申请/专利权人：国家海洋标准计量中心

申请日：2023-12-14

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117724061A

主分类号：G01S7/40

分类号：G01S7/40;G01S13/88;G01C13/00;G01C25/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.05#实质审查的生效;2024.03.19#公开

摘要：本发明涉及一种基于导波雷达验潮仪的潮位现场校准及评价方法，包括如下步骤：S1、潮位标准器及其量值溯源；S2、现场校准；S3、开始校准；S4、数据处理；S5、数据误差及结果评价。本发明首先对标准器提出了动态计量的量值溯源方式，满足在动态校准环境下潮位现场校准的重要条件；其次结合现场试验经验，对标准器操作软件、校准方法和数据处理方法等给出了明确规定；最后，给出了明确的校准结果评价方法。本发明方法是经过现场验证的科学性和可操作性极高的试验方法，可满足海洋监测台站浮子式验潮仪的量值溯源到现场，实现原位、在线检测的要求，对确保全国潮位数据的准确可靠具有重要意义。

主权项：1.一种基于导波雷达验潮仪的潮位现场校准及评价方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、潮位标准器及其量值溯源S101、潮位标准器及量值溯源导波雷达验潮仪：动态计量潮高最大允许误差为±3mm，测量范围为0～8000mm；导波雷达验潮仪的操作软件具备“存储器”模式和“实时显示”测量数据功能；利用检定水塔对导波雷达验潮仪进行动态测量误差计量检测的步骤如下：第一步，安装导波雷达验潮仪；打开导波雷达验潮仪的操作软件，在“存储器”模式下，设置时间，使其与检定水塔的操作控制系统时间同步；测量参数选择“空高距离”并开始存储数据，存储数据内容包含时间点和对应空高距离，数据采样时间间隔为1s，空高距离为H空，单位为mm；其中，空高距离为导波雷达验潮仪的数据采集模块至潮位面的实时距离；第二步，通过检定水塔的操作控制系统，设置“升降水速率”模拟升降潮位变化及升降范围，之后打开进水阀及水泵，使水位上升，通过图像识别系统识别动态模式下检定水塔内实时水位值并存储数据，存储数据内容包含时间点和对应水位值，数据采样时间间隔为1s，水位值作为标准水位值H标，水位值单位为mm；第三步：数据处理1数据下载及预处理下载导波雷达验潮仪存储器中“空高距离”数据，将空高距离值转换为潮位值H潮，则任意i时间点导波雷达验潮仪测得的潮位值H潮i如公式1所示：H潮i＝H标0+H空0-H空i1其中，H标0为初始时间点的标准水位值，H空0为初始时间点的空高距离值，H空i为任意i时间点导波雷达验潮仪测得的空高距离值；2数据处理及结果评价根据公式2和公式3进行数据处理，得到导波雷达验潮仪在全过程动态测量中的最大误差；Δhi＝H潮i-H标ii＝1,2,3,…,n2Δh＝maxΔhi3其中，H潮i为任意i时间点导波雷达验潮仪测得的潮位值，H标i为任意i时间点检定水塔内水位值；当Δh≤3mm时，证明该导波雷达验潮仪的动态测量结果满足海洋监测台站潮位现场校准或比测的使用要求；S102、计时标准器及量值溯源电子秒表：测量范围为0～3600s，最大允许误差为±0.10s，经计量检测机构检定合格；S2、现场校准S201、现场安装及设置第一步：将上述满足实验要求的导波雷达验潮仪安装于海洋监测台站的验潮井平台上；第二步：打开导波雷达验潮仪的操作软件，设置时间与浮子验潮仪同步，设置测量参数为“空高距离”，采样时间间隔为1s，单位为mm；S202、确定校准项目依据海洋潮位观测要求，确定校准项目包括：高潮时鉴别阈、潮位示值误差、回程误差、24h计时误差；S3、开始校准S301、潮位示值误差：导波雷达验潮仪开始测量并存储空高距离数据，浮子验潮仪开始测量并存储潮位数据，连续观测并记录一个全日潮半日潮完整周期内的潮位数据和空高距离数据；校准点设为每隔1m一个校准点，选取的校准点中至少包含一个低潮点和一个高潮点；S302、高潮时鉴别阈：在高潮时，打开导波雷达验潮仪操作软件“实时显示”测量数据功能，当显示“空高距离”变化3mm时，浮子验潮仪显示屏监测的实时潮位有变化；S303、24h计时误差：同时记录电子秒表和浮子验潮仪时间作为开始时间，电子秒表经24h后，同时记录浮子验潮仪的时间；S4、数据处理S401、数据预处理S4011、计算潮位平均值浮子验潮仪存储的潮位数据是整1min内的潮位平均值，单位为mm；将导波雷达验潮仪测量的空高距离数据经数据处理，获得第k个整1min内导波雷达验潮仪“空高距离”的平均值H空平k如公式4所示： S4012、数据调零选择低平潮时，浮子验潮仪测得的潮位值记为H浮平，此刻导波雷达验潮仪测得的“空高距离”记为H空平；将导波雷达验潮仪测得的“空高距离”的平均值转换为潮位值，则第k个整1min内导波雷达验潮仪测得的潮位值H潮平k如公式5所示：H潮平k＝H浮平+H空平-H空平k5其中，H空平k为第k个整1min内导波雷达验潮仪测得的“空高距离”的平均值；S402、示值误差S4021、潮位示值误差校准点设为每隔1m选取一个潮位校准点，选取的校准点中至少包含一个低潮点和一个高潮点；每个潮位校准点取连续3min内的潮位数据，即每个潮位校准点共有3个潮位示值误差；将最大潮位示值误差值作为该潮位校准点的测量误差；S4022、回程误差选取中间潮位作为校准点，计算回程误差；S4023、24h计时误差S5、数据误差及结果评价S501、潮位误差结果评价评定示值误差的不确定度U95与被评定测量仪器的最大允许误差的绝对值MPEV之比应小于或等于1:3，即 被评定测量仪器的示值误差Δ在其最大允许误差限内时，判为合格；|Δ|≤MPEV被评定测量仪器的示值误差Δ超出其最大允许误差时，判为不合格；|Δ|MPEVS502、回程误差结果评价S503、鉴别阈结果评价S504、24h计时误差结果评价S6、评价结果海洋台站现场校准的浮子验潮仪结果同时满足S501-S504要求时，符合海洋潮位观测仪器的使用要求。

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