KR102501277B1 - System for measuring marine wave information using marine navigation and communication equipment of vessel - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 수선면으로 단파를 방사하는 X밴드 레이더 및 장파를 방사하는 S밴드 레이더로 구성되는 레이더부; 절대운항정보를 계측하는 속도계측부; 및 본선 주변해역의 날씨정보에 따라 상기 레이더부의 X밴드 레이더 또는 S밴드 레이더를 선택적으로 구동하며 해당 해면반사파로부터의 반사파신호정보를 수신하여 상대파랑정보를 산출하고, 상기 절대운항정보와 상기 상대파랑정보를 분석하여 파고와 파향과 파주기의 절대파랑정보를 산출하는 제어부;를 포함하여서, 레이더부를 듀얼로 구성하여, 해상기상조건과 무관하게, 해수면상태를 정확하게 스캔하여 파랑정보를 제공할 수 있고, 해면반사파의 수신강도가 약하더라도 풍속계로 상대 풍향/풍속 구하고, DGPS, GYRO에서 구한 선속과 항로를 이용해서 절대 풍향/풍속을 구해 보퍼트 테이블에 의해 정확한 파랑정보(파고/파주기)를 제공할 수 있어서, 파랑정보의 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있는, 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템을 개시한다.The present invention is a radar unit composed of an X-band radar for radiating short waves to a water plane and an S-band radar for emitting long waves; a speed measurement unit for measuring absolute navigation information; and selectively driving the X-band radar or S-band radar of the radar unit according to the weather information of the sea area around the main ship, receiving the reflected wave signal information from the corresponding sea surface reflected wave to calculate the relative wave information, and calculating the absolute navigation information and the relative wave information. A controller that analyzes information to calculate absolute wave information of wave height, wave direction, and wave period; Including, the radar unit is configured in dual to provide wave information by accurately scanning the sea level regardless of sea weather conditions, , Obtain relative wind direction/speed with an anemometer even if the reception strength of the sea-reflected wave is weak, and obtain absolute wind direction/speed using the vessel speed and route obtained from DGPS and GYRO, and provide accurate wave information (wave height/wave period) by the Beaufort table. Disclosed is a maritime wave information measurement system using ship navigation equipment, which can further improve the reliability of wave information.

Description

선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템{SYSTEM FOR MEASURING MARINE WAVE INFORMATION USING MARINE NAVIGATION AND COMMUNICATION EQUIPMENT OF VESSEL}Maritime wave information measurement system using ship navigation equipment {SYSTEM FOR MEASURING MARINE WAVE INFORMATION USING MARINE NAVIGATION AND COMMUNICATION EQUIPMENT OF VESSEL}

본 발명은 해상파랑정보 계측시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 레이더부를 듀얼로 구성하여, 해상기상조건과 무관하게 해수면상태를 정확하게 스캔하여 파랑정보를 제공할 수 있고, 해면반사파의 수신강도가 약하더라도 보퍼트 테이블에 의해 정확한 파랑정보를 제공할 수 있는, 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a marine wave information measurement system, and more particularly, by configuring a dual radar unit, it is possible to provide wave information by accurately scanning the sea surface state regardless of marine meteorological conditions, and the reception strength of the reflected wave is It relates to a maritime wave information measurement system using ship navigation equipment that can provide accurate wave information by a Beaufort table even if it is weak.

주지하는 바와 같이, 해상에서의 파압과 파속과 파향의 파랑정보는 선박의 속도 성능을 결정 짓는 주요한 인자이며 선박운영비(OPEX;OPerating EXpenditure)와 직결되는데, 이를 위해 레이더를 이용하여 정확한 파랑정보를 계측하는 것을 요구된다.As is well known, the wave information of wave pressure, wave speed, and wave direction at sea is a major factor determining the speed performance of a ship and is directly related to the ship's operating expense (OPEX; Operating Expenditure). To this end, radar is used to measure accurate wave information. are required to do

한편, 레이더를 이용한 파랑계측시스템은 강우, 강설 또는 짖은 안개시, 강우와 강설과 안개에 의해 레이더 산란과 감쇄로 인해 파랑을 정확하게 계측할 수 없는 문제가 있다.On the other hand, the wave measurement system using radar has a problem in that it cannot accurately measure waves due to radar scattering and attenuation due to rainfall, snowfall, or fog.

도 1을 참조하면, 이를 개선하기 위한 종래의 파랑계측시스템(100)은, 해면으로 레이더 송신파를 발사하고 레이더 반사파를 수신하는 레이더(30), 및 레이더 반사파에서 강우에 의해 반사되는 강우반사성분을 추출하고 레이더 반사파 및 강우반사성분을 이용하여 해면 반사파를 설정하며, 해면 반사파를 이용하여 파랑을 판단하는 계측장치(50)를 포함하되, 강우가 없는 경우에서의 반사파를 수신하고, 강우가 있는 경우에서의 강우 반사파를 수신한 후 반사파 및 강우 반사파를 이용하여 강우반사성분 및 강우감쇄신호를 추출하고 반사와 감쇄를 보상하여 파랑을 판단하여서, 강우시에도 파랑을 계측하도록 한다.Referring to FIG. 1, a conventional wave measurement system 100 for improving this is a radar 30 that emits a radar transmission wave to the sea surface and receives a radar reflected wave, and a rain reflection component reflected by rain in the radar reflected wave. It includes a measuring device 50 that extracts and sets the sea surface reflection wave using the radar reflection wave and the rain reflection component, and determines the wave using the sea surface reflection wave, but receives the reflected wave when there is no rainfall, and After receiving the rain reflected wave from the case, the rain reflection component and the rain attenuation signal are extracted using the reflected wave and the rain reflected wave, and the wave is determined by compensating for the reflection and attenuation, so that the wave is measured even during rain.

하지만, 강우 여부에 따른 반사파 및 강우 반사파를 수신하여 파랑을 계측하는 것은 이론적으로 가능하나, 실제 선박 운항시, 동일시간대에, 동일해역에 대한 강우여부에 따른 해당 반사파정보를 수신하는 것이 불가능하므로 이의 구현가능성이 현저히 낮다.However, although it is theoretically possible to measure waves by receiving reflected waves and rain reflected waves according to whether or not there is rainfall, it is impossible to receive the corresponding reflected wave information according to whether or not there is rain in the same sea area in the same time zone during actual ship operation. The feasibility of implementation is very low.

또한, 해저에 고박되어 파고를 정량적으로 계측하는 부이형 파고계를 이용할 수는 있으나, 시운전 해역(위치)과 동일한 구역에 설치한다는 것은 현실적으로 불가능할 뿐 아니라 설치 자체도 불가능 하여, 고가의 부이형 파고계를 대체하여, 본선자체의 항통장비를 활용하여 파랑정보를 정확하게 계측할 수 있는 기술이 요구된다.In addition, it is possible to use a buoy-type wave height meter that is fixed to the seabed and measures the wave height quantitatively, but it is practically impossible to install it in the same area as the test operation sea area (location), and it is impossible to install it, replacing the expensive buoy-type wave height meter. Therefore, a technology that can accurately measure wave information using the ship's own air traffic equipment is required.

한국 등록특허공보 제1031260호 (파랑 계측 시스템 및 방법. 2011.04.19.)Korean Patent Registration No. 1031260 (Blue measuring system and method. 2011.04.19.) 한국 공개특허공보 제2008-0093569호 (레이더 계측에 따른 파랑정보를 이용한 선박 안전운항방법. 2008.10.22)Korean Patent Laid-open Publication No. 2008-0093569 (Safe navigation method using wave information according to radar measurement. 2008.10.22)

본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 해상기상조건과 무관하게 파랑정보를 정확히 계측하면서, 본선자체의 항통장비를 활용하여 효율적인 계측시스템을 구축할 수 있는, 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the spirit of the present invention is to measure maritime wave information using ship navigation equipment, which can build an efficient measurement system using the ship's own navigation equipment while accurately measuring wave information regardless of maritime weather conditions. to provide the system.

전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 수선면으로 단파를 방사하는 X밴드 레이더 및 장파를 방사하는 S밴드 레이더로 구성되는 레이더부; 절대운항정보를 계측하는 속도계측부; 및 본선 주변해역의 날씨정보에 따라 상기 레이더부의 X밴드 레이더 또는 S밴드 레이더를 선택적으로 구동하며 해당 해면반사파로부터의 반사파신호정보를 수신하여 상대파랑정보를 산출하고, 상기 절대운항정보와 상기 상대파랑정보를 분석하여 파고와 파향과 파주기의 절대파랑정보를 산출하는 제어부;를 포함하는, 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a radar unit composed of an X-band radar emitting short waves and an S-band radar emitting long waves to a water plane; a speed measurement unit for measuring absolute navigation information; and selectively driving the X-band radar or S-band radar of the radar unit according to the weather information of the sea area around the main ship, receiving the reflected wave signal information from the corresponding sea surface reflected wave to calculate the relative wave information, and calculating the absolute navigation information and the relative wave information. Provides a maritime wave information measurement system using ship navigation equipment, including a control unit that analyzes information to calculate absolute wave information of wave height, wave direction, and wave period.

