[发明专利]船舶动吃水精密测量集成系统及其方法

说明书

本发明涉及一种船舶动吃水精密测量集成系统及其方法，属于水上勘测作业技术领域。本发明包括集成于船舷的外围支撑固件上的测量装置，以及安装于船舶上的GNSS定位设备和通信系统；测量装置，用于向水面发射微波信号，经水面散射返回信号，勘测船舶的吃水值测量，包括微波收发器和外围支撑固件；通信系统，用于将微波测距数据和GNSS采集数据同步进入电子计算机；GNSS定位设备，用于与微波测距数据同步采集、传输、记录于电子计算机，采集、记录、结束与微波测距发射接收器相同，均通过电子计算机指令控制。本发明安装简易，操作便捷，受外界环境影响少，误差影响因素少，精度高，远近海皆可操作，应用拓展性强。

技术领域

本发明涉及一种船舶动吃水精密测量集成系统及其方法，属于水上勘测作业技术领域。

背景技术

吃水一般指船舶浸在水里的深度，即船舶底部至船体与水面相连处的垂直距离，其间接反映了船舶在行驶中所受到的浮力。船舶吃水分为设计吃水和结构吃水(都是静止时刻的吃水)，设计吃水是由船体中部平板龙骨下缘量至设计水线上缘的垂直距离；结构吃水是由船体中部平板龙骨下缘量至船舶载夏季载重线的垂直距离。当船舶航行时，船舶整体或者局部相对于静止时刻的吃水会发生变化，这个变化值称为船舶动吃水值，该值对海洋勘测、航道疏浚、军事领域等会产生巨大的影响。

《海道测量学概论》(刘雁春、肖付民、暴景阳等)在6.2节提出测深仪(用来测定水深的设备)总改正数：△Z＝△Zb+△Zn+△ZL+△Zv，其中△Zb指的就是吃水改正。由于测深仪都是浸没在水面以下一定距离，所以应进行吃水改正。以海洋勘测为例，在海洋勘测时预先在航行前对船舶搭载探测设备测定一个设备吃水值，在后处理将吃水值改正到观测值中得到勘测设备基于水面的探测值，而船舶航行中船舶吃水随负载、船速、航向、流速、流向、风力、风向、海水密度、水温、地域、船型等因素的综合影响会发生动态变化，船舶吃水的动态变化势必引起所搭载海洋探测设备的吃水变化，若忽略该值就会直接降低海洋勘测的精度。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种船舶动吃水精密测量集成系统及其方法，安装简易，操作便捷，受外界环境影响少，误差影响因素少，精度高，远近海皆可操作，应用拓展性强。

本发明所述的船舶动吃水精密测量集成系统，包括集成于船舷的外围支撑固件上的测量装置，以及安装于船舶上的GNSS定位设备和通信系统；

测量装置，用于向水面发射微波信号，经水面散射返回信号，勘测船舶的吃水值测量，包括微波收发器和外围支撑固件；

通信系统，用于将微波测距数据和GNSS采集数据同步进入电子计算机；

GNSS定位设备，用于与微波测距数据同步采集、传输、记录于电子计算机，采集、记录、结束与微波收发器相同，均通过电子计算机指令控制。

进一步地，所述外围支撑固件包括由相互平行的外支撑板和内固定板构成的支架基座，以及设置在支架基座上的可滑动导轨和伸缩螺杆，伸缩螺杆通过可滑动导轨连接于支架基座上，伸缩螺杆包括竖直伸缩杆和水平伸缩杆，竖直伸缩杆与水平伸缩杆相互垂直且两者之间倾斜连接有斜加强杆，在水平伸缩杆的端部设置有微波收发器。

进一步地，所述支架基座前后及左右面均配置可滑动导轨和伸缩螺杆，调整好基座尺寸后均用螺栓锁紧；伸缩螺杆也设计为上下和内外可调节结构，可根据船舷船体结构进行调整，同时可将发微波测距发射接收传感器延伸至受船舶航行涌浪影响最小处。

本发明所述的船舶动吃水精密测量集成系统的方法，包括船舶动吃水精密测量集成系统，系统仅包含单台微波收发器时，包括如下步骤：

步骤一：微波收发器应安装于勘测设备附近，即4#位置；

步骤二：船舶静止漂浮在水面，本发明系统采集微波测距传感器至水面距离，设定采样频率1秒，采集10分钟，剔除跳点，计算平均值定义为L1；