预警河水暴涨,低成本传感器利用卫星信号监测水位

衡量河道水位的方法很多,从简单尺标到先进雷达监测都行,但它们有个问题:多数测量设备可能因暴露于高水位而损坏,导致无法连续监测。然而德国波昂大学团队有个低成本GNSS设备已投入使用2年,能安装在河道附近、安全地利用卫星信号监测水位变化。

传统水位传感器有许多缺点,比如易在洪水中损坏、难以远程读取、无法连续长时间监测水位、或者成本太高,为解决上述问题,波昂大学Makan Karegar博士带领的团队员开发了基于卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的设备。

该设备能不断接收GPS、GLONASS卫星信号,以及从河流表面反射的信号,河面相对于天线位置越低,反射的无线电波传播距离就越长,当每个间接信号叠加在直接信号上会产生干扰模式,分析之后便能确定当前水位。

研究人员指出,我们可以将GNSS天线安装到桥梁、建筑物、河边树木或栅栏等任何结构,在不直接接触河水的前提下全天候安全测量河流水位,平均误差仅1.5厘米。更好的消息是,该设备成本仅156美元,还能由太阳能电池板供电;事实上,团队有个设备已经放在莱茵河下游用了2年。

新论文发布在《Water Resources Research》期刊。

(首图来源:波昂大学)