여기서, 풍향과 풍속의 상대풍속정보를 계측하는 풍속계를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 절대운항정보와 상기 상대풍속정보를 분석하여 절대풍속정보를 산출하고, 보퍼트 테이블의 풍속정보에 상응하는 해면상태정보를 추출하여서, 상기 절대파랑정보와 비교 분석한 후 최종파랑정보를 산출할 수 있다.Here, an anemometer for measuring relative wind speed information of wind direction and wind speed is further included, and the control unit calculates absolute wind speed information by analyzing the absolute navigation information and the relative wind speed information, and calculates the wind speed information corresponding to the wind speed information of the Beaufort table After extracting sea level information and comparing and analyzing it with the absolute wave information, final wave information can be calculated.

또한, 상기 제어부는, 상기 반사파신호정보, 상기 절대운항정보의 항로와 위치와 절대항속, 및 상기 상대풍속정보를 NMEA 0183포맷 형태로 수신하는 NMEA인터페이스와, 상기 반사파신호정보로부터 트리거신호, 베어링신호, 헤딩신호 또는 비디오신호로 분류하고 디지털신호를 아날로그신호로 변환하는 RSC보드와, 상기 NMEA인터페이스와 상기 RSC보드로부터 수신된 해당 정보를 분석하여 상기 절대파랑정보 또는 상기 최종파랑정보를 산출하는 RSC컨트롤러로 구성될 수 있다.In addition, the control unit provides a NMEA interface for receiving the reflected wave signal information, the route, position and absolute speed of the absolute navigation information, and the relative wind speed information in the form of NMEA 0183 format, and a trigger signal and a bearing signal from the reflected wave signal information. An RSC board that classifies a heading signal or a video signal and converts a digital signal into an analog signal, and an RSC controller that analyzes the corresponding information received from the NMEA interface and the RSC board to calculate the absolute blue information or the final blue information. may consist of

또한, 상기 속도계측부는, 자이로컴퍼스 및 DGPS를 포함하여 상기 절대운항정보를 계측할 수 있다.In addition, the speed measuring unit may measure the absolute navigation information by including a gyrocompass and DGPS.

또한, 상기 RSC컨트롤러는 상기 절대운항정보와 상기 상대파랑정보를 회귀분석하여 파고와 파향과 파주기의 절대파랑정보를 산출할 수 있다.In addition, the RSC controller may perform regression analysis on the absolute navigation information and the relative wave information to calculate absolute wave information of wave height, wave direction, and wave period.

또한, 상기 제어부는, 강우, 강설 또는 안개의 날씨정보에 따라, 상기 S밴드 레이더를 구동할 수 있다.In addition, the control unit may drive the S-band radar according to weather information of rain, snowfall, or fog.

또한, 상기 제어부는, 상기 해면반사파의 수신강도가 상기 상대파랑정보를 특정할 수 없는 특정값 이하이면, 상기 절대풍속정보를 통해 상기 최종파랑정보를 산출할 수 있다.In addition, the control unit may calculate the final wave information through the absolute wind speed information when the reception strength of the sea surface reflected wave is less than or equal to a specific value in which the relative wave information cannot be specified.

본 발명에 의하면, 레이더부를 듀얼로 구성하여, 해상기상조건과 무관하게, 해수면상태를 정확하게 스캔하여 파랑정보를 제공할 수 있고, 해면반사파의 수신강도가 약하더라도 바람에 기인한 파랑정보를 풍속계를 통해 상대 풍향/풍속을 계측하고 DGPS와 GYRO를 통해 선속과 운항로를 계측한후 절대 풍향/풍속을 계산한 후 보퍼트 테이블에 의해 정확한 파고/파주기정보를 제공할 수 있어서, 파랑정보의 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by configuring the radar unit in dual, it is possible to accurately scan the sea surface state and provide wave information regardless of marine weather conditions, and even if the reception strength of the sea level reflected wave is weak, wave information due to wind can be obtained by using the anemometer. Relative wind direction/speed is measured through DGPS and GYRO, and absolute wind direction/wind speed is calculated after measuring ship speed and route through DGPS and GYRO. There is an effect that can further improve.

또한, 거친 해상에서, 선원의 견시에 의하지 않고, 본선자체의 항통장비와 추가 인터페이스장비인 NMEA인터페이스를 통해 소형화하고 파랑계측을 시스템화하여서, 운항의 안정성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, in rough seas, it is possible to improve the stability of operation by miniaturizing and systematizing wave measurement through the ship's navigation equipment and the NMEA interface, which is an additional interface equipment, without relying on the crew's observation.

