一种基于天通卫星的深远海况监视系统及浮标技术方案

本发明专利技术涉及海况监测技术领域，公开了一种基于天通卫星的深远海况监视系统及浮标。一种浮标，其特征在于，包括：浮台，所述浮台内开设有内舱和保护舱，且多个所述保护舱水平环绕所述内舱分布；驱动机构，用于控制所述浮台的运动，包括舵机和推进器，所述推进器的供电端设置于所述内舱中；监测单元，设置于所述浮台上端，用于监测海面状态。本发明专利技术提供了对深远海域进行海况监视的系统，通过浮标来采集海域信息，不存在对于检测人员的安全隐患，适用的海域范围十分广泛，由于浮标直接与海面接触，且可以深入环境较为恶劣的环境中，因此获得的海域信息也更加准确。域信息也更加准确。域信息也更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于天通卫星的深远海况监视系统及浮标


[0001]本专利技术涉及海况监
，具体涉及一种基于天通卫星的深远海况监视系统及浮标。

技术介绍

[0002]浮标，指浮于水面的一种航标，是锚定在指定位置，用以标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。浮标在航标中数量最多，应用广泛，设置在难以或不宜设立固定航标之处。浮标，其功能是标示航道浅滩或危及航行安全的障碍物。装有灯具的浮标称为灯浮标，在日夜通航水域用于助航为信号浮标。有的浮标还装雷达应答器、无线电指向标、雾警信号和海洋调查仪器等设备。
[0003]相对于海船，浮标的体积和质量都小很多，当船舶以一定速度经过浮标附近时，浮标会受到巨大吸引力，并撞向船体，浮标的内舱进水便会导致浮标严重歪斜甚至下沉。
[0004]海况亦称海面状况、海情，是指在海洋水文观测中，由风浪和涌浪引起的海面外貌特征。针对于海况的监视，现有技术中通常采用具有海况监测功能的测量船来实现，或通过天气预测某片区域的海绵状况，上述前一种监测方式，一方面不适用于深远海域的监测，另一方面对于测量船上的工作人员存在安全隐患；而后一种监测方式，仅仅通过天气判断海况，而忽略洋流中诸如密度流、补偿流的影响，因此对海况中海浪实际的波动情况的预测准确性较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于天通卫星的深远海况监视系统及浮标，解决以下技术问题：
[0006](1)如何提高浮标的抗撞击能力；
[0007](2)如何提高海况检测的安全性和准确性；
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0009]一种浮标，其特征在于，包括：
[0010]浮台，所述浮台内开设有内舱和保护舱，且多个所述保护舱水平环绕所述内舱分布；
[0011]驱动机构，用于控制所述浮台的运动，包括舵机和推进器，所述推进器的供电端设置于所述内舱中；
[0012]监测单元，设置于所述浮台上端，用于监测海面状态；
[0013]太阳能电池板，所述舵机、所述推进器和所述监测单元均与所述太阳能电池板电性连接。
[0014]一种基于天通卫星的深远海况监视系统，其特征在于，包括：
[0015]浮标，用于采集海域信息；
[0016]海况分析模块，用于对采集到的海域信息进行分析处理，并根据分析处理的结果
建立对该海域的海况评价策略；
[0017]通讯模块，用于根据海况评价策略基于天通卫星向过往该片海域的船只发出预警信号。
[0018]作为进一步的技术方案，所述海域信息包括：
[0019]基于三轴加速度传感器分别获得的浮标的在x、y、z三轴方向上的三条加速变化曲线：x
″
(t)、y
″
(t)、z
″
(t)
[0020]基于测风仪获得的风向以及实时风速；
[0021]基于GPS定位器获得的浮标的位置信息。
[0022]作为进一步的技术方案，对采集到的海域信息进行分析处理的过程包括：
[0023]分别对经平滑处理后的三条加速变化曲线进行两次对时间t的积分，对应获得三条曲线：x(t)、y(t)、z(t)；
[0024]通过公式计算获得预设时间区间[t
a
，t
b
]内局部海域海浪的平静参数f
calm
；
[0025]其中，S为基于GPS定位器获取的浮标在区间[t
a
，t
b
]两个端点对应位置的直线距离；Δl
s
为预设参考系数；
[0026]将平静参数f
calm
与预设阈值f
thold
，做比对：
[0027]若f
calm
≥f
thold
，则判断该局部海域海面平静；
[0028]若f
calm
＜f
thold
，则需要建立海况风险评价策略。
[0029]作为进一步的技术方案，对采集到的海域信息进行分析处理的过程还包括：
[0030]将风向及浮标运动方向以同样划分标准划分为若干角度区间；
[0031]在预设时间区间[t
a
，t
b
]内，基于测风仪记录风向落在各个角度区间的风向状态信息；
[0032]基于GPS定位器，在区间[t
a
，t
b
]内，获取浮标起点位置朝终点位置的指向所在角度区间，记为洋流方向角区间；
[0033]筛选出风向落在洋流方向角区间的风向状态信息，并对该风向状态信息进行分析，根据分析结果对该海域的海浪做危险性判断。
[0034]作为进一步的技术方案，基于测风仪记录的风向落在各个角度区间的风向状态信息包括：
[0035]风向落在各个角度区间的次数以及每次停留在对应角度区间的时长。
[0036]作为进一步的技术方案，对风向状态信息进行分析的过程包括：
[0037]通过公式计算出海浪危险参数值H
wave
；
[0038]其中，N为风向在区间[t
a
，t
b
]内处于洋流方向角区间的次数；Δt
i
为风向在区间[t
a
，t
b
]内第i次处于洋流方向角区间的时间段长度，t
il
、t
ir
分别为时间段Δt
i
的左右端点时刻；V
wind
(t)为风速数值随时间变化量，且V
wind
(t)≥0；ε为预设参考系数；
[0039]若海浪危险参数值H
wave
超过预设阈值H
thr
，则判定该海域海浪对安全航行存在威
胁。
[0040]作为进一步的技术方案，建立海况风险评价策略的过程包括：
[0041]通过公式P
risk
＝γ1*(f
thold
‑
f
calm
）+γ2*H
wave
计算出对应海域的海况风险参数P
risk
；
[0042]其中，γ1、γ2均为预设的权重系数；
[0043]若海况风险参数P
risk
超过预设安全阈值P
safe
，则由通讯模块基于天通卫星向过往该片海域的船只发出预警信号。
[0044]本专利技术的有益效果：
[0045](1)本专利技术提供了一种浮标，可以实现提高浮标抗撞击的能力，通过浮台内开设的内舱和保护舱，且多个保护舱水平环绕内舱分布，当浮标的侧壁与船体发生距离碰撞时，保护舱便实现了保护作用。单个保护舱因碰撞破裂，不会影响到内舱和其他保护舱，而多个保护舱破裂，也不会对浮标的稳定性造成大的影响，因此，通过上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浮标，其特征在于，包括：浮台(1)，所述浮台(1)内开设有内舱(101)和保护舱(102)，且多个所述保护舱(102)水平环绕所述内舱(101)分布；驱动机构，用于控制所述浮台(1)的运动，包括舵机(201)和推进器(202)，所述推进器(202)的供电端设置于所述内舱(101)中；监测单元(3)，设置于所述浮台(1)上端，用于监测海面状态；太阳能电池板(4)，所述舵机(201)、所述推进器(202)和所述监测单元(3)均与所述太阳能电池板(4)电性连接。2.一种基于天通卫星的深远海况监视系统，其特征在于，包括：权利要求1所述的浮标，用于采集海域信息；海况分析模块，用于对采集到的海域信息进行分析处理，并根据分析处理的结果建立对该海域的海况评价策略；通讯模块，用于根据海况评价策略基于天通卫星向过往该片海域的船只发出预警信号。3.根据权利要求2所述的一种基于天通卫星的深远海况监视系统，其特征在于，所述海域信息包括：基于三轴加速度传感器分别获得的浮标的在x、y、z三轴方向上的三条加速变化曲线：x
″
(t)、y
″
(t)、z
″
(t)基于测风仪获得的风向以及实时风速；基于GPS定位器获得的浮标的位置信息。4.根据权利要求3所述的一种基于天通卫星的深远海况监视系统，其特征在于，对采集到的海域信息进行分析处理的过程包括：分别对经平滑处理后的三条加速变化曲线进行两次对时间t的积分，对应获得三条曲线：x(t)、y(t)、z(t)；通过公式计算获得预设时间区间[t
a
，t
b
]内局部海域海浪的平静参数f
calm
；其中，S为基于GPS定位器获取的浮标在区间[t
a
，t
b
]两个端点对应位置的直线距离；Δl
s
为预设参考系数；将平静参数f
calm
与预设阈值f
thold
，做比对：若f
calm
≥f
thold
，则判断该局部海域海面平静；若f
calm
＜f
thold
，则需要建立海况风险评价策略。5.根据权利要求4所述的一种基于天通卫星的深远海况监视系统，其特征在于，对采集到的海域信息进行分析处理的过程还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：林冠英，孟强，许铭彬，张新文，丁奕博，银利强，
申请(专利权)人：国家海洋局南海调查技术中心国家海洋局南海浮标中心，
类型：发明
国别省市：