CN101683894A - 一种无人驾驶气象探测船 - Google Patents

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张中
刘铁军
陈昌龙
符文忠
靳雷
梁宏禹
史锋
范首东
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Abstract

本发明涉及一种无人驾驶气象探测船。由船体及装于船体上的动力、推进机构、转向机构、伺服机、导航控制计算机、数据传输***、位置/航向传感器及桅杆构成的无人驾驶船和气象测量装置组成，所述的气象测量装置包括装于桅杆上的气象传感器，气象传感器与数据采集器的数据输入端相连，数据采集器的数据输出端以及导航控制计算机的测控数据输出端分别与串口服务器的输入端相连，串口服务器的输出端与数据传输电台的数据接口相连，它的输出端将船的实时位置与实时气象数据信号通过天线传送至地面测控站。本发明经试验证明具有自动化程度高、气象观测范围广、适应恶劣海况、机动性强等优点，能够为气象部门提供客观、实时、准确的气象信息。

Description

一种无人驾驶气象探测船
技术领域
本发明涉及一种气象探测船，特别是一种可自动航行的无人驾驶气象探测船。
背景技术
海洋对大气的影响十分重要，特别是海洋对灾害性气象如台风的发生与发展影响，起到极为重要的作用，准确预报是保障社会安定和国民经济可持续发展的重要工作。而气象部门预报主要依赖于对关注海洋区域的定期或不定期的气象观测数据，因此，气象观测数据的区域、时空密度、准确度、实时性等因素将直接关系到天气预报的准确性。
以往的海洋气象观测设备，主要包括固定浮标气象站和船舶观测气象站。固定浮标气象站需放置在近海区域固定点进行气象数据测量，若进行多点测量则需放置多个浮标，存在重复投入的问题；船舶观测***虽具有长期连续、定点检测的特点，但是有人驾驶船舶观测***的风险较高，不能适应全天候、恶劣海况下机动观测的需要。
专利申请号200610048006.1的一种可自动巡航的无人驾驶船的发明专利申请，它包括船体、动力、推进***、方向舵及速度控制器、电动伺服机构、导航控制计算机、位置/航向传感器、无线数据链路、遥控接收机和电源。可实现按预定程序航行到设定位点、并能自动返回基地。但遗憾的是，它只是一个无人驾驶的水上运载工具，功能单一，不具有气象测量功能。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种把无人驾驶船与气象测量装置有机融为一体的技术，利用该技术可自动完成监控海域各位置的气象参数采集工作，具有工作效率高、测量范围广、机动灵活、效费比高等优点。
本发明是通过如下技术方案实现的：
由船体及装于船体上的动力、推进机构、方向舵、伺服机、导航控制计算机、数据传输***、位置/航向传感器及桅杆构成的无人驾驶船和气象测量装置组成，其所述的气象测量装置包括装于桅杆上的气象传感器，气象传感器与数据采集器的数据输入端相连，数据采集器的数据输出端以及导航控制计算机的测控数据输出端分别与串口服务器的输入端相连，串口服务器的输出端与数据传输电台的数据接口相连，它的输出端将船的实时位置与实时气象数据信号通过天线传送至地面测控站。
本发明的优点效果如下：
与现有技术相比，由于采用了将无人驾驶船与气象测量装置有机融为一体的技术措施，经试验证明该无人驾驶气象探测船具有自动化程度高、气象数据测量实时性强、测量位置准确、单次数据采集区域宽的优点，大大提高了气象观测效费比、增强了恶劣海况适应能力，并消除以往人工监测存在的不安全隐患，使该领域的测控技术提升到一个新的水平。可为气象部门提供客观、实时、准确的气象数据信息。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图2是本发明的俯视结构示意图。
图3是气象数据米集的电路原理方框图。
图中，1.方向伺服机，2.电源，3.数据采集器，4.导航控制计算机，5.串口服务器，6.数据传输电台，7.位置/航向传感器，8.船体，9.发动机控制伺服机，10.发动机，11.传动轴，12.推进器，13.转向机构，14.天线，15.气象传感器，16.进气防水罩，17.桅杆。
具体实施方式
实施例
本发明的内容通过实施例结合附图加以详细描述。
如图1所示的按现有技术制成船体8，位置/航向传感器7安装于船体8前部，通过信号电缆与导航控制计算机4相连，发动机控制伺服机9的输入端与导航控制计算机4的输出相连，发动机控制伺服机9的输出端通过连杆与发动机10的阻风门摇臂相连，发动机工作所需的空气从进气防水罩16经桅杆17的空腔通过管路进入发动机舱，实现船体防水抗倾覆功能，发动机10的输出端通过传动轴11与推进器12相连，推进器12装于船体8的后端部，推进器12的后端设有转向机构13，转向机构13与方向伺服机1相连，方向伺服机1的输入端与导航控制计算机4的输出相连，导航控制计算机4的输入与电源3相连，所述的导航控制计算机4存储预先编制的航线、航速等信息；桅杆12与船体8相连，气象传感器15固定于桅杆12之上，气象传感器15分别与电源2相连，并与数据采集器3连接，数据采集器3的数据输出端及导航控制计算机4的测控数据输出端分别与串口服务器5的输入端相连，串口服务器5的输出端与数据传输电台6的数据接口相连，数据传输电台6及天线14将船的实时位置与实时气象数据传送至地面测控站，实现地面监测人员实时掌握无人驾驶气象船采集的气象数据及精确位置。
本发明使用时，导航控制计算机4控制气象数据采集船自动航行，在航行过程中气象传感器15将相对湿度值、温度值等转变为对应的模拟电信号，通过数据采集器3进行A/D转换、组帧成符合串口(RS232)格式的数字信号并发送至串口服务器5；串口服务器5将数据采集器3及导航控制计算机4的串口(RS232)信号重新转换、组合成符合网络(TCP/IP)协议的数据，并经数据传输***发送至地面测控站。导航控制计算机4也可发出停泊指令，进行定点气象数据测量，当该点测量工作结束后导航控制计算机4控制无人船向第二个测量区域行驶，依次到最后一个测量区域，数据测量结束，导航控制计算机4控制无人船返航至出发地点。

Claims (3)

1.一种无人驾驶气象探测船，由船体(8)及装于船体(8)上的发动机(10)、推进器(12)、转向机构(13)、动力控制伺服机(9)、方向伺服机(1)、导航控制计算机(4)、位置/航向传感器(7)及桅杆(17)构成的无人驾驶船和气象测量装置组成，其特征在于所述的气象测量装置包括装于桅杆(17)上的气象传感器(15)，气象传感器(15)与数据采集器(3)的数据输入端相连，数据采集器(3)的数据输出端以及导航控制计算机(4)的测控数据输出端分别与串口服务器(5)的输入端相连，串口服务器(5)的输出端与数据传输电台(6)的数据接口相连，它的输出端将船的实时位置与实时气象数据信号通过天线(14)传送至地面测控站。
2、根据权利要求1所述的一种无人驾驶气象探测船，其特征在于所述的气象传感器(15)包括风速风向传感器和温湿度传感器。
3、根据权利要求1所述的一种无人驾驶气象探测船，其特征在于所述的桅杆(17)为空心桅杆，上端设有进气防水罩(16)，下端与发动机(10)的机舱相通。
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