도 1은 종래기술에 의한 파랑 계측 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템을 적용한 선박을 예시한 것이다.
도 3은 도 2의 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템의 구성도를 예시한 것이다.
도 4는 도 3의 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템에 의한 절대파랑정보 산출방법의 흐름도를 예시한 것이다.
1 shows a wave measurement system according to the prior art.
2 illustrates a ship to which a marine wave information measurement system using a ship navigation equipment according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 illustrates a configuration diagram of a maritime wave information measurement system using the ship navigation equipment of FIG. 2 .
FIG. 4 illustrates a flowchart of a method for calculating absolute wave information by a marine wave information measurement system using the ship navigation equipment of FIG. 3 .

이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention having the above-described characteristics will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템을 적용한 선박을 예시한 것이며, 도 3은 도 2의 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템의 구성도를 예시한 것이고, 도 4는 도 3의 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템에 의한 절대파랑정보 산출방법의 흐름도를 예시한 것이다.2 illustrates a ship to which a maritime wave information measurement system using a ship navigation equipment according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 3 illustrates a configuration diagram of a maritime wave information measurement system using the ship navigation equipment of FIG. 2 4 illustrates a flowchart of a method for calculating absolute wave information by a marine wave information measurement system using the ship navigation equipment of FIG. 3.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템은, 단파와 장파를 방사하는 듀얼구성의 레이더부(110)와, 본선 운항정보를 계측하는 속도계측부(120)와, 풍속계(130)와, 파랑의 절대파랑정보를 산출하는 제어부(140)로 구성되어, 본선자체의 항통장비를 활용하여 파랑정보의 정확도를 높이는 것을 요지로 한다.Referring to FIGS. 2 and 3, the maritime wave information measurement system using the vessel navigation equipment according to an embodiment of the present invention includes a dual-configuration radar unit 110 emitting short and long waves and measuring main vessel operation information. It consists of a speed measuring unit 120, an anemometer 130, and a control unit 140 that calculates the absolute wave information of the wave, and the main point is to increase the accuracy of the wave information by utilizing the navigation equipment of the ship itself.

우선, 레이더부(110)는, 공중선부(scanner unit; 안테나)를 통해 본선 주변해역의 수선면(water plane)으로 8GHz 내지 12GHz의 단파(short phase)를 방사하여 해당 해면반사파로부터 고해상도 분해능의 근거리 객체를 탐지하는 X밴드 레이더(111), 및 2GHz 내지 4GHz의 장파(long phase)를 방사하여 해당 해면반사파로부터 전자기파 감쇄율이 상대적으로 낮은 장거리 객체를 탐지하는 S밴드 레이더(112)로 구성된다.First of all, the radar unit 110 radiates a short phase of 8 GHz to 12 GHz to the water plane of the sea area around the main ship through a scanner unit (antenna) to obtain a short distance with high resolution resolution from the corresponding sea level reflection wave. It consists of an X-band radar 111 that detects an object, and an S-band radar 112 that detects a long-range object having a relatively low electromagnetic wave attenuation rate from the corresponding sea level wave by emitting a long phase of 2 GHz to 4 GHz.

여기서, 레이더부(110)는 수신된 해당 해면반사파의 반사파신호정보를 후술하는 제어부(140)의 NMEA인터페이스(141)를 통해서 RSC보드(142)로 전송한다.Here, the radar unit 110 transmits the received reflected wave signal information of the corresponding sea level reflected wave to the RSC board 142 through the NMEA interface 141 of the control unit 140 described later.

다음, 속도계측부(120)는, 절대운항정보를 계측하는데, 자이로컴퍼스(gyro compass)(121)와, DGPS(Differential GPS)(122)를 포함하여 절대운항정보를 계측한다.Next, the speed measuring unit 120 measures absolute navigation information, including a gyro compass 121 and a differential GPS (DGPS) 122 to measure absolute navigation information.

다음, 풍속계(anemometer)(130)는 본선 주변해역의 상대풍속정보를 계측한다. 여기서, 상대풍속정보란 본선에 설치된 풍속계(130)에 의해 운항중 계측되는 풍향과 풍속의 풍속정보를 의미한다.Next, an anemometer 130 measures relative wind speed information in the sea area around the ship. Here, the relative wind speed information refers to wind speed information of wind direction and wind speed measured during navigation by the anemometer 130 installed on the vessel.

다음, 제어부(140)는, 본선 주변해역의 날씨정보에 따라 레이더부(110)의 X밴드 레이더(111) 또는 S밴드 레이더(112)를 선택적으로 구동하며 해당 레이더의 해당 해면반사파의 반사파신호정보로부터 상대파랑정보를 산출하고, 속도계측부(120)로부터의 절대운항정보와 산출된 상대파랑정보를 분석하여 파고와 파향과 파주기의 절대파랑정보를 산출한다.Next, the control unit 140 selectively drives the X-band radar 111 or the S-band radar 112 of the radar unit 110 according to the weather information of the sea area around the main ship, and the reflected wave signal information of the corresponding sea level reflected wave of the corresponding radar Relative wave information is calculated from , and absolute wave information of wave height, wave direction, and wave period is calculated by analyzing the absolute navigation information from the speed measuring unit 120 and the calculated relative wave information.

