RU2432589C1 - Device for determining characteristics of sea wind waves - Google Patents

Device for determining characteristics of sea wind waves Download PDF

Info

Publication number
RU2432589C1
RU2432589C1 RU2010102923/28A RU2010102923A RU2432589C1 RU 2432589 C1 RU2432589 C1 RU 2432589C1 RU 2010102923/28 A RU2010102923/28 A RU 2010102923/28A RU 2010102923 A RU2010102923 A RU 2010102923A RU 2432589 C1 RU2432589 C1 RU 2432589C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
buoy
temperature sensor
wings
recording apparatus
Prior art date
Application number
RU2010102923/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010102923A (en
Inventor
Сергей Борисович Курсин (RU)
Сергей Борисович Курсин
Александр Николаевич Добротворский (RU)
Александр Николаевич Добротворский
Павел Григорьевич Бродский (RU)
Павел Григорьевич Бродский
Сергей Анатольевич Дружевский (RU)
Сергей Анатольевич Дружевский
Николай Николаевич Жильцов (RU)
Николай Николаевич Жильцов
Виктор Сергеевич Аносов (RU)
Виктор Сергеевич Аносов
Валерий Павлович Леньков (RU)
Валерий Павлович Леньков
Владимир Васильевич Чернявец (RU)
Владимир Васильевич Чернявец
Original Assignee
Сергей Борисович Курсин
Александр Николаевич Добротворский
Павел Григорьевич Бродский
Сергей Анатольевич Дружевский
Николай Николаевич Жильцов
Виктор Сергеевич Аносов
Валерий Павлович Леньков
Владимир Васильевич Чернявец
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Борисович Курсин, Александр Николаевич Добротворский, Павел Григорьевич Бродский, Сергей Анатольевич Дружевский, Николай Николаевич Жильцов, Виктор Сергеевич Аносов, Валерий Павлович Леньков, Владимир Васильевич Чернявец filed Critical Сергей Борисович Курсин
Priority to RU2010102923/28A priority Critical patent/RU2432589C1/en
Publication of RU2010102923A publication Critical patent/RU2010102923A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2432589C1 publication Critical patent/RU2432589C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: device is in form of recording apparatus mounted on a buoy. The recording apparatus is in form of a solid-metal cigar-shaped housing with a mast, fitted with a data transmitting device. There is an extensible anchor device (21) in the lower part of the housing. The housing is also fitted with a stabilising device in form of wings (22). The wings of the stabilising device are linked to the upper part of the housing by hinges (23) and by rubber cushions to the lower part. There are elements for fastening a parachute system (25) in the upper part of the housing. The recording apparatus has a wind parameter measuring device, an atmospheric pressure measuring device with a baroport, air and water temperature sensors, a beacon light, a radar angle reflector, a control module with an optional GPS unit, an information storage unit, a central module with a controller, a wave height and buoy orientation measuring device, a velocity and flow direction sensor, sensors for determining salinity, electroconductivity, turbidity, oxygen content, pH, an oxidation/reduction process controller and a power supply. The power supply has a generator linked to the stabilising device.
EFFECT: high accuracy of measuring hydrometeorological parameters.
4 dwg

Description

Устройство относится к области гидрометеорологии и может быть использовано для измерения гидрометеорологических параметров посредством средств регистрации, размещенных на буях.The device relates to the field of hydrometeorology and can be used to measure hydrometeorological parameters by means of registration placed on the buoys.

Известные устройства для измерения гидрометеорологических параметров посредством средств регистрации, размещенных на буях [1-4], состоят из корпуса, мачты с устройством передачи информации по радио и спутниковым каналам связи, измерителя параметра ветра, измерителя атмосферного давления, датчика температуры воздуха, датчика температуры воды, маячка, радиолокационного уголкового отражателя, модуля управления с опционным блоком GPS, блока информационной памяти, центрального модуля с контроллером, измерителя высоты волны и ориентации буя, датчика скорости и направления течения, датчиков определения солености, электропроводности, мутности, содержания кислорода, содержания ионов рН, контроллера процессов окисления/восстановления, источника питания.Known devices for measuring hydrometeorological parameters by means of registration placed on buoys [1-4], consist of a hull, a mast with a device for transmitting information via radio and satellite communication channels, a wind parameter meter, atmospheric pressure meter, air temperature sensor, water temperature sensor , a beacon, a radar angle reflector, a control module with an optional GPS unit, an information memory unit, a central module with a controller, a wave height meter and a buoy orientation, speed and direction sensors, sensors for determining salinity, electrical conductivity, turbidity, oxygen content, pH ion content, oxidation / reduction process controller, power source.

