一种自主航行的海洋气象观测装置的制作方法

本发明属于海洋环境观测，具体涉及一种自主航行的海洋气象观测装置。

背景技术：

1、在海洋气象近海海域预报区、西太平洋及赤道辐合带等重要气候区和敏感海域，特别是台风48小时警戒区以内的海洋与大气观测，一直是观测领域的难点。传统的海表气象和海洋要素观测，主要通过锚系浮标、漂流浮标和海上航行船只的船载测量仪器等手段获取，提供非标准化、非连续性的海洋与大气观测数据。锚系浮标一般建设在近海、维护成本较高，船载设备受限于海上天气状况与航线路线、观测环境非标准化，漂流浮标航行航迹不可控，无法满足对同一地点或同一海洋现象的主动观测。以上多种手段无法根据需要在合理密度区间获得连续变化的海洋与大气观测数据，特别针对台风、海上大风及寒潮等高影响天气，无法深入灾害性天气影响区域开展实施观测。总体上，现有海洋气象观测装置均无法可靠、均匀、稳定覆盖海面，没有可以满足连续气象和海洋观测的产品。

技术实现思路

1、针对现有设计中存在的不足，本发明的目的是提供一种自主航行的海洋气象观测装置以实时采集包括气温、湿度、盐度、海温、溶解氧、风向风速、波高波周期等在内的气象与海洋观测要素。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种自主航行的海洋气象观测装置，包括船身、龙骨、桅杆、机翼、观测系统及船舶识别系统，所述龙骨设置于所述船身靠近海面的一端，与所述船身连接，且位于海平面以下；所述机翼包括连接杆及尾翼，所述尾翼设置于所述连接杆的一端上，所述连接杆与所述桅杆转动连接，且所述连接杆与所述桅杆之间呈夹角，以通过转动所述连接杆及所述尾翼，调整所述桅杆上帆的迎风角度；所述观测系统用于测量气象要素及海洋要素，并对测量到的气象要素及海洋要素进行处理，所述船舶识别系统用于实现通信及定位，并对所述自主航行的海洋气象观测装置的运行进行控制。

3、进一步，所述船身长度为7米，所述龙骨长度为2米，所述机翼长度为4.5米，所述桅杆高度为5米。

4、进一步，所述观测系统包括气象要素测量模块、海洋要素测量模块及要素处理模块，所述气象要素测量模块及所述海洋要素测量模块皆与所述要素处理模块通信连接，以将测量的数据传输至所述要素处理模块中进行处理，其中，所述气象要素测量模块用于测量气象要素的参数，所述海洋要素测量模块用于测量海洋要素的参数。

5、进一步，所述气象要素测量模块包括风速风向传感器、气温湿度传感器及气压传感器，所述风速风向传感器、所述气温湿度传感器及所述气压传感器皆与所述要素处理模块通信连接；所述海洋要素测量模块包括声速剖面仪、海温盐度传感器、溶解氧传感器及波高波周期传感器，所述声速剖面仪、所述海温盐度传感器、所述溶解氧传感器及所述波高波周期传感器皆与要素处理模块通信连接。

6、进一步，所述风速风向传感器位于所述桅杆的顶端，用于测量风速风向，所述气温湿度传感器位于所述连接杆远离所述尾翼的一端上，用于测量气温及湿度，所述气压传感器位于所述船身上，用于测量气压。

7、进一步，所述声速剖面仪及所述波高周期传感器皆位于所述船身上，用于海浪波高、波速的测量，所述海温盐度传感器及所述溶解氧传感器皆位于海面下的所述龙骨上，用于盐度、海温、及溶解氧的测量。

8、进一步，所述船舶识别系统位于所述桅杆的顶端，其包括主控模块、导航与定位模块、通信模块及电源模块，所述通信模块用于与远程控制端之间的双向通信，所述主控模块用于基于远程控制端的指令对自主航行的海洋气象观测装置的运动进行控制，所述导航与定位模块用于对自主航行的海洋气象观测装置进行定位和导航，所述电源模块用于提供电能。

9、进一步，所述自主航行的海洋气象观测装置上还设置有太阳能板，所述太阳能板与所述电源模块电连接，以通过太阳能板给电源模块提供续航的电力。

10、进一步，位于海面下的所述龙骨上还设置有深度计及经纬度定位仪，所述深度计及所述经纬度定位仪分别用于测量自主航行的海洋气象观测装置的深度及经纬度。

11、进一步，所述桅杆的顶部还设置有相机，所述船身尾部还设置有绞车。

12、本发明的效果在于：具有结构稳定、安全高效的特点，依托风力装置，可实现自主航行，航程范围大、工作时间长的特点，弥补现有漂流浮标、锚系浮标以及船基等观测方式所获取数据时空分辨率不足的缺点，能以主动追踪的观测方式追踪各类气象海洋动力现象，提升大面积海域海气界面参数的实时观测能力，同时可以实时采集包括气温、湿度、盐度、海温、溶解氧、风向风速、波高波周期等在内的气象与海洋观测要素，为海气相互作用观测研究提供观测手段和数据支撑。

技术特征：

1.一种自主航行的海洋气象观测装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种自主航行的海洋气象观测装置，其特征在于：

3.如权利要求1所述的一种自主航行的海洋气象观测装置，其特征在于：

4.如权利要求3所述的一种自主航行的海洋气象观测装置，其特征在于：

5.如权利要求4所述的一种自主航行的海洋气象观测装置，其特征在于：

6.如权利要求4所述的一种自主航行的海洋气象观测装置，其特征在于：

7.如权利要求1所述的一种自主航行的海洋气象观测装置，其特征在于:

8.如权利要求7所述的一种自主航行的海洋气象观测装置，其特征在于:

9.如权利要求1所述的一种自主航行的海洋气象观测装置，其特征在于：

10.如权利要求1所述的一种自主航行的海洋气象观测装置，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种自主航行的海洋气象观测装置，包括：船身、龙骨、桅杆、机翼、观测系统及船舶识别系统，龙骨设置于所述船身靠近海面的一端，与船身连接，且位于海平面以下；机翼包括连接杆及尾翼，尾翼设置于连接杆的一端上，连接杆与桅杆转动连接，且连接杆与桅杆之间呈夹角，以通过转动连接杆及尾翼，调整桅杆上帆的迎风角度；观测系统用于测量气象要素及海洋要素，并对测量到的气象要素及海洋要素进行处理，船舶识别系统用于实现通信及定位，并对所述自主航行的海洋气象观测装置的运行进行控制。采用本发明所述的自主航行的海洋气象观测装置可为海气相互作用观测研究提供观测手段和数据支撑。

技术研发人员：李肖霞,邹大伟,张雨潇
受保护的技术使用者：中国气象局气象探测中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15