，所以就產(chǎn)生了一個單頻信號傳輸?shù)臅r間誤差，這個誤差在平穩(wěn)水底時可以基本忽略，但是當船行進在陡坡時，這個誤差就比較明顯。

如圖1所示，當船速為5節(jié)，此時假設(shè)測深儀量程為100，則兩次測深間隔約為秒，加上系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)時間以及傳輸給導航軟件的時間約為0.3秒，當船由A點往B方向行進時，在0.3秒的時間內(nèi)約前行米，由于陡坡比例為1：2，則A、B點的垂直高度差為0.386米，同理，當A點往C點方向行進時，A、C點的垂直高度差為0.386米，則在同一點兩種不同行進方向上的測量誤差在0.772米(船速5節(jié)，量程100米的情況下)。

針對這種狀況，因為實際的誤差結(jié)果與測深儀的量程有關(guān)，量程越大，誤差越大，且量程減小后測深儀的工作頻率變高，測深精度也越高，所以在實際測量時，需要根據(jù)實際水深調(diào)整量程，使量程稍大于實際水深。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于GPS的水深同步方法及設(shè)備。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明一種基于GPS的水深同步方法，包括以下步驟：

S1、GPS將GPS信號不停傳送給DSP板；

S2、根據(jù)GPS信號的傳輸頻率，將從測深儀發(fā)射信號到接收水深信號的時間間隔作為預(yù)估值在GPS信號到來前增加該預(yù)估值調(diào)整測深儀的發(fā)射信號，使得DSP板同時接收水深信號和GPS信號，并將水深信號和GPS信號同步發(fā)送給工控機。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種基于GPS的水深同步方法，包括以下步驟：