一種觀測(cè)幾何自動(dòng)調(diào)整的水體表觀光譜觀測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于海洋水色遙感光學(xué)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種觀測(cè)幾何自動(dòng)調(diào) 整的水體表觀光譜觀測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 水體光譜特征測(cè)量與分析是水色遙感的基礎(chǔ)之一，離水輻亮度及遙感反射率是水 體主要的表觀光學(xué)量（AOPs)，也是海洋水色遙感的基本參數(shù).利用水色遙感獲取的離水輻 亮度或遙感反射率，可以進(jìn)一步反演水體表層葉綠素濃度、懸浮物濃度及黃色物質(zhì)吸收等 信息.而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量獲取的AOPs數(shù)據(jù)，是海洋水色遙感建模和遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)的前提。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)場(chǎng)基于水面法利用便攜式光譜儀的表觀光譜測(cè)量一般是采取人為 避開太陽耀斑、船陰影等干擾的方法來獲得現(xiàn)場(chǎng)AOPs數(shù)據(jù)。其局限性不止在于角度、數(shù)據(jù) 的不精確性，而且還無法獲取長時(shí)間連續(xù)的數(shù)據(jù)。
[0004] 因此，迫切需要一種適用于水體表觀光譜觀測(cè)的觀測(cè)幾何自動(dòng)調(diào)整裝置與方法， 來獲取精確的現(xiàn)場(chǎng)AOPs數(shù)據(jù)，以滿足海洋水色遙感建模和遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)對(duì)大樣本 量的需求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種適用于水體表觀光譜觀測(cè)的觀測(cè) 幾何自動(dòng)調(diào)整裝置。
[0006] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種觀測(cè)幾何自動(dòng)調(diào)整的水體表觀光譜觀測(cè)裝 置，其特征在于：包括中央控制單元、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元、方位跟蹤單元、旋轉(zhuǎn)臺(tái)和底座；所述的 中央控制單元為處理器和外圍電路構(gòu)成的單板計(jì)算機(jī)，設(shè)置有與外部通訊的接口，分別與 所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元和方位跟蹤單元電氣連接；所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、步 進(jìn)電機(jī)、蝸輪傳動(dòng)裝置和電機(jī)固定板；所述的蝸輪傳動(dòng)裝置由轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪和從動(dòng)蝸輪及傳動(dòng) 帶組成；所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板與步進(jìn)電機(jī)電氣連接；所述的步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述的轉(zhuǎn)動(dòng) 蝸輪的轉(zhuǎn)軸固定連接，所述的從動(dòng)蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)置的支撐轉(zhuǎn)軸固定連 接；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪和所述的從動(dòng)蝸輪通過所述的傳動(dòng)帶連接；所述的方位跟蹤單元為一 姿態(tài)傳感器，用于實(shí)時(shí)跟蹤所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的方位；所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)包括轉(zhuǎn)動(dòng)盤、支撐轉(zhuǎn)軸 和儀器掛載桿；所述的支撐轉(zhuǎn)軸固定連接在所述的轉(zhuǎn)動(dòng)盤下表面，用于帶動(dòng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)盤 旋轉(zhuǎn)；所述的儀器掛載桿底端固定連接在所述的轉(zhuǎn)動(dòng)盤上表面上；所述的底座為一由頂蓋 和底座殼體裝配構(gòu)成的中空結(jié)構(gòu)，中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有內(nèi)部安裝架；所述的中央控制單元和電 機(jī)驅(qū)動(dòng)板固定安裝在所述的內(nèi)部安裝架上；；所述的電機(jī)固定板為凹型結(jié)構(gòu)，固定安裝在所 述的頂蓋下表面上，使整個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元都處于底座的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪和所 述的從動(dòng)蝸輪均固定安裝在所述的電機(jī)固定板凹槽內(nèi)；所述的步進(jìn)電機(jī)固定安裝在所述的 電機(jī)固定板下端；所述的姿態(tài)傳感器固定安裝在所述的儀器掛載桿頂端，使整個(gè)方位跟蹤 單元位于整個(gè)觀測(cè)幾何自動(dòng)調(diào)整的水體表觀光譜觀測(cè)裝置的最上方；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)盤安裝在 所述的頂蓋上，所述的頂蓋下底部中央安裝有旋轉(zhuǎn)軸承，所述的支撐轉(zhuǎn)軸一端穿過所述的 旋轉(zhuǎn)軸承與所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定連接，另一端與所述的從動(dòng)蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定連接；所述的 儀器掛載桿用作各種水體表觀光譜觀測(cè)儀器安裝架的主支撐桿。
[0007] 作為優(yōu)選，所述的底座殼體底部設(shè)置有可供外部數(shù)據(jù)傳輸及電源供應(yīng)的水密接
[0008] 作為優(yōu)選，所述的內(nèi)部安裝架設(shè)有安裝孔，通過螺紋連接件將所述的中央控制單 元和電機(jī)驅(qū)動(dòng)板固定安裝。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的儀器掛載桿為一中空?qǐng)A形直桿，固定連接于所述的轉(zhuǎn)動(dòng)盤上表 面中心位置，與所述的轉(zhuǎn)動(dòng)盤上表面垂直。作為優(yōu)選，所述的方位跟蹤單元為一三軸電子羅 盤傳感器，通過螺紋連接件固定安裝在所述的儀器掛載桿頂端。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的安裝在儀器掛載桿頂端的水體表觀光譜觀測(cè)儀器的觀測(cè)方向與 太陽入射方向成135°夾角。