또는, 제어부(140)는, 절대운항정보와 상대풍속정보를 분석하여 절대풍속정보를 산출하고, 아래의 표1의 보퍼트 테이블(Beaufort Table)의 풍속정보에 상응하는 해면상태정보를 추출하여서, 절대파랑정보와 비교 분석한 후 최종파랑정보를 산출한다.Alternatively, the control unit 140 analyzes the absolute navigation information and the relative wind speed information to calculate the absolute wind speed information, and extracts sea level information corresponding to the wind speed information of the Beaufort Table of Table 1 below, After comparing and analyzing the absolute wave information, the final wave information is calculated.

등급Rating 명칭designation 해설Commentary 풍속
(mile/h)
wind speed
(mile/h)
파고
(M)
digging
(M)
파주기
(sec.)
digging
(sec.)
해상용marine 00 정온calmness 해면 평활하고 기름을 흘린 듯 Sponge smooth and oil spilled 1미만less than 1 -- 1One 지경풍geogyeongpung 해면에 작은 파도가 있는 느낌 Feeling of small waves on the sea surface 1~41 to 4 0.1
(0.1)
0.1
(0.1)
0.50.5
22 경풍convulsion 해면에 작은 파도를 확인할 수 있다 Small waves can be seen on the sea surface 4~84 to 8 0.2
(0.3)
0.2
(0.3)
1.31.3
33 연풍Yeonpung 해면의 곳곳에 흰 파도가 보인다 White waves can be seen everywhere on the sea surface 8~138 to 13 0.6
(1)
0.6
(One)
2.3~2.72.3 to 2.7
44 화풍painting style 해면의 절반 정도 흰 파도가 된다 Half of the sea level becomes white waves 13~1913~19 1
(1.5)
One
(1.5)
3.2~4.33.2~4.3
55 질풍gale 해면이 거의 흰 파도가 된다 The sea surface becomes almost white waves 19~2519-25 2
(2.5)
2
(2.5)
4.8~5.44.8~5.4
66 웅풍Ungpung 흰 파도가 활발히 인다 white waves are bubbling 25~3225 to 32 3
(4)
3
(4)
5.9~7.05.9 to 7.0
77 강풍gale 흰 파도가 더욱 높아짐 White waves rise even higher 32~3932~39 4
(5.5)
4
(5.5)
7.5~8.67.5~8.6
88 질강풍gale 풍랑이 더욱 높아짐 The storm rises even higher 39~4739~47 5.5
(7.5)
5.5
(7.5)
9.1~10.79.1~10.7
99 대강풍strong wind 풍랑이 매우 높아짐 The storm rises very high 47~5547~55 7
(10)
7
(10)
11.3~12.311.3~12.3
1010 천강풍celestial wind 풍랑이 더 한층 높아짐 The storm rises even higher 55~6455-64 9
(12.5)
9
(12.5)
12.9~14.512.9~14.5
1111 폭풍storm 풍랑이 심대하다 the storm is severe 64~7564-75 11.5
(16)
11.5
(16)
15~15.915 to 15.9
1212 구풍old fashioned 선박의 전복이 염려 Worried about capsizing of ships 75이상75 or more 14
(-)
14
(-)
17.217.2

즉, 제어부(140)는, 해면반사파의 수신강도가 약해 상대파랑정보를 특정할 수 없는 특정값 이하이면, 풍속계(130)의 상대풍속정보로부터 산출된 절대풍속정보를 통해 절대파랑정보인 최종파랑정보를 산출할 수 있다.That is, if the received strength of the sea level reflected wave is weak and is below a specific value at which the relative wave information cannot be specified, the final wave, which is the absolute wave information, through the absolute wind speed information calculated from the relative wind speed information of the anemometer 130. information can be derived.

예컨대, 제어부(140)는 풍속등급에 따른 해면상태와 파고정보를 제공하는 보퍼트 테이블에 따라, 절대풍속정보에 해당하는 해면상태와 파고정보를 추출하여 디스플레이(150)를 통해 제공할 수 있다.For example, the controller 140 may extract sea surface conditions and wave height information corresponding to absolute wind speed information according to a Beaufort table providing sea surface conditions and wave height information according to wind speed grades, and provide the extracted sea surface conditions and wave height information through the display 150 .

또한, 제어부(140)는, 선택적으로, 강우, 강설 또는 안개의 날씨정보에 따라 S밴드 레이더(122)를 구동하고, 이외의 날씨정보에 따라 X밴드 레이더(121)를 구동하는데, 강우, 강설 또는 안개시에는 해면반사파의 감쇄율이 상대적으로 낮은 S밴드 레이더(122)를 구동하여 해수면상태를 정확히 스캔하도록 하고, 이외에는 X밴드 레이더(121)를 구동하여 해수면상태를 고해상도 분해능으로 스캔하도록 할 수 있다.In addition, the control unit 140 selectively drives the S-band radar 122 according to weather information of rain, snowfall or fog, and drives the X-band radar 121 according to other weather information. Alternatively, in fog, the S-band radar 122, which has a relatively low attenuation rate of the sea level reflection, is driven to accurately scan the sea level condition, and the X-band radar 121 is driven otherwise to scan the sea level condition with high resolution. .

한편, 태풍 또는 폭풍이 지나간 후 바람은 계측되지 않지만 해상상태가 거칠어 파고가 심할 수 있는데, 이에 풍속정보에 의하지 않고서, 제어부(140)는 레이더부(110) 및 속도계측부(120)에 의한 정보를 통해 절대파랑정보를 산출할 수 있다.On the other hand, after a typhoon or storm passes, the wind is not measured, but the sea conditions are rough and the wave height may be severe. Through this, absolute wave information can be calculated.

구체적으로, 제어부(140)는, 레이더부(110)로부터의 반사파신호정보, 속도계측부(120)로부터의 절대운항정보의 항로와 위치와 절대항속, 및 풍속계(130)로부터의 상대풍속정보를 NMEA 0183포맷 형태로 수신하는 NMEA인터페이스(141)와, 반사파신호정보를 트리거신호(trigger signal), 베어링신호(bearing signal), 헤딩신호(heading signal) 또는 비디오신호(video signal)로 분류하고 디지털신호를 아날로그신호로 변환하는 RSC보드(142)와, NMEA인터페이스(141)와 RSC보드(142)로부터 수신된 해당 정보를 분석하여 절대파랑정보 또는 최종파랑정보를 산출하는 RSC컨트롤러(143)로 구성된다.Specifically, the control unit 140 transmits the reflected wave signal information from the radar unit 110, the route and position and absolute navigation information of the absolute navigation information from the speed measuring unit 120, and the relative wind speed information from the anemometer 130 to NMEA. The NMEA interface 141, which receives in the form of 0183 format, classifies the reflected wave signal information into a trigger signal, a bearing signal, a heading signal, or a video signal, and converts the digital signal into It consists of an RSC board 142 that converts into an analog signal, and an RSC controller 143 that analyzes the information received from the NMEA interface 141 and the RSC board 142 to calculate absolute or final blue information.

즉, NMEA인터페이스(141)는 전술한 NMEA 0183포맷 형태의 정보를 RS232/422 통신을 통해 수신하며, RSC보드(Radar Scan Converter)(142)는 레이더신호인 반사파신호를 제어하고, RSC컨트롤러(143)는 절대운항정보와 상대파랑정보를 회귀분석하여 파고와 파향과 파주기의 절대파랑정보를 산출할 수 있다.That is, the NMEA interface 141 receives the aforementioned NMEA 0183 formatted information through RS232/422 communication, the RSC board (Radar Scan Converter) 142 controls the reflected wave signal, which is a radar signal, and the RSC controller 143 ) can calculate absolute wave information of wave height, wave direction, and wave period by regression analysis of absolute navigation information and relative wave information.

참고로, NMEA 0183(National Marine Electronics Association 0183)은 시간, 위치, 또는 방위의 정보를 전송하기 위한 규격이다.For reference, NMEA 0183 (National Marine Electronics Association 0183) is a standard for transmitting time, location, or direction information.

또한, 트리거신호는 장비 자체의 고유주파수에 맞춰 발생하는 신호로서 레이더부(110)의 공중선부가 회전하면서 전자기파를 방사할 때 발생하는 펄스신호이고, 공중선부의 회전주기와 고유주파수로부터 안테나 1회전 동안의 트리거신호의 개수를 파악하고 트리거신호 발생시의 물리적 각도값을 산출할 수 있다.In addition, the trigger signal is a signal generated according to the natural frequency of the equipment itself, and is a pulse signal generated when the aerial part of the radar unit 110 rotates while radiating electromagnetic waves. It is possible to determine the number of trigger signals and calculate a physical angle value when a trigger signal is generated.

또한, 베어링신호는 레이더부(110)의 공중선부 회전각도에 따라 발생하는 펄스신호이다.In addition, the bearing signal is a pulse signal generated according to the rotation angle of the aerial part of the radar unit 110.

