[发明专利]一种卫星导航系统的厘米级漂流浮标装置

说明书

技术领域：

本发明属于海洋监测技术领域，涉及一种漂流浮标装置，尤其涉及一种卫星导航系统的厘米级漂流浮标装置。

背景技术：

海洋占整个地球表面积的70.8％，是人类生存与发展的重要空间，其蕴藏着丰富的金属、能源和生物资源；由于经济的快速发展，陆上资源日益匮乏，人类社会面临着人口膨胀、资源短缺和环境恶化等一系列难题，因此海洋成为21世纪重要的陆地可接替资源场所，开发利用海洋是解决这一系列难题的重要途径；海洋气候变幻莫测，为了更好地开发利用海洋，人们在沿海和海岛上建立海洋观测站并测量波高、海流、海温、潮位、风速和气压等水文气象要素，这些资料不仅可以指导人类更好地开发利用海洋，而且在海上工程建筑和海洋科学研究领域发挥着重要作用；但是，沿海和海岛观测站观测到的海洋数据只能反映近海和临岛海域的情况，对远洋航行却无法进行监测指导，在海洋中建立漂流浮标是解决这个问题的有效方法；海洋浮标技术是二十世纪六十年代由一些海洋发达国家使用并发展起来的，海洋漂流浮标是海洋环境调查的重要技术装备，具有在恶劣的海洋环境条件下，无人值守地长期、连续、同步、自动地对海洋水文、气象诸要素进行全面综合监测的特点，是海洋观测岸站、调查船和调查飞机在空间上和时间上的延伸扩展，是离岸监测的重要手段，具有其他调查方法无法代替的作用，它的重要性越来越受到世界各海洋国家的重视。

现有的漂流浮标大都结构复杂、制作成本高而且精确度不够；本发明对现有的漂流浮标进行改进，结构简单轻巧、体积小、寿命长、性能好、生产成本低，而且采用北斗二号导航系统的定位和信息通讯技术，能够达到厘米级精度定位。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中漂流浮标结构复杂、制作成本高和精确度不够的缺陷，提供设计一种卫星导航系统的厘米级漂流浮标装置。

为了实现上述目的，本发明的整体结构包括北斗接收机和漂流浮标支架，北斗接收机固定安装在漂流浮标支架的上端；北斗接收机包括北斗接收机外壳和北斗接收机内部工作平台，北斗接收机外壳包裹着北斗接收机内部工作平台使北斗接收机内部工作平台不受外部环境破坏，北斗接收机外壳为正方体、长方体、锥体或球体等公知结构并且外表面安装有太阳能电池用来给北斗接收机内部工作平台供电，北斗接收机内部工作平台包括北斗卫星天线、通信模块、温度传感器、湿度传感器和气压计；漂流浮标支架包括中心支柱、上部浮架、下部浮架、串连杆、浮球、耐腐蚀帆布和载重，上部浮架和下部浮架分别固定安装在中心支柱的上部和下部，串连杆固定安装在上部浮架上，浮球固定安装在串连杆上使得漂流浮标在水中时北斗接收机在水面之上，耐腐蚀帆布的一侧挂置在上部浮架上另一侧挂置在下部浮架上，载重固定安装在中心支柱下部。

本发明优选的北斗接收机包括北斗接收机外壳和北斗接收机内部工作平台，北斗接收机外壳采用耐腐蚀、防水、坚固和抗撞击的玻璃钢材料制成正方体、长方体、锥体或能分为上半球和下半球的球体结构，太阳能电池安装在上半球的外表面上或正方体、长方体和锥体的顶侧面上；通信模块中以微处理器为中心，在微处理器内部设置有保证程序快速运行的256KB字节的RAM存储器和保存有温度、湿度、气压等监测数据包的8MB字节的FLASH存储器，微处理器内部还设置有通信板和能进行内部逻辑编程的逻辑电路，微处理器运用两个通用异步串行接口作为北斗卫星通信接口和漂流浮标通信接口；微处理器的通信板通过北斗卫星通信接口控制北斗接收机完成卫星授时、地理定位、双向数据传输等工作，通过漂流浮标通信接口接收温度传感器、湿度传感器和气压计采集的监测数据包，并监控温度处理器、湿度处理器和气压计的工作状态，然后通过北斗卫星天线将温度传感器、湿度传感器和气压计采集的监测数据包发送至地面管理中心；微处理器的通信板设置有漂流浮标校对时钟并实时掌握北斗接收机的工作状态。