[0011] 本實(shí)用新型能夠在外部數(shù)據(jù)的輔助下，通過自身結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)其承載的光學(xué)儀器的 觀測(cè)幾何的自動(dòng)調(diào)整，克服了現(xiàn)有技術(shù)中需要人為避開太陽耀斑、船陰影等干擾的調(diào)整方 式所帶來的局限性。不僅節(jié)省了人力成本，更重要的是可獲取精確的現(xiàn)場(chǎng)AOPs數(shù)據(jù)，能夠 充分滿足海洋水色遙感建模和遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)對(duì)大樣本量的需求。
【附圖說明】
[0012] 圖1 :為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2 :為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置的底座內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖3 :為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖4:為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖5:為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置中水體表觀光譜儀器觀測(cè)角度示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì) 本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說明和解釋本 實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0018] 請(qǐng)見圖1、圖2、圖3和圖4,本實(shí)用新型提供了一種觀測(cè)幾何自動(dòng)調(diào)整的水體表觀 光譜觀測(cè)裝置，包括中央控制單元1、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2、方位跟蹤單元3、旋轉(zhuǎn)臺(tái)4和底座5 ; 中央控制單元1為處理器和外圍電路構(gòu)成的單板計(jì)算機(jī)，設(shè)置有與外部通訊的接口，與旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2電氣連接，與方位跟蹤單元3電氣連接；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)板21、 步進(jìn)電機(jī)22、蝸輪傳動(dòng)裝置和電機(jī)固定板26 ;蝸輪傳動(dòng)裝置由轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪23和從動(dòng)蝸輪24 及傳動(dòng)帶25組成；電機(jī)驅(qū)動(dòng)板21與步進(jìn)電機(jī)22電氣連接；步進(jìn)電機(jī)22的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)動(dòng)蝸 輪23的轉(zhuǎn)軸固定連接，從動(dòng)蝸輪24的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)臺(tái)4上設(shè)置的支撐轉(zhuǎn)軸42固定連接； 轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪23和從動(dòng)蝸輪24通過傳動(dòng)帶25連接；方位跟蹤單元3為一姿態(tài)傳感器，用于實(shí) 時(shí)跟蹤所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的方位；旋轉(zhuǎn)臺(tái)4包括轉(zhuǎn)動(dòng)盤41、支撐轉(zhuǎn)軸42和儀器掛載桿43 ; 支撐轉(zhuǎn)軸42固定連接在轉(zhuǎn)動(dòng)盤41下表面，用于帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤41旋轉(zhuǎn)；儀器布掛載桿43底端 固定連接在轉(zhuǎn)動(dòng)盤41上表面上；底座5為一由頂蓋51和底座殼體52裝配構(gòu)成的中空結(jié) 構(gòu)，中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有內(nèi)部安裝架53 ;中央控制單元1和電機(jī)驅(qū)動(dòng)板21固定安裝在內(nèi)部安裝 架53上；電機(jī)固定板26固定連接在頂蓋51下表面上，使整個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元2都處于底座 5的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)；電機(jī)固定板26為凹型結(jié)構(gòu)，固定安裝在頂蓋51上；轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪23和從動(dòng)蝸 輪24均固定安裝在電機(jī)固定板26凹槽內(nèi)，步進(jìn)電機(jī)22固定安裝在電機(jī)固定板26下端；轉(zhuǎn) 動(dòng)盤41安裝在頂蓋51上，頂蓋51下底部中央安裝有旋轉(zhuǎn)軸承511，支撐轉(zhuǎn)軸42 -端穿過 旋轉(zhuǎn)軸承511與旋轉(zhuǎn)臺(tái)4固定連接，另一端與從動(dòng)蝸輪24的轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定連接；儀器掛載桿 43用作各種水體表觀光譜觀測(cè)儀器安裝架的主支撐桿。
[0019] 本實(shí)施例的底座殼體52底部設(shè)置有可供外部數(shù)據(jù)傳輸及電源供應(yīng)的水密接口 521〇
[0020] 本實(shí)施例的內(nèi)部安裝架53設(shè)有安裝孔，通過螺紋連接件將中央控制單元1和電機(jī) 驅(qū)動(dòng)板21固定安裝。
[0021] 本實(shí)施例的儀器掛載桿43為一中空?qǐng)A形直桿，固定連接于轉(zhuǎn)動(dòng)盤41上表面中心 位置，與轉(zhuǎn)動(dòng)盤41上表面垂直。
[0022] 本實(shí)施例的方位跟蹤單元3為一三軸電子羅盤傳感器，通過螺紋連接件固定安裝 在儀器掛載桿43頂端。
[0023] 本實(shí)施例的安裝在儀器掛載桿43頂端的水體表觀光譜觀測(cè)儀器的觀測(cè)方向與太 陽入射方向成135°夾角。
[0024] 請(qǐng)見圖5,本實(shí)用新型在鄱陽湖水域進(jìn)行的水體表觀光譜觀測(cè)過程，包括以下步 驟：
[0025] 步驟1:在待測(cè)水體中安裝固定支架，使固定支架露出水面至少2米，在固定支架 頂部安裝萬向水平支架，再在萬向水平支架上安裝水體表觀光譜觀測(cè)裝置；
[0026] 步驟2 :水體表觀光譜觀測(cè)光學(xué)儀器按常規(guī)方法定標(biāo)后，通過各種安裝架安裝在 所述的儀器掛載桿上，并使儀器觀測(cè)方向與所述的方位跟蹤單元的基準(zhǔn)方向即三軸電子羅 盤傳感器的X軸方向一致；
[0027] 步驟3 :對(duì)待測(cè)水體進(jìn)行表觀光譜觀測(cè)，將通過所述的外部數(shù)據(jù)通訊水密接口獲 取觀測(cè)地點(diǎn)經(jīng)煒度數(shù)據(jù)及觀測(cè)時(shí)刻時(shí)間數(shù)據(jù)，傳輸至所述的中央控制單元，作為計(jì)