Общим недостатком известных устройств определения характеристик морских ветровых волн является невысокая конструктивная надежность как самого буя, так и средств измерения и источника питания, что существенно повышает трудоемкость использования данных средств на длительном временном интервале морских исследований.A common disadvantage of the known devices for determining the characteristics of sea wind waves is the low structural reliability of both the buoy itself and the measuring instruments and power source, which significantly increases the complexity of using these tools for a long time interval of marine research.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного изобретения является устройство для измерения гидрометеорологических параметров посредством средств регистрации, размещенных на буях [5], которое состоит из корпуса цилиндрической формы, мачты с устройством передачи информации по радио и спутниковым каналам связи, измерителя параметра ветра, измерителя атмосферного давления с баропортом, включающим разделительную камеру, влагопоглотитель, гибкую соединительную трубку, запираемый канал, воздухосборник, шаровой клапан, размещенный внутри воздухозаборной трубки, датчика температуры воздуха, датчика температуры воды, маячка, радиолокационного уголкового отражателя, модуля управления с опционным блоком GPS, блока информационной памяти, центрального модуля с контроллером, измерителя высоты волны и ориентации буя, датчика скорости и направления течения, датчиков определения солености, электропроводности, мутности, содержания кислорода, содержания ионов рН, контроллера процессов окисления/восстановления, источника питания, в котором в отличие от известных аналогов [1-4] корпус буя выполнен из армированной пластмассы, а нижняя часть выполнена в виде металлического основания, снабженного стабилизирующим устройством, верхняя часть корпуса выполнена из пенопласта в виде расширяющего к верху конуса под углом 30 градусов, в центре которого герметично установлена трубка, проходящая через пенопластовый корпус, в верхней части которой на траверсе установлен датчик температуры воды, второй датчик температуры воздуха установлен на мачте в защитном экране, выполненном из гидрофобного теплоизолирующего материала с отражающим покрытием и снабженном боковыми вентиляционными отверстиями, а шаровой клапан баропорта датчика атмосферного давления выполнен из сферопластика, воздухозаборная трубка ориентирована входным отверстием вниз и внутри ее над шаровым клапаном расположен узкий канал, верхняя поверхность прилегания клапана отформована по сфере аналогичного диаметра запираемого канала.The closest analogue (prototype) of the claimed invention is a device for measuring hydrometeorological parameters by means of registration placed on buoys [5], which consists of a cylindrical body, a mast with a device for transmitting information via radio and satellite communication channels, a wind parameter meter, an atmospheric meter pressure with a pressure port including a separation chamber, a desiccant, a flexible connecting tube, a lockable channel, an air collector, a ball valve placed inside wipe the air intake pipe, air temperature sensor, water temperature sensor, beacon, radar angle reflector, control module with optional GPS unit, information memory unit, central module with controller, buoy height and orientation meter, speed and direction sensor, salinity sensors , electrical conductivity, turbidity, oxygen content, pH ion content, oxidation / reduction process controller, power source, in which, unlike the known analogues [1-4], the buoy's housing is made of reinforced plastic, and the lower part is made in the form of a metal base equipped with a stabilizing device, the upper part of the body is made of foam in the form of a cone extending to the top at an angle of 30 degrees, in the center of which a tube passing through the foam housing is sealed in the upper part of which a water temperature sensor is installed on the traverse, a second air temperature sensor is installed on the mast in a protective shield made of hydrophobic heat-insulating material with a reflective coating and provided with lateral ventilation openings, and the ball valve of the baroport of the atmospheric pressure sensor is made of spheroplastic, the intake pipe is oriented downward by the inlet and there is a narrow channel above the ball valve, the upper surface of the valve fit is molded along the sphere of the same diameter of the lockable channel.

Конструктивные отличия устройства [5] от его аналогов позволяют достичь технического результата, заключающегося в повышении надежности измерения гидрометеорологических параметров.The design differences of the device [5] from its analogues allow to achieve a technical result, which consists in increasing the reliability of measuring hydrometeorological parameters.

Однако при длительных временных исследованиях на морских акваториях, особенно в условиях арктических морей, конструкция корпуса буя, включающая наряду с металлическими элементами и элементы, выполненные из пластмассы, подвержена деформации, что существенно сокращает срок эксплуатации устройства. Появление деформации вносит дополнительные погрешности при решении задачи определения параметров волнения, обусловленные наличием неравномерного перемещения буя как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, что также негативно сказывается на обеспечении нормального функционирования спутникового канала связи.However, during long-term temporary studies in marine waters, especially in the conditions of the Arctic seas, the construction of the buoy’s hull, which includes plastic elements along with metal elements, is subject to deformation, which significantly reduces the life of the device. The appearance of deformation introduces additional errors in solving the problem of determining the wave parameters due to the presence of uneven movement of the buoy both in the vertical and horizontal planes, which also negatively affects the normal functioning of the satellite communication channel.

Также существенным недостатком устройства [5] является его невысокая автономность, обусловленная сроком эксплуатации источника питания.Also a significant disadvantage of the device [5] is its low autonomy, due to the life of the power source.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в создании устройства, конструктивные особенности которого позволят повысить точность измеряемых гидрометеорологических параметров и увеличить срок эксплуатации источника питания.The problem to which the claimed invention is directed, is to create a device whose design features will improve the accuracy of the measured hydrometeorological parameters and increase the life of the power source.

