北极海波浪测量
"设备非常可靠,在严酷的北极条件下没有出现任何故障。它们已连续运行一年多,无需电源循环等。 | 马丁-多布尔博士
边缘冰区(MIZ)计划
近几十年来,北极地区的变暖程度超过了其他任何地区,导致海冰量大幅减少。无冰面积的增加和冰盖流动性的增强导致波弗特海出现了季节性边缘冰区(MIZ)。
海军研究办公室的 MIZ 计划采用了一项观测和模拟综合计划,利用包括波浪浮标在内的多个自主系统研究冰-海洋-大气动态。
研究海浪特征的Ellipse-A
该计划包括 25 个波浪浮标,用于量化公海和冰内波浪的特征和演变。其中 20 个浮标部署在夏季,5 个部署在冬季。"
部署时间很短,因此必须有一个集成的解决方案,使我们能够直接获得良好的海浪数据。法国 UPMC 学院海洋学家、海洋研究项目成员 Martin Doble 博士指出:"设备的交付时间也很关键。
夏季浮标首先钻入冰层,由太阳能电池板供电,并配备了Ellipse-A 惯性运动传感器,用于探测当地浮冰上的远近波效应。冰融化后,夏季浮标继续测量开阔海域的特征。
5 个冬季浮标安装在冰面上。这些浮标由铝制成,具有更好的耐受性,并装有足够的电池为其供电,以度过黑暗的冬季。每个浮标还包含处理和控制电子设备、SD 卡、全球定位系统、铱星卫星调制解调器和天线,可根据需要将记录的数据传输到剑桥基站。
夏季浮标(开阔海域波浪)和冬季浮标(冰内波浪)的数据还被用于量化波浪衰减率。
当温度校准有意义时
这里使用Ellipse-A 惯性传感器测量波高和波向。Ellipse-A 实时测量滚动、俯仰、航向精度 (精确到 0.35°)和波浪(精确到 10 厘米)。
每个传感器都经过偏置、线性、增益、偏差、交叉轴和陀螺-g 校准,校准温度范围为 -40°C 至 +85°C。这使它们能够在恶劣的环境中提供可靠的数据,还有什么能比北极的冰雪环境更恶劣呢?"
Ellipse-A 已经连续运行了一年多,无需进行电源循环等操作,数据显示良好,结果清晰,"Doble 博士引用道,
"我们需要一个非常快速和经济高效的解决方案来测量海洋中的定向波谱。| 马丁-多布勒博士
Ellipse-A:高性能微型 AHRS
在预算相同的情况下,新型微型惯性传感器的姿态更准确、更可靠(IP68),现在还能根据波浪周期自动调整波浪,性能更高。
Ellipse-A 传感器目前正用于 ONR 在波弗特/楚科奇海域的一个新项目中。


Ellipse-A
Ellipse-A 是一款经济实惠的高性能姿态和航向精度 参考系统(AHRS)。
工厂校准温度范围为 -40°C 至 85°C,这款坚固耐用的惯性运动传感器可提供滚动、俯仰、航向精度 航向精度和转向数据。

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什么是测波传感器?
波浪测量传感器是了解海洋动态、提高海上作业安全和效率的重要工具。通过提供准确及时的波浪状况数据,它们有助于为从航运和导航到环境保护等各个领域的决策提供信息。波浪浮标是一种配备传感器的浮动装置,用于测量波浪的高度、周期和方向等参数。
它们通常使用加速度计或陀螺仪来探测波浪运动,并能将实时数据传输到岸基设施进行分析。
什么是测深?
水深测量是对水下地形的深度和形状进行研究和测量,主要侧重于绘制海底和其他水下地形图。水深测量相当于水下地形学,可以详细了解海洋、湖泊和河流的水下特征。水深测量在导航、海洋建设、资源勘探和环境研究等各种应用中发挥着至关重要的作用。
现代测深技术依靠声纳系统,如单波束和多波束回声测深仪,利用声波测量水深。这些设备向海底发送声脉冲,记录回波返回的时间,根据声速计算水深。特别是多波束回声测深仪,可以一次性绘制大范围的海底地图,提供高度详细和精确的海底图像。通常,RTK +INS 解决方案用于创建精确定位的海底三维测深图。
水深数据对于制作海图至关重要,海图通过识别潜在的水下危险(如沉没的岩石、沉船和沙岸)来帮助引导船只安全航行。它还在科学研究中发挥着重要作用,帮助研究人员了解水下地质特征、洋流和海洋生态系统。
浮标有什么用?
浮标是一种漂浮装置,主要用于海上和水上环境,有几个主要用途。浮标通常被放置在特定位置,以标记水体中的安全通道、航道或危险区域。它们为船只和船舶提供指引,帮助它们避开岩石、浅水区或沉船等危险地点。
它们被用作船只的锚泊点。系泊浮标让船只无需抛锚就能系泊,这在抛锚不切实际或对环境造成破坏的地区尤其有用。
仪器浮标配有传感器,可测量温度、波高、风速和大气压力等环境条件。这些浮标为天气预报、气候研究和海洋学研究提供了宝贵的数据。
一些浮标充当从水域或海底收集和传输实时数据的平台,通常用于科学研究、环境监测和军事应用。
在商业捕鱼中,浮标可以标出陷阱或渔网的位置。浮标还有助于水产养殖,标记水下养殖场的位置。
浮标还可以标记指定区域,如禁锚区、禁钓区或游泳区,帮助执行水上法规。
在所有情况下,浮标对于确保安全、促进海洋活动和支持科学研究都至关重要。
什么是浮力?
浮力是流体(如水或空气)对浸没在其中的物体的重量产生的作用力。如果物体的密度小于流体的密度,浮力就会使物体漂浮或上升到水面。浮力产生的原因是物体浸没部分受到的压力不同--较低深度受到的压力较大,从而产生向上的力。
阿基米德原理描述了浮力原理,即物体所受的向上浮力等于物体所流过的液体的重量。如果浮力大于物体的重量,物体就会上浮;如果浮力小于物体的重量,物体就会下沉。从海洋工程(设计船舶和潜水艇)到浮标等漂浮装置的功能,浮力在许多领域都至关重要。