[实用新型]具有无磁低功耗的方向识别与定位功能的浮标

说明书

具有无磁低功耗的方向识别与定位功能的浮标，其浮标体上设有三个卫星定位仪安装井，并以井盖密封，井盖中部为工程塑料以接收卫星信号；以浮标中心至其中一个井为基准线，搭载的观测设备的初始0°方向都是与基准线一致重合。浮标体是具有海流计安装井、水质仪安装井、备用安装井的浮标体。把卫星定位仪获取的数据输送到控制器中进行运算处理可得精确方向、位置信息。本实用新型不受地理位置限制，能在全球任何地方部署，不需要地磁，不受纬度地理限制，只要卫星导航系统的信号就可以正常工作；能在恶劣海况条件下使用，没有精密复杂的机械结构，能经受剧烈撞击，翻滚后还能正常使用；对接收的卫星没有要求；低功耗、低成本且定向定位一体化。

技术领域

本实用新型涉及一种具有无磁低功耗的方向识别与定位功能的浮标，具体是一种通过卫星定位方式，达到对浮标进行准确方向识别和定位，为浮标观测真风向、流向、波向提供基准和位置，属于浮标技术领域。

背景技术

目前海上业务化运行观测的浮标方向识别都是使用三维电子罗盘，三维电子罗盘由三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和MCU构成。三维磁阻传感器用来测量地球磁场，倾角传感器是在磁力仪非水平状态时进行补偿；MCU处理磁力仪和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿。该磁力仪是采用三个互相垂直的磁阻传感器，每个轴向上的传感器检测在该方向上的地磁场强度。磁阻效应传感器是根据磁性材料的磁阻效应制成的。在使用前对磁性材料进行了磁化，此后如果遇到了较强的相反方向的磁场就会对材料的磁化产生影响，从而影响传感器的性能。在极端情况下，会使磁化方向翻转180。如果在使用的环境中有除了有地球以外的磁场且这些磁场无法有效的屏蔽时，那么电子罗盘的使用就有很大的问题。而业务化运行观测的浮标绝大多数都是直径6m以上的钢制浮标体，在此环境长期使用三维电子罗盘识别方向，会造成观测浮标的方向存在偏差或者是相反现象，进而造成风向、流向、波向等数据不准确、不可靠，甚至错误。这时只能考虑使用陀螺仪来测定方向了。但是由于陀螺仪实时性差，观测前，陀螺仪需要预热，一次定向时间少则十来分钟，多则一个小时。并且陀螺仪价格十分昂贵，一般的机械陀螺仪近十万元，光纤陀螺仪近百万元。再者陀螺仪是十分精密的仪器，不可以猛烈撞击，不可以翻滚等等。最后，三维电子罗盘和陀螺仪都受纬度限制，在高纬度区域(大于75°)无法正常工作。由此可见，现有技术难以满足业务化运行浮标对方向的要求，特别是在两极区域进行浮标观测的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于解决业务化运行观测的浮标方向识别和定位的问题，提供一种不受浮钢制浮标体影响和不受地理限制的方向识别与定位的低功耗系统和方法——无磁低功耗的方向识别与定位浮标系统及方法。

具有无磁低功耗的方向识别与定位功能的浮标，包括浮标体，其特征是浮标体上设有三个卫星定位仪安装井，且所述三个卫星定位仪安装井内分别安装卫星定位仪，并以井盖密封，或者星定位仪安装在所述井盖下底部；所述井盖中间部分为工程塑料、或者所述井盖整体为工程塑料，通过这个工程塑料定位仪可以接收卫星信号；以浮标体的中心至其中一个安装井的方向为基准线，浮标体通过线缆管道给卫星定位仪供电。

所述的具有无磁低功耗的方向识别与定位功能的浮标，其特征在于所述的浮标体还搭载有风观测设备、波浪观测设备、海流观测设备，所述基准线给所述观测设备的方向作为0°基准参照线，也即所述观测设备的初始0°方向都是与基准线一致重合。

所述的具有无磁低功耗的方向识别与定位功能的浮标，其特征在于所述浮标体是具有海流计安装井、水质仪安装井、备用安装井的浮标体；且在所述安装井、水质仪安装井、备用安装井中或三个安装井的井盖下底面分别安装定位仪，安装井的井盖中间部分用工程塑料，处理结果可以获得浮标的方向、精确位置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下显著优点：

第一创新点不受地理位置限制

本实用新型能在全球任何地方部署，不需要地磁，不受纬度地理限制。只要卫星导航系统的信号就可以正常工作。

第二创新点不受极端环境影响