Сущность заявленного технического решения заключается в том, что в устройство для измерения гидрометеорологических параметров посредством средств регистрации, размещенных на буях [5], которое состоит из корпуса, мачты с устройством передачи информации по радио и спутниковым каналам связи, измерителя параметра ветра, измерителя атмосферного давления с баропортом, включающим разделительную камеру, влагопоглотитель, гибкую соединительную трубку, запираемый канал, воздухосборник, шаровой клапан, размещенный внутри воздухозаборной трубки, датчика температуры воздуха, датчика температуры воды, маячка, радиолокационного уголкового отражателя, модуля управления с опционным блоком GPS, блока информационной памяти, центрального модуля с контроллером, измерителя высоты волны и ориентации буя, датчика скорости и направления течения, датчиков определения солености, электропроводности, мутности, содержания кислорода, содержания ионов рН, контроллера процессов окисления/восстановления, источника питания, в котором нижняя часть корпуса выполнена в виде металлического основания, снабженного стабилизирующим устройством, в центре корпуса герметично установлена трубка, в верхней части которой на траверсе установлен датчик температуры воды, второй датчик температуры воздуха установлен на мачте в защитном экране, выполненном из гидрофобного теплоизолирующего материала с отражающим покрытием и снабженном боковыми вентиляционными отверстиями, а шаровой клапан баропорта датчика атмосферного давления выполнен из сферопластика, воздухозаборная трубка ориентирована входным отверстием вниз и внутри ее над шаровым клапаном расположен узкий канал, верхняя поверхность прилегания клапана отформована по сфере аналогичного диаметра запираемого канала, внесены следующие дополнения: корпус выполнен цельнометаллическим, сигарообразной формы, в нижней части корпуса размещено выдвижное якорное устройство, стабилизирующее устройство установлено на верхней части корпуса и выполнено в виде крыльев, сочлененных с корпусом в верхней части посредством шарниров, а в нижней части посредством резиновых амортизаторов, в верхней части корпуса также размещены элементы парашютной системы, источник питания снабжен генератором, сочлененным со стабилизирующим устройством.The essence of the claimed technical solution lies in the fact that the device for measuring hydrometeorological parameters by means of registration placed on buoys [5], which consists of a hull, a mast with a device for transmitting information via radio and satellite channels, a wind parameter meter, an atmospheric pressure meter with a bar port including a separation chamber, a desiccant, a flexible connecting pipe, a lockable channel, an air collector, a ball valve located inside the air intake pipe , an air temperature sensor, a water temperature sensor, a beacon, a radar angle reflector, a control module with an optional GPS unit, an information memory unit, a central module with a controller, a wave height and orientation meter, a speed and direction sensor, salinity and conductivity sensors, turbidity, oxygen content, pH ion content, oxidation / reduction process controller, power source, in which the lower part of the body is made in the form of a metal base, equipped with a stabilizing device, a tube is sealed in the center of the housing, in the upper part of which there is a water temperature sensor installed on the traverse, the second air temperature sensor is mounted on the mast in a protective shield made of a hydrophobic heat-insulating material with a reflective coating and provided with side ventilation holes, and a ball valve baroport of atmospheric pressure sensor is made of spheroplastic, the intake pipe is oriented with the inlet down and inside it above the ball to the narrow channel is located by the valve, the upper surface of the valve fit is molded to a sphere of the same diameter of the lockable channel, the following additions are made: the body is made of all-metal, cigar-shaped, a retractable anchor device is placed in the lower part of the body, the stabilizing device is installed on the upper part of the body and made in the form of wings, articulated with the casing in the upper part by means of hinges, and in the lower part by means of rubber shock absorbers, in the upper part of the casing cients parachute system provided with a power source generator, articulated to the stabilizing device.

Таким образом, заявленное изобретение отличается от решения, известного из прототипа, тем, что корпус устройства выполнен цельнометаллическим, сигарообразной формы, в нижней части корпуса размещено выдвижное якорное устройство, на верхней части корпуса установлено стабилизирующее устройство, выполненное в виде крыльев, сочлененных с корпусом в верхней части посредством шарниров, а в нижней части посредством резиновых амортизаторов, в верхней части корпуса также размещены элементы парашютной системы, источник питания снабжен генератором, сочлененным со стабилизирующим устройством.Thus, the claimed invention differs from the solution known from the prototype in that the device body is made of all-metal, cigar-shaped, a retractable anchor device is placed in the lower part of the body, and a stabilizing device made in the form of wings articulated with the body in the upper part of the body the upper part by means of hinges, and in the lower part by means of rubber shock absorbers, elements of the parachute system are also placed in the upper part of the body, the power supply is provided with a generator rum articulated with a stabilizing device.

Выполнение стабилизирующего устройства в виде крыльев и резиновых амортизаторов в сочетании с сигарообразным корпусом обеспечивает погашение нежелательных гидрометеорологических воздействий. Выполнение корпуса устройства цельнометаллическим позволяет использовать его многократно и исключить негативное воздействие как морской воды, так и внешних условий. Выполнение корпуса сигарообразной формы позволяет обеспечить равномерные колебания устройства при нахождении в морской среде. Размещение в нижней части корпуса якорного устройства способствует удержанию буя в вертикальном положении и уменьшению влияния ветрового дрейфа и дрейфа от волновых течений. Исключение негативного воздействия на устройство морской воды и внешних гидрометеорологических условий, а также обеспечения равномерных колебаний его при нахождении в морской среде обеспечивает повышение точности измерения гидрометеорологических параметров. Кроме того, амортизаторы, соединяющие крылья стабилизирующего устройства с нижней частью корпуса, выполнены таким образом, что при совершении поступательного движения запускают генератор источника питания и обеспечивают подзарядку аккумуляторных батарей источника питания, увеличивая тем самым срок его эксплуатации.The implementation of the stabilizing device in the form of wings and rubber shock absorbers in combination with a cigar-shaped body ensures the repayment of unwanted hydrometeorological effects. The execution of the housing of the device all-metal allows you to use it repeatedly and eliminate the negative impact of both sea water and external conditions. The execution of the cigar-shaped body allows for uniform oscillations of the device when in the marine environment. The placement of the anchor device in the lower part of the housing helps to keep the buoy in a vertical position and reduce the influence of wind drift and drift from wave currents. The elimination of the negative impact on the device of sea water and external hydrometeorological conditions, as well as ensuring its uniform fluctuations when in the marine environment, provides an increase in the accuracy of measuring hydrometeorological parameters. In addition, the shock absorbers connecting the wings of the stabilizing device with the lower part of the body are made in such a way that when the translational movement is made, the power source generator is started and the batteries of the power source are recharged, thereby increasing its useful life.

Таким образом, новые отличительные признаки заявленного изобретения обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в повышении точности измерения гидрометеорологических параметров, и технического результата, заключающегося в повышении автономности устройства.Thus, the new distinguishing features of the claimed invention ensure the achievement of a technical result, which consists in increasing the accuracy of measuring hydrometeorological parameters, and a technical result, which consists in increasing the autonomy of the device.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings.

Фиг.1. Блок-схема средств измерения гидрометеорологических параметров, которая включает измеритель параметров ветра 1, измеритель атмосферного давления 2 с баропортом, включающим разделительную камеру, влагопоглотитель, гибкую соединительную трубку, запираемый канал, воздухосборник, шаровой клапан, размещенный внутри воздухозаборной трубки; датчики температуры воздуха 3 и 4, датчик температуры воды 5, маячок 6, радиолокационный уголковый отражатель 7, модуль управления 8 с опционным блоком GPS, блок информационной памяти 9, центральный модуль 10 с контроллером, измеритель высоты волны и ориентации 11 буя, датчик скорости и направления течения 12, датчики определения солености 13, электропроводности 14, мутности 15, содержания кислорода 16, содержания ионов рН 17, контроллера процессов окисления/восстановления 18, источник питания 19.Figure 1. A flowchart for measuring hydrometeorological parameters, which includes a wind meter 1, atmospheric pressure meter 2 with a pressure port including a separation chamber, a desiccant, a flexible connecting pipe, a lockable channel, an air collector, and a ball valve located inside the air intake pipe; air temperature sensors 3 and 4, water temperature sensor 5, beacon 6, radar angle reflector 7, control module 8 with optional GPS unit, information memory unit 9, central module 10 with controller, wave height and orientation indicator 11 buoy, speed sensor and direction of flow 12, sensors for determining salinity 13, electrical conductivity 14, turbidity 15, oxygen content 16, ion content pH 17, oxidation / reduction process controller 18, power supply 19.

Устройство и принцип действия средств измерения гидрометеорологических параметров (поз.1-18) аналогичны устройству и принципу действия средств измерения гидрометеорологических параметров прототипа [5].The device and principle of operation of measuring instruments for hydrometeorological parameters (pos.1-18) are similar to the device and principle of operation of measuring instruments for hydrometeorological parameters of the prototype [5].

Фиг.2. Устройство для регистрации гидрометеорологических параметров, где 8 - модуль управления с опционным блоком GPS, 19 - источник питания, 20 - корпус, 21 - выдвижное якорное устройство, 22 - стабилизирующее устройство, выполненное в виде крыльев, 23 - шарниры, 24 - резиновые амортизаторы, 25 - узел крепления парашютной системы, 26 - электрохимический размыкатель, 27 - таймер, предназначенный для запуска источника питания 19, 28 - микродвигатель с редуктором 29, 30 - антенна спутникового канала связи системы GPS.Figure 2. A device for recording hydrometeorological parameters, where 8 is a control module with an optional GPS unit, 19 is a power source, 20 is a body, 21 is a retractable anchor device, 22 is a stabilizing device made in the form of wings, 23 are hinges, 24 are rubber shock absorbers, 25 - attachment point of the parachute system, 26 - electrochemical disconnector, 27 - timer designed to start the power source 19, 28 - micromotor with gear 29, 30 - antenna of the satellite communication channel of the GPS system.

Фиг.3. Схема действия парашютной системы, где 25 - узел крепления парашютной системы к корпусу 20 буя, 31 - летательный аппарат, 32 - вытяжное звено, 33 - купол парашюта.Figure 3. The action scheme of the parachute system, where 25 is the attachment point of the parachute system to the body of the 20 buoy, 31 is the aircraft, 32 is the exhaust link, 33 is the canopy of the parachute.

Фиг.4. Схема установки буя на морскую поверхность, где 20 - корпус буя, 21 - выдвижное якорное устройство, 22 - стабилизирующее устройство, 24 - амортизаторы, 25 - узел крепления парашютной системы, 30 - антенна спутникового канала связи системы GPS, 31 - летательный аппарат, 32 - вытяжное звено, 33 - купол парашюта.Figure 4. The scheme of installation of the buoy on the sea surface, where 20 is the buoy body, 21 is a retractable anchor device, 22 is a stabilizing device, 24 are shock absorbers, 25 is a parachute system mount unit, 30 is an antenna of a GPS satellite channel, 31 is an aircraft, 32 - exhaust link, 33 - canopy of the parachute.

Устройство для измерения гидрометеорологических параметров устанавливается на морскую поверхность с летательного аппарата, что позволяет сократить время на установку множества таких устройств при выполнении широкоформатных исследований, например, при длительных исследованиях процессов на границе среды атмосфера - океан или при проведении изыскательских работ при сооружении морских гидротехнических объектов, включая морские терминалы газонефтяных месторождений.A device for measuring hydrometeorological parameters is installed on the sea surface from an aircraft, which reduces the time required to install many of these devices when performing large-scale studies, for example, during long-term studies of processes at the interface between the atmosphere and the ocean or during survey work during the construction of marine hydraulic structures including offshore gas and oil terminals.

Для установки с летательного аппарата устройство снабжено узлом крепления парашютной системы 25, посредством которой осуществляется спуск буя на морскую поверхность. В авиационных системах постановки буя обычно используется принудительное введение парашюта в действие с помощью вытяжного звена 32, один конец которого закреплен на летательном аппарате 31, а другой прикреплен к уздечке парашюта, находящейся в специальной камере. Схема действия парашютной системы приведена на чертеже (фиг.3).For installation from an aircraft, the device is equipped with a mount unit for the parachute system 25, through which the buoy is launched to the sea surface. In aviation systems for staging a buoy, a parachute is usually forced to be deployed using an exhaust link 32, one end of which is fixed to the aircraft 31 and the other is attached to the bridle of the parachute located in a special chamber. The action diagram of the parachute system is shown in the drawing (figure 3).

После приводнения буя на морскую поверхность (фиг.4) в момент срабатывания узла крепления парашютной системы 25 запускается таймер 27. После запуска таймера 27 подается управляющий сигнал на источник питания 19, с которого подается сигнал на электрохимический размыкатель 26, предназначенный для удержания крыльев стабилизирующего устройства 22 плотно прижатыми к корпусу 20 и представляющий собой тонкую проволочку, которая под действием морской воды растворяется и освобождает крылья стабилизирующего устройства 22, которые раскрываются на расстояние, соответствующее длине резиновых амортизаторов 24. После включения источника питания по сигналам с модуля управления 8 подается сигнал на микродвигатель 28, сочлененный с редуктором 29, посредством которого антенна 30 спутникового канала связи устанавливается в рабочее положение, а выдвижное якорное устройство 21 устанавливается на заданную величину заглубления. Запуск средств измерения гидрометеорологических параметров (фиг.1) осуществляется по командам, поступающим по спутниковому каналу.After the buoy is brought to the sea surface (Fig. 4), the timer 27 is started at the moment the parachute system attachment unit 25 is triggered. After the timer 27 is started, a control signal is supplied to the power source 19, from which a signal is supplied to the electrochemical disconnector 26, designed to hold the wings of the stabilizing device 22 tightly pressed against the housing 20 and representing a thin wire, which under the action of sea water dissolves and releases the wings of the stabilizing device 22, which open at a distance the attitude corresponding to the length of the rubber shock absorbers 24. After turning on the power source, the signals from the control module 8 signal to the micromotor 28 coupled to the gearbox 29, by means of which the antenna 30 of the satellite communication channel is installed in the working position, and the retractable anchor device 21 is set to a predetermined value deepening. The launch of the measurement of hydrometeorological parameters (figure 1) is carried out according to the commands received via the satellite channel.

Антенна 30 спутникового канала связи системы GPS выполнена с линейной поляризацией в виде несимметричного полуволнового штыревого вибратора, обеспечивающего наилучшие энергетические характеристики излучения в области малых углов, с учетом ограничений по массогабаритным характеристикам и условиям эксплуатации буя.The antenna 30 of the GPS satellite communication channel is linearly polarized in the form of an asymmetric half-wave pin vibrator that provides the best energy characteristics of radiation in the region of small angles, taking into account restrictions on the weight and size characteristics and operating conditions of the buoy.

Для обеспечения требуемой вероятности безошибочного приема информационного сообщения с буя через транслятор (космический аппарат) на наземный приемный пункт, составляющей не менее 0,99 в условиях интерференционных замираний передаваемого сигнала, предусмотрено формирование пакетных сообщений, содержащих блок корректирующего кода и синхроблок, состоящий из синхропреамбулы для космического аппарата (транслятора) и синхропреамбулы для наземного пункта приема, обеспечивающий определение факта приема пакета, тактовую синхронизацию и оценку текущей достоверности побитного приема. Кроме того, применена кратная передача пакетных сообщений с длительностью, не превышающей средней длительности благоприятных для приема временных интервалов, с независимым приемом, мажоритарным сложением пакетов и восстановлением передаваемого сообщения буем на наземном пункте.To ensure the required probability of error-free reception of an informational message from a buoy through a translator (spacecraft) to a ground receiving point of at least 0.99 in the conditions of interference fading of the transmitted signal, it is possible to generate packet messages containing a correction code block and a sync block consisting of a sync reamble for a spacecraft (translator) and synchro-preamble for a ground-based reception point, which determines the fact of receiving a packet, clock synchronization and sc GCC current bit-reception reliability. In addition, multiple transmission of packet messages with a duration not exceeding the average duration of time intervals favorable for reception was applied, with independent reception, majority addition of packets and restoration of the transmitted message by a buoy at a ground station.

Выполненная оценка вероятности безошибочного приема сообщения буя объемом 500 бит с учетом моделирования коэффициента передачи канала, рабочего диапазона углов места космического аппарата и волнения при скорости ветра от 6 до 10 м/с в зависимости от мощности радиоизлучения для кодовых конструкций, отличающихся корректирующим кодом, кратностью передачи пакетных сообщений для мажоритарной обработки и наличием или отсутствием перемежения символов корректирующего кода, показала, что для достижения требований достоверности приема сообщений в диапазоне углов места космического аппарата 15-45 градусов и кратности передачи пакета, равной 5, наибольшее время передачи сообщений, равное 21,6 с, достигается при использовании наиболее эффективного корректирующего кода БЧХ, а наименьшее время, равное 9,4 с, достигается при использовании простого кода Касахары, имеющего наибольшую относительную скорость передачи; минимальная мощность радиоизлучения, равная 3,5 Вт, достигается при использовании корректирующего кода БЧХ, а наибольшая, равная 29 Вт, достигается при использовании простого кода БЧХ.An estimate of the probability of error-free reception of a 500-bit buoy message taking into account the simulation of the channel transmission coefficient, the operating range of the spacecraft elevation angles and waves at a wind speed of 6 to 10 m / s depending on the radio emission power for code structures differing in a corrective code and transmission ratio batch messages for majority processing and the presence or absence of alternation of symbols of the correction code showed that to achieve the requirements of reliability of reception in the range of spacecraft elevation angles of 15-45 degrees and packet transmission ratio of 5, the longest message transmission time of 21.6 s is achieved using the most effective BCH correction code, and the smallest time of 9.4 s is achieved when using a simple Kasahara code having the highest relative bit rate; the minimum radio emission power, equal to 3.5 W, is achieved using the correcting BCH code, and the highest, equal to 29 W, is achieved using a simple BCH code.

Для контроля заливаемости морской волной антенны 30 и затенений космического аппарата при малых углах места и больших высотах волн в модуле управления 8 предусмотрено устройство контроля, включающее датчик тока в цепи оконечного каскада усилителя мощности передатчика буя с амплитудным модулятором на два режима работы: режим «большой мощности», используемый при передаче сообщения, и режим «малой мощности», используемый при ожидании благоприятных для передачи условий.To control the flooding of the sea wave of the antenna 30 and the shading of the spacecraft at low elevation angles and high wave heights, a control unit 8 is provided that includes a current sensor in the circuit of the terminal stage of the power amplifier of the buoy transmitter with an amplitude modulator in two operating modes: high power mode "Used when transmitting a message, and the mode of" low power "used when waiting for favorable conditions for transmission.

Резюмируя, можно отметить следующее. Стабилизирующее устройство, выполненное в виде крыльев 22, сочлененных с нижней частью корпуса при помощи резиновых амортизаторов 24, в сочетании с сигарообразным корпусом обеспечивают погашение нежелательных гидрометеорологических воздействий. Кроме того, во время гидрометеорологических воздействий на буй резиновые амортизаторы 24 сокращаются и растягиваются, совершая поступательное движение. Совершая поступательное движение, амортизаторы запускают генератор источника питания 19, что обеспечивает подзарядку аккумуляторных батарей источника питания 19.In summary, the following can be noted. The stabilizing device, made in the form of wings 22, articulated with the lower part of the body using rubber shock absorbers 24, in combination with a cigar-shaped body provides the repayment of unwanted hydrometeorological effects. In addition, during hydrometeorological impacts on the buoy, the rubber shock absorbers 24 contract and stretch, making a translational motion. Making translational motion, the shock absorbers start the generator of the power source 19, which provides recharging the batteries of the power source 19.

Якорное устройство 21 предназначено для удержания буя в вертикальном положении и уменьшения влияния ветрового дрейфа и дрейфа от волновых течений.Anchor device 21 is designed to hold the buoy in a vertical position and reduce the influence of wind drift and drift from wave currents.

Выполнение корпуса 20 устройства цельнометаллическим позволяет использовать его многократно и исключить как негативное воздействие морской воды, так и влияние внешних условий, которые в морских условиях непостоянны.The execution of the housing 20 of the device all-metal allows you to use it repeatedly and exclude both the negative impact of sea water and the influence of external conditions, which are unstable in marine conditions.

Выполнение корпуса 20 устройства сигарообразной формы позволяет обеспечить равномерные колебания устройства при нахождении в морской воде.The execution of the casing 20 of the cigar-shaped device allows for uniform oscillations of the device when in sea water.

В качестве корпуса устройства измерения гидрометеорологических параметров могут быть использованы корпуса авиационных бомб, что существенно может снизить затраты на изготовление буя.As the body of the device for measuring hydrometeorological parameters, the shells of aircraft bombs can be used, which can significantly reduce the cost of manufacturing a buoy.

Программное обеспечение измерения параметров волнения позволяет реализовать определение параметров волнения (высота, период, частота, длина, скорость) с выделением низкочастотной части для описания крупномасштабных колебаний морской поверхности, используемой в дальнейшем при анализе квазизеркального отражения радиоволн методом Кирхгофа и высокочастотной части для описания мелкомасштабных колебаний морской поверхности (ветровая рябь), используемой в дальнейшем при анализе диффузного рассеяния радиоволн методом возмущений.The software for measuring wave parameters makes it possible to determine wave parameters (height, period, frequency, length, speed) with the allocation of the low-frequency part for describing large-scale oscillations of the sea surface, which is further used in the analysis of quasi-mirror reflection of radio waves by the Kirchhoff method and the high-frequency part for describing small-scale oscillations of the sea surface (wind ripple), which will be used later in the analysis of diffuse scattering of radio waves by the perturbation method.

Промышленная реализация заявляемого технического решения может быть осуществлена путем применения серийно выпускаемых измерительных датчиков, узлов и элементов, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности «промышленная применимость».Industrial implementation of the claimed technical solution can be carried out by using commercially available measuring sensors, components and elements, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the patentability condition “industrial applicability”.

Источники информацииInformation sources

1. SU 1280321, 30.12.1986;1. SU 1280321, 12.30.1986;

2. SU 1280320, 30.12.1986;2. SU 1280320, 12.30.1986;

3. SU 1712784, 15.02.1992;3. SU 1712784, 02.15.1992;

4. JP 60107490, 12.06.1985;4. JP 60107490, 06/12/1985;

5. RU 2328757, 10.07.2008.5. RU 2328757, July 10, 2008.

Claims (1)

Устройство для измерения гидрометеорологических параметров посредством средств регистрации, размещенных на буях, состоящее из корпуса, мачты с устройством передачи информации по радио и спутниковым каналам связи, измерителя параметра ветра, измерителя атмосферного давления с баропортом, включающим разделительную камеру, влагопоглотитель, гибкую соединительную трубку, запираемый канал, воздухосборник, шаровой клапан, размещенный внутри воздухозаборной трубки, датчика температуры воздуха, датчика температуры воды, маячка, радиолокационного уголкового отражателя, модуля управления с опционным блоком GPS, блока информационной памяти, центрального модуля с контроллером, измерителя высоты волны и ориентации буя, датчика скорости и направления течения, датчиков определения солености, электропроводности, мутности, содержания кислорода, содержания ионов рН, контроллера процессов окисления/восстановления, источника питания, в котором нижняя часть корпуса выполнена в виде металлического основания, снабженного стабилизирующим устройством, в центре корпуса герметично установлена трубка, в верхней части которой на траверсе установлен датчик температуры воды, второй датчик температуры воздуха установлен на мачте в защитном экране, выполненном из гидрофобного теплоизолирующего материала с отражающим покрытием и снабженным боковыми вентиляционными отверстиями, а шаровой клапан баропорта датчика атмосферного давления выполнен из сферопластика, воздухозаборная трубка ориентирована входным отверстием вниз и внутри ее над шаровым клапаном расположен узкий канал, верхняя поверхность прилегания клапана отформована по сфере аналогичного диаметра запираемого канала, отличающееся тем, что корпус выполнен цельнометаллическим, сигарообразной формы, в нижней части которого размещено выдвижное якорное устройство, стабилизирующее устройство установлено на верхней части корпуса и выполнено в виде крыльев, сочлененных с корпусом в верхней части посредством шарниров, а в нижней части корпуса посредством резиновых амортизаторов, в верхней части корпуса также размещены элементы парашютной системы, источник питания снабжен генератором, сочлененным со стабилизирующим устройством. A device for measuring hydrometeorological parameters by means of registration placed on buoys, consisting of a hull, a mast with a device for transmitting information via radio and satellite communication channels, a wind parameter meter, an atmospheric pressure meter with a bar port including a separation chamber, a desiccant, and a flexible connecting pipe, lockable channel, air intake, ball valve located inside the intake pipe, air temperature sensor, water temperature sensor, beacon, radar ion angle reflector, control module with optional GPS unit, information memory unit, central module with controller, wave height and buoy orientation meter, speed and direction sensor, salinity, conductivity, turbidity, oxygen, pH ions, process controller oxidation / reduction, a power source in which the lower part of the casing is made in the form of a metal base equipped with a stabilizing device in the center of the casing is hermetically sealed A tube has been installed in the upper part of which a water temperature sensor is installed on the traverse, a second air temperature sensor is mounted on the mast in a protective shield made of a hydrophobic heat-insulating material with a reflective coating and provided with side ventilation holes, and the ball valve of the baroport of the atmospheric pressure sensor is made of spherical plastic, the air intake tube is oriented downward by the inlet and inside it above the ball valve there is a narrow channel, the upper surface of the valve molded over a sphere of the same diameter of the lockable channel, characterized in that the body is made of all-metal, cigar-shaped, in the lower part of which a retractable anchor device is placed, the stabilizing device is installed on the upper part of the body and made in the form of wings articulated with the body in the upper part by hinges, and in the lower part of the case by means of rubber shock absorbers, in the upper part of the case are also placed elements of the parachute system, the power supply is equipped with a generator, articulated m with a stabilizing device.
RU2010102923/28A 2010-01-28 2010-01-28 Device for determining characteristics of sea wind waves RU2432589C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010102923/28A RU2432589C1 (en) 2010-01-28 2010-01-28 Device for determining characteristics of sea wind waves

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010102923/28A RU2432589C1 (en) 2010-01-28 2010-01-28 Device for determining characteristics of sea wind waves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010102923A RU2010102923A (en) 2011-08-10
RU2432589C1 true RU2432589C1 (en) 2011-10-27

Family

ID=44754045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010102923/28A RU2432589C1 (en) 2010-01-28 2010-01-28 Device for determining characteristics of sea wind waves

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2432589C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490679C1 (en) * 2011-12-30 2013-08-20 Николай Николаевич Жильцов Buoy for determining characteristics of sea waves
CN103482027A (en) * 2013-08-22 2014-01-01 常熟中德重机有限公司 Combined buoy
RU2561229C1 (en) * 2014-04-17 2015-08-27 Владимир Васильевич Чернявец Buoy for determination of characteristics of sea wind waves
RU2586694C2 (en) * 2014-06-16 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук (ИФА им. А.М. Обухова РАН) Efficient method for determination of mode values of random geophysical values

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547900C2 (en) * 2013-06-26 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук (ИФА им. А.М. Обухова РАН) Method of calculation of mode characteristics of wind waves height and wind velocity
CN109059876B (en) * 2018-08-30 2023-10-13 中国人民解放军国防科技大学 Air-drop type sea-air interface integrated detection device and method thereof
CN114355479B (en) * 2022-03-16 2022-06-21 国家海洋技术中心 Air-drop type typhoon sea area meteorological marine environment information measuring device
CN114740550B (en) * 2022-06-14 2022-08-26 广东海洋大学 Intelligent recognition early warning method and system for continuous storm events
CN115783134A (en) * 2022-11-29 2023-03-14 青岛蔚海明祥科技有限公司 But small-size ocean automatic section buoy of air-drop formula and air-drop structure thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490679C1 (en) * 2011-12-30 2013-08-20 Николай Николаевич Жильцов Buoy for determining characteristics of sea waves
CN103482027A (en) * 2013-08-22 2014-01-01 常熟中德重机有限公司 Combined buoy
CN103482027B (en) * 2013-08-22 2016-08-10 常熟中德重机有限公司 A kind of combination type buoy
RU2561229C1 (en) * 2014-04-17 2015-08-27 Владимир Васильевич Чернявец Buoy for determination of characteristics of sea wind waves
RU2586694C2 (en) * 2014-06-16 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук (ИФА им. А.М. Обухова РАН) Efficient method for determination of mode values of random geophysical values

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010102923A (en) 2011-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2432589C1 (en) Device for determining characteristics of sea wind waves
US7906865B2 (en) Installation and method for harnessing wave energy
EP3427092B1 (en) Disdrometer having acoustic transducer and methods thereof
US7874886B2 (en) Communication float
CN104149939B (en) A kind of acoustics location formula is from drifting along profile buoy device
CN109884647B (en) Node device for underwater sound passive detection or passive positioning and distributed node system
JP6849950B2 (en) Ground reference point device and SAR geodetic system
CN107843775B (en) Three-dimensional electric field sonde capable of sensing thunderstorm cloud in gesture
CN109188380A (en) A kind of key index test macro and method for low slow small detection radar
RU2294000C1 (en) Marine self-contained bottom station for seismic surveying and seismological monitoring
CN105905244A (en) Self-position-guard sonar positioning buoy
CN209321187U (en) A kind of automatic tour marine float platform
CN112162290B (en) Acoustic positioning monitoring method for marine floating platform
CN110588926A (en) Underwater monitoring device and laying and recycling method
RU2490679C1 (en) Buoy for determining characteristics of sea waves
RU2561229C1 (en) Buoy for determination of characteristics of sea wind waves
CN216185845U (en) Multi-parameter ocean monitoring buoy
CN106394836A (en) Small submarine
CN208665485U (en) A kind of Beidou communication drifting buoy for the acquisition of ambient sea noise cross-sectional data
CN110907979A (en) Floating type base station underwater positioning system
US20210223041A1 (en) Sensor and telemetry unit (stu) adapted for securable coupling to a floating object or buoyant aid to navigation (aton) to operate as a selectively deployable ocean data acquisition system (odas)
CN203673066U (en) Buoy type high-frequency ground wave radar
CN210592332U (en) Control measurement identification device of marine unmanned aerial vehicle
CN204021206U (en) A kind of acoustics locate mode is from drifting along profile buoy device
CN203767030U (en) Drifting buoy