또한, 헤딩신호는 레이더부(110)의 공중선부가 특정 기준점을 통과할 때마다 한번씩 발생하는 펄스신호로서, 선박의 운항방향과 레이더부(110)의 기준방향이 일치하여 선박침로마크(ship heading mark)로 이용된다.In addition, the heading signal is a pulse signal generated once every time the aerial part of the radar unit 110 passes a specific reference point, and the navigation direction of the ship and the reference direction of the radar unit 110 coincide with the ship heading mark ) is used as

또한, 비디오신호는 레이더부(110)의 공중선부로부터 방사된 전자기파가 객체로부터 반사된 신호로서 트리거신호에 맞춰 방사되어 트리거신호와 비디오신호는 동기화된다.In addition, the video signal is a signal in which electromagnetic waves radiated from the aerial part of the radar unit 110 are reflected from an object, and is emitted according to the trigger signal, so that the trigger signal and the video signal are synchronized.

한편, 도 4를 참조하여, 본 발명에 의한 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템에 의한 절대파랑정보 산출방법을 상술하면 다음과 같다.On the other hand, referring to FIG. 4, the method of calculating absolute wave information by the maritime wave information measuring system using the ship navigation equipment according to the present invention is as follows.

우선, 본선 주변해역의 날씨정보로부터 강우, 강설 또는 안개 여부를 판단하여(S110), X밴드 레이더 또는 S밴드 레이더를 선택적으로 구동하여 단파 또는 장파를 방사한다(S121,S122)).First of all, rain, snowfall or fog is determined from the weather information of the sea area around the ship (S110), and the X-band radar or S-band radar is selectively driven to emit short or long waves (S121, S122).

예컨대, 강우, 강설 또는 안개시에는, S밴드 레이더를 구동하고, 이외의 날씨에는, X밴드 레이더를 구동한다.For example, in case of rain, snow or fog, the S-band radar is driven, and in other weather, the X-band radar is driven.

다음, 수선면으로부터 반사된 해당 해면반사파의 수신강도를 판단한다(S130).Next, the reception strength of the corresponding sea level reflected wave reflected from the waterline is determined (S130).

다음, 해면반사파의 수신강도가 상대파랑정보를 특정할 수 있는 특정값 이상이면 절대운항정보와 상대파랑정보를 분석하여 파고와 파향과 파주기의 절대파랑정보를 산출한다(S140).Next, if the reception strength of the sea level reflected wave is more than a specific value capable of specifying the relative wave information, the absolute navigation information and the relative wave information are analyzed to calculate the absolute wave information of the wave height, wave direction, and wave period (S140).

또는, 해면반사파의 수신강도가 상대파랑정보를 특정할 수 없는 특정값 이하이면, 파랑정보를 정확히 계측할 수 없으므로, 절대운항정보 및 상대풍속정보로부터 산출된 절대풍속정보를 통해 보퍼트 테이블에 의해 절대파랑정보인 최종파랑정보를 산출한다(S150).Alternatively, if the received intensity of the sea surface reflected wave is below a specific value at which relative wave information cannot be specified, wave information cannot be accurately measured. Final wave information, which is absolute wave information, is calculated (S150).

따라서, 전술한 바와 같은 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템에 의해서, 레이더부를 듀얼로 구성하여, 해상기상조건과 무관하게, 해수면상태를 정확하게 스캔하여 파랑정보를 제공할 수 있고, 해면반사파의 수신강도가 약하더라도 보퍼트 테이블에 의해 정확한 파랑정보를 제공할 수 있어서, 파랑정보의 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있다.Therefore, by the marine wave information measurement system using the ship navigation equipment as described above, by configuring the radar unit in dual, it is possible to accurately scan the sea surface state and provide wave information regardless of the sea weather condition, and to provide wave information. Even if the received strength is weak, accurate wave information can be provided by the Beaufort table, so that the reliability of wave information can be further improved.

또한, 거친 해상에서, 선원의 견시에 의하지 않고, 본선자체의 항통장비와 추가 인터페이스장비인 NMEA인터페이스를 통해 소형화하고 파랑정보 계측을 시스템화하여서, 운항의 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.In addition, in rough seas, it is possible to further improve the stability of operation by miniaturizing and systematizing wave information measurement through the ship's own navigation equipment and the NMEA interface, which is an additional interface equipment, without relying on the crew's observation.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can replace them at the time of this application. It should be understood that there may be water and variations.

110 : 레이더부 111 : X밴드 레이더
112 : S밴드 레이더 120 : 속도계측부
121 : 자이로컴퍼스 122 : DGPS
130 : 풍속계 140 : 제어부
141 : NMEA인터페이스 142 : RSC보드
143 : RSC컨트롤러 150 : 디스플레이
110: radar unit 111: X-band radar
112: S-band radar 120: speed measuring unit
121: gyro compass 122: DGPS
130: anemometer 140: control unit
141: NMEA interface 142: RSC board
143: RSC controller 150: display

Claims (7)

수선면으로 단파를 방사하는 X밴드 레이더 및 장파를 방사하는 S밴드 레이더로 구성되는 레이더부;
절대운항정보를 계측하는 속도계측부; 및
본선 주변해역의 날씨정보에 따라 상기 레이더부의 X밴드 레이더 또는 S밴드 레이더를 선택적으로 구동하며 해당 해면반사파로부터의 반사파신호정보를 수신하여 상대파랑정보를 산출하고, 상기 절대운항정보와 상기 상대파랑정보를 분석하여 파고와 파향과 파주기의 절대파랑정보를 산출하는 제어부;를 포함하는, 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템.
A radar unit composed of an X-band radar that emits short waves to the water plane and an S-band radar that emits long waves;
a speed measurement unit that measures absolute navigation information; and
Selectively drive the X-band radar or S-band radar of the radar unit according to the weather information of the sea area around the main ship, receive reflected wave signal information from the corresponding sea surface reflected wave, calculate relative wave information, and calculate the absolute navigation information and the relative wave information A control unit for calculating absolute wave information of wave height, wave direction, and wave period by analyzing; Maritime wave information measurement system using ship navigation equipment, including.
제 1 항에 있어서,
풍향과 풍속의 상대풍속정보를 계측하는 풍속계를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 절대운항정보와 상기 상대풍속정보를 분석하여 절대풍속정보를 산출하고, 보퍼트 테이블의 풍속정보에 상응하는 해면상태정보를 추출하여서, 상기 절대파랑정보와 비교 분석한 후 최종파랑정보를 산출하는 것을 특징으로 하는, 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템.
According to claim 1,
Further comprising an anemometer for measuring relative wind speed information of wind direction and wind speed,
The control unit analyzes the absolute navigation information and the relative wind speed information to calculate absolute wind speed information, extracts sea surface state information corresponding to the wind speed information of the Beaufort table, compares and analyzes the absolute wave information, and determines the final wave Marine wave information measurement system using ship navigation equipment, characterized in that for calculating information.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 반사파신호정보, 상기 절대운항정보의 항로와 위치와 절대항속, 및 상기 상대풍속정보를 NMEA 0183포맷 형태로 수신하는 NMEA인터페이스와,
상기 반사파신호정보로부터 트리거신호, 베어링신호, 헤딩신호 또는 비디오신호로 분류하고 디지털신호를 아날로그신호로 변환하는 RSC보드와,
상기 NMEA인터페이스와 상기 RSC보드로부터 수신된 해당 정보를 분석하여 상기 절대파랑정보 또는 상기 최종파랑정보를 산출하는 RSC컨트롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는, 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템.
According to claim 2,
The control unit,
An NMEA interface for receiving the reflected wave signal information, the route, position and absolute speed of the absolute navigation information, and the relative wind speed information in the form of NMEA 0183 format;
An RSC board for classifying the reflected wave signal information into trigger signals, bearing signals, heading signals or video signals and converting digital signals into analog signals;
Marine wave information measurement system using ship navigation equipment, characterized in that composed of an RSC controller that analyzes the corresponding information received from the NMEA interface and the RSC board to calculate the absolute wave information or the final wave information.
제 3 항에 있어서,
상기 속도계측부는, 자이로컴퍼스 및 DGPS를 포함하여 상기 절대운항정보를 계측하는 것을 특징으로 하는, 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템.
According to claim 3,
The speed measurement unit is characterized in that for measuring the absolute navigation information, including a gyro compass and DGPS, marine wave information measurement system using a ship navigation equipment.
제 3 항에 있어서,
상기 RSC컨트롤러는 상기 절대운항정보와 상기 상대파랑정보를 회귀분석하여 파고와 파향과 파주기의 절대파랑정보를 산출하는 것을 특징으로 하는, 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템.
According to claim 3,
The RSC controller calculates absolute wave information of wave height, wave direction, and wave period by regression analysis of the absolute navigation information and the relative wave information.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 강우, 강설 또는 안개의 날씨정보에 따라, 상기 S밴드 레이더를 구동하는 것을 특징으로 하는, 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템.
According to claim 1,
The control unit drives the S-band radar according to weather information of rainfall, snowfall or fog.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 해면반사파의 수신강도가 상기 상대파랑정보를 특정할 수 없는 특정값 이하이면, 상기 절대풍속정보를 통해 상기 최종파랑정보를 산출하는 것을 특징으로 하는, 선박 항통장비를 이용한 해상파랑정보 계측시스템.
According to claim 2,
The control unit calculates the final wave information through the absolute wind speed information when the reception strength of the sea surface reflected wave is less than or equal to a specific value for which the relative wave information cannot be specified. information instrumentation system.
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