Автоматизированное устройство определения уровня воды

Предложенная полезная модель относится к области гидрологии, океанологии, гидрографии, морской геофизики и может быть использована для определения уровня воды в режиме реального времени.
Известно устройство определения уровня воды, состоящее из вертикальной рейки с метками, жестко связанной с держателем рейки, в качестве которого может быть использован фундамент причала или пирса. Показание меток вертикальной рейки характеризует уровень водной поверхности [Водомерный пост [Текст] // Большая Советская Энциклопедия. - М., 1949-1958 гг., в 49 томах, второе издание].
Данное устройство обладает следующими недостатками:
- в устройстве определения уровня воды для получения невозмущенной водной поверхности необходимо использовать успокоительный колодец;
- в устройстве определения уровня воды отсутствует автоматизированный процесс регистрации измерений уровня воды, а определение уровня воды определяется путем визуальной регистрации измерений.
51
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому по совокупности признаков является устройство определения уровня водысостоящее из вертикальной рейки с метками, жестко связанной с держателем вертикальной рейки, изогнутой стойки, фотоэлектрического осветителя, телевизионного датчика, кабеля, телевизионного приемника, при этом фотоэлектрический осветитель жестко связан с изогнутой стойкой, имеющей жесткую связь с держателем рейки и с телевизионным датчиком, имеющим выход, соединенный через кабель с входом телевизионного приемника, и имеющим оптический вход, связанный с оптическим выходом меток вертикальной рейки, оптический вход которых связан с оптическим выходом фотоэлектрического осветителя.[Пат. 2513664 Российская Федерация МПК GO1C 23/00 Устройство определения уровня воды [Текст] / А. А. Часовской, В. А. Егоров, А. С. Иваницкий, В. Н. Макаров, И. В. Мерзляков; авторы и патентообладатели:А. А. Часовской, В. А. Егоров, А. С. Иваницкий, В. Н. Макаров, И. В. Мерзляков - 2012150722, заявл. 27.11.2012, опубл. 20.04.2014 - Бюл. №11. - 5 с.]
Недостатками технического решения, принятого за прототип, являются:
- в устройстве определения уровня воды возникает необходимость замены фотоэлектрического осветителя, телевизионного датчика, тем самым устройство не является полностью автоматизированным;
- в устройстве определения уровня воды, несмотря на введение приемо-передающей телевизионной системы, определение уровня воды по-прежнему предполагает визуальное снятие отсчета оператором.
Техническая задача, решаемая предлагаемым автоматизированным устройством определения уровня воды, заключается в автоматизации процесса определения уровня воды, повышении точности и непрерывности измерений.
Поставленная задача достигается тем, что автоматизированное устройство определения уровня воды содержит держатель вертикальной рейки и жестко закрепленную на нем изогнутую стойку согласно полезной модели в него введены автоматизированная система определения уровня воды, состоящая из двух ГНСС-антенн, одна из которых направлена в зенит, имеющая правостороннюю поляризацию,  и принимает прямые ГНСС-сигналы, а другая направлена в надир, имеющая левостороннюю поляризацию, и принимает отраженныеот поверхности воды ГНСС-сигналы, причем выше упомянутая автоматизированная система имеет жесткую связь с изогнутой стойкой, введен блок обработки прямых и отраженных ГНСС-сигналов, соединенный антенными кабелями с автоматизированной системой определения уровня воды и  имеет жесткую связь с держателем вертикальной рейки, кроме того дополнительно введены автоматическая метеорологическая станция, жестко закрепленная на изогнутой стойке, и ретрансляционная антенна связи, имеющая жесткую связь с блоком обработки.
Предлагаемая полезная модель поясняется схемой, представленной на фиг. 1,
где:
1 - направленная в зенит ГНСС-антенна, имеющая правостороннюю поляризацию;
2 - направленная в надир ГНСС-антенна, имеющая левостороннюю поляризацию;
3 - ретрансляционная антенна связи;
4 - автоматическая метеорологическая станция;
5 - изогнутая стойка;
6 - ГНСС-приемник;
7 - ГНСС-приемник;
8 - персональный компьютер (ПК);
9 - соединительный кабель;
10 - блок обработки;
11 - держатель вертикальной рейки;
12 - водная поверхность (морская топографическая);
13 - спутники глобальных навигационных систем (ГНСС);
14 - прямой ГНСС-сигнал;
15 - отраженный ГНСС-сигнал.
Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.
Направленная в зенит ГНСС-антенна, имеющая правостороннюю поляризацию 1, жестко закрепленная на изогнутой стойке 5, имеющей жесткую связь с держателем вертикальной рейки 11, непрерывно принимает прямой ГНСС-сигнал 14, передаваемый со спутников глобальной навигационной системы (ГНСС) 13. Направленная в надир ГНСС-антенна, имеющая левостороннюю поляризацию 2, жестко закрепленная на изогнутой стойке 5, строго под направленной в зенит ГНСС-антенна, имеющей правостороннюю поляризацию 1, непрерывно принимает отраженный ГНСС-сигнал 15 от водной поверхности 12.
Направленная в зенит ГНСС-антенна, имеющая правостороннюю поляризацию 1 и направленная в надир ГНСС-антенна, имеющая левостороннюю поляризацию 2, посредством соединительных кабелей 9, передают измеренные данные ГНСС-приемнику 6 и ГНСС-приемнику 7, которые вместе с персональным компьютером 8, входят в блок обработки 10 данных. Дополнительно автоматическая метеорологическая станция 4, жестко закрепленная на изогнутой стойке 5, измеряет и передает в блок обработки 10 показания по температуре, давлению и относительной влажности воздуха, которые затем учитываются в блоке обработки 10 при вычислении тропосферной задержки, возникающей в прямом 14 и отраженном 15 ГНСС-сигналах.
В блоке обработки 10 данных происходит обработка данных, полученных от направленной в зенит ГНСС-антенны, имеющей правостороннюю поляризацию 1 и направленной в надир ГНСС-антенны, имеющей левостороннюю поляризацию 2, и автоматической метеорологической станции 4, в результате обработки данных определяется уровень водной поверхности.
Для передачи пользователю данных об уровне водной поверхности используется ретрансляционная антенна связи 3, которая посредством соединительного кабеля 9, имеет связь с приемником 7, жестко закрепленным в блоке обработки 10.
Технический результат, достигаемый предлагаемым автоматизированным устройством определения уровня воды, заключается в автоматизации процесса определения уровня воды, повышении точности и непрерывности измерений.
При всей совокупности заявляемых признаков предлагаемое автоматизированное устройство определения уровня воды, может обеспечить точность определения уровня воды до 1 см.