Trong lĩnh vực quan sát đại dương, độ chính xác và ổn định của dữ liệu trực tiếp quyết định độ tin cậy của các quyết định nghiên cứu khoa học và kỹ thuật. Là nền tảng chính để thu thập dữ liệu ngoài khơi, Phao trôi không chỉ phải chịu được các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, gió mạnh và sóng lớn mà còn phải đảm bảo rằng mọi bộ dữ liệu được thu thập đều có thể chịu được phân tích khoa học và xác minh kỹ thuật. Vậy dữ liệu mà Drifting Buoy thu thập chính xác đến mức nào? Câu trả lời nằm ở công nghệ cốt lõi và kiến trúc hệ thống.
Phao trôi của công ty chúng tôi sử dụng công nghệ giám sát sóng dựa trên hệ thống dẫn đường quán tính MEMS{1}}IMU chín trục. Thông qua sự kết hợp-tần số cao của gia tốc kế ba-trục, con quay hồi chuyển ba-trục và từ kế ba-trục, nó đo độ dịch chuyển, vận tốc và sự thay đổi thái độ của phao trên mặt biển trong thời gian thực. Điều này cho phép hệ thống tái tạo chính xác quỹ đạo chuyển động ba chiều của phao trong sóng, từ đó tính toán các yếu tố chính có độ chính xác cao như chiều cao sóng, chu kỳ, hướng sóng, phổ tần số và phổ năng lượng.
Không giống như phao truyền thống, Phao trôi của chúng tôi sử dụng Thuật toán loại bỏ tích lũy lỗi. Dựa trên các mô hình động lực học đại dương, thuật toán này tự động sửa các lỗi bù trong tích phân gia tốc và vận tốc, loại bỏ cơ bản sự trôi dạt tích phân. Độ ổn định và độ chính xác của dữ liệu được duy trì ngay cả trong quá trình quan sát độ lệch dài hạn.
Để phân tích phổ, phao có thể tạo ra phổ sóng theo thