一种观测几何自动调整的水体表观光谱观测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于海洋水色遥感光学测量技术领域，特别涉及一种观测几何自动调 整的水体表观光谱观测装置。
【背景技术】
[0002] 水体光谱特征测量与分析是水色遥感的基础之一，离水辐亮度及遥感反射率是水 体主要的表观光学量（AOPs)，也是海洋水色遥感的基本参数.利用水色遥感获取的离水辐 亮度或遥感反射率，可以进一步反演水体表层叶绿素浓度、悬浮物浓度及黄色物质吸收等 信息.而现场测量获取的AOPs数据，是海洋水色遥感建模和遥感产品真实性检验的前提。
[0003] 现有技术中，现场基于水面法利用便携式光谱仪的表观光谱测量一般是采取人为 避开太阳耀斑、船阴影等干扰的方法来获得现场AOPs数据。其局限性不止在于角度、数据 的不精确性，而且还无法获取长时间连续的数据。
[0004] 因此，迫切需要一种适用于水体表观光谱观测的观测几何自动调整装置与方法， 来获取精确的现场AOPs数据，以满足海洋水色遥感建模和遥感产品真实性检验对大样本 量的需求。 【实用新型内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种适用于水体表观光谱观测的观测 几何自动调整装置。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案是：一种观测几何自动调整的水体表观光谱观测装 置，其特征在于：包括中央控制单元、旋转驱动单元、方位跟踪单元、旋转台和底座；所述的 中央控制单元为处理器和外围电路构成的单板计算机，设置有与外部通讯的接口，分别与 所述的旋转驱动单元和方位跟踪单元电气连接；所述的旋转驱动单元包括电机驱动板、步 进电机、蜗轮传动装置和电机固定板；所述的蜗轮传动装置由转动蜗轮和从动蜗轮及传动 带组成；所述的电机驱动板与步进电机电气连接；所述的步进电机的转动轴与所述的转动 蜗轮的转轴固定连接，所述的从动蜗轮的转动轴与所述的旋转台上设置的支撑转轴固定连 接；所述的转动蜗轮和所述的从动蜗轮通过所述的传动带连接；所述的方位跟踪单元为一 姿态传感器，用于实时跟踪所述的旋转台转动的方位；所述的旋转台包括转动盘、支撑转轴 和仪器挂载杆；所述的支撑转轴固定连接在所述的转动盘下表面，用于带动所述的转动盘 旋转；所述的仪器挂载杆底端固定连接在所述的转动盘上表面上；所述的底座为一由顶盖 和底座壳体装配构成的中空结构，中空结构内设有内部安装架；所述的中央控制单元和电 机驱动板固定安装在所述的内部安装架上；；所述的电机固定板为凹型结构，固定安装在所 述的顶盖下表面上，使整个旋转驱动单元都处于底座的中空结构内；所述的转动蜗轮和所 述的从动蜗轮均固定安装在所述的电机固定板凹槽内；所述的步进电机固定安装在所述的 电机固定板下端；所述的姿态传感器固定安装在所述的仪器挂载杆顶端，使整个方位跟踪 单元位于整个观测几何自动调整的水体表观光谱观测装置的最上方；所述的转动盘安装在 所述的顶盖上，所述的顶盖下底部中央安装有旋转轴承，所述的支撑转轴一端穿过所述的 旋转轴承与所述的旋转台固定连接，另一端与所述的从动蜗轮的转动轴固定连接；所述的 仪器挂载杆用作各种水体表观光谱观测仪器安装架的主支撑杆。
[0007] 作为优选，所述的底座壳体底部设置有可供外部数据传输及电源供应的水密接
[0008] 作为优选，所述的内部安装架设有安装孔，通过螺纹连接件将所述的中央控制单 元和电机驱动板固定安装。
[0009] 作为优选，所述的仪器挂载杆为一中空圆形直杆，固定连接于所述的转动盘上表 面中心位置，与所述的转动盘上表面垂直。作为优选，所述的方位跟踪单元为一三轴电子罗 盘传感器，通过螺纹连接件固定安装在所述的仪器挂载杆顶端。
[0010] 作为优选，所述的安装在仪器挂载杆顶端的水体表观光谱观测仪器的观测方向与 太阳入射方向成135°夹角。
[0011] 本实用新型能够在外部数据的辅助下，通过自身结构实现对其承载的光学仪器的 观测几何的自动调整，克服了现有技术中需要人为避开太阳耀斑、船阴影等干扰的调整方 式所带来的局限性。不仅节省了人力成本，更重要的是可获取精确的现场AOPs数据，能够 充分满足海洋水色遥感建模和遥感产品真实性检验对大样本量的需求。
【附图说明】
[0012] 图1 :为本实用新型实施例的装置的整体结构示意图；
[0013] 图2 :为本实用新型实施例的装置的底座内部的结构不意图；
[0014]图3 :为本实用新型实施例的装置的旋转驱动单元的结构示意图；
[0015] 图4:为本实用新型实施例的装置的旋转台的结构示意图；
[0016] 图5:为本实用新型实施例的装置中水体表观光谱仪器观测角度示意图。
【具体实施方式】
[0017] 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及实施例对 本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0018] 请见图1、图2、图3和图4,本实用新型提供了一种观测几何自动调整的水体表观 光谱观测装置，包括中央控制单元1、旋转驱动单元2、方位跟踪单元3、旋转台4和底座5 ; 中央控制单元1为处理器和外围电路构成的单板计算机，设置有与外部通讯的接口，与旋 转驱动单元2电气连接，与方位跟踪单元3电气连接；旋转驱动单元2包括电机驱动板21、 步进电机22、蜗轮传动装置和电机固定板26 ;蜗轮传动装置由转动蜗轮23和从动蜗轮24 及传动带25组成；电机驱动板21与步进电机22电气连接；步进电机22的转动轴与转动蜗 轮23的转轴固定连接，从动蜗轮24的转动轴与旋转台4上设置的支撑转轴42固定连接； 转动蜗轮23和从动蜗轮24通过传动带25连接；方位跟踪单元3为一姿态传感器，用于实 时跟踪所述的旋转台转动的方位；旋转台4包括转动盘41、支撑转轴42和仪器挂载杆43 ; 支撑转轴42固定连接在转动盘41下表面，用于带动转动盘41旋转；仪器布挂载杆43底端 固定连接在转动盘41上表面上；底座5为一由顶盖51和底座壳体52装配构成的中空结 构，中空结构内设有内部安装架53 ;中央控制单元1和电机驱动板21固定安装在内部安装 架53上；电机固定板26固定连接在顶盖51下表面上，使整个旋转驱动单元2都处于底座 5的中空结构内；电机固定板26为凹型结构，固定安装在顶盖51上；转动蜗轮23和从动蜗 轮24均固定安装在电机固定板26凹槽内，步进电机22固定安装在电机固定板26下端；转 动盘41安装在顶盖51上，顶盖51下底部中央安装有旋转轴承511，支撑转轴42 -端穿过 旋转轴承511与旋转台4固定连接，另一端与从动蜗轮24的转动轴固定连接；仪器挂载杆 43用作各种水体表观光谱观测仪器安装架的主支撑杆。
[0019] 本实施例的底座壳体52底部设置有可供外部数据传输及电源供应的水密接口 521〇
[0020] 本实施例的内部安装架53设有安装孔，通过螺纹连接件将中央控制单元1和电机 驱动板21固定安装。
[0021] 本实施例的仪器挂载杆43为一中空圆形直杆，固定连接于转动盘41上表面中心 位置，与转动盘41上表面垂直。
[0022] 本实施例的方位跟踪单元3为一三轴电子罗盘传感器，通过螺纹连接件固定安装 在仪器挂载杆43顶端。
[0023] 本实施例的安装在仪器挂载杆43顶端的水体表观光谱观测仪器的观测方向与太 阳入射方向成135°夹角。
[0024] 请见图5,本实用新型在鄱阳湖水域进行的水体表观光谱观测过程，包括以下步 骤：
[0025] 步骤1:在待测水体中安装固定支架，使固定支架露出水面至少2米，在固定支架 顶部安装万向水平支架，再在万向水平支架上安装水体表观光谱观测装置；
[0026] 步骤2 :水体表观光谱观测光学仪器按常规方法定标后，通过各种安装架安装在 所述的仪器挂载杆上，并使仪器观测方向与所述的方位跟踪单元的基准方向即三轴电子罗 盘传感器的X轴方向一致；
[0027] 步骤3 :对待测水体进行表观光谱观测，将通过所述的外部数据通讯水密接口获 取观测地点经炜度数据及观测时刻时间数据，传输至所述的中央控制单元，作为计