电子罗盘等传感器在海洋浮标中的应用

在海洋浮标中,传感器的种类决定了其功能和用途。在不同类型和用途的海洋浮标中,搭载的传感器也千差万别。例如,在利用GPS对声纳浮标定位时,可采用电子罗盘来对浮标姿态进行实时更正。

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  海洋浮标,是一种投放在相关海域中兼具观测和测量作用的信息采集设备。浮标主要是利用自身所携带的各类传感器,来获取周围海洋环境中的相关数据。在大多数的海洋浮标中,安装有太阳能电池板以自行供电,从而实现全天候、不间断的测量。

电子罗盘等传感器在海洋浮标中的应用

2019年1月1日,我国第35次南极考察队在南极海域布放了我国首个西风带环境监测浮标。该浮标包括航标灯、太阳能板、气象水文传感器、供电系统等。

  海洋监测浮标是一种海洋水文气象参数综合观测系统,锚定于海上,可定点、连续、自动监测海洋水文、气象等几十种参数。这些测量数据能帮助人们研究和认识海洋,对人类开发和利用海洋具有重要意义。但在此之前,确定浮标的实时测量位置及变动情况是第一步,因此,在大多数的海洋浮标中,搭载GPS模块是必不可少的。

  在海洋浮标中,传感器的种类决定了其功能和用途。在不同类型和用途的海洋浮标中,搭载的传感器也千差万别。这些传感可分为水上和水下两部分,水上主要有温湿度传感器、气压传感器、风速测量计,而水下则复杂的多,主要是对洋流、潮位、盐度等海水信息进行测量。

电子罗盘等传感器在海洋浮标中的应用

2017年年初,国家海洋局在南沙永暑礁海域布放的远海观测浮标

  例如,2019年5月份,上海市海洋环境监测预报中心便发布招标公告,预算以768.2万元采购一套近海预警浮标系统,主要包括浮标体及锚系、安全防护系统、供电系统、数据采集传输系统以及岸站数据接收系统等五大部分。

  据了解,该浮标搭载有多种传感器,包括水面油传感器、气象传感器、测流传感器、多参数水质传感器、水中油传感器、波浪传感器、营养盐传感器、电子罗盘等。

  其中,多参数水质传感器需要同时测量温度、电导率、盐度、水深、pH、浊度、溶解氧和叶绿素;营养盐传感器测量氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐和磷酸盐;油传感器测量水中油;水中油传感器测量碳氢化合物浓度;气象传感器测量风速、风向、气温、气压和相对湿度,搭配电子罗盘;测流仪测量表面流速、流向等参数;波浪传感器测量波高、波周期和波向。

  除测量和定位外,在浮标上通常还会安装无线通信模块。传感器的测量数据和位置信息均是由此发送出去的,而通过无线网络的方式,海洋浮标还能向远程发送状态信息或接受远程指令,从而极大方便进行管理。

电子罗盘等传感器在海洋浮标中的应用

反潜直升机吊放反潜声纳浮标,资料图

  延伸阅读:电子罗盘在声纳浮标GPS辅助定位中的应用

  声纳浮标因具有使用方便、搜潜速度快、搜索面积大、效率高、隐蔽性强等优点,成为航空反潜艇最常用的方法之一。利用声纳浮标进行水下目标定位首先需要进行浮标本身的定位,浮标相对于飞机位置的精度,将直接影响系统对水下目标的定位精度。

  利用GPS对声纳浮标定位能大大缩短载机达到指定浮标的时间,从而提高对水下目标的搜索速度,GPS声纳浮标在海面工作,由于海流和海浪起伏等因素,浮标的姿态是随机变化的,这将影响系统的定位精度。

  此时,可采用电子罗盘来对浮标姿态进行实时更正。所谓电子罗盘,也叫数字指南针,是利用地磁场来定北极的一种方法,现代的数字型罗盘,利用先进加工工艺生产的磁阻传感器,也被称作电子罗盘。在实际使用过程中,通常会采用三轴电子罗盘来辅助GPS进行定位,从而实时监测浮标的姿态和方位角,对浮标姿态进行实时坐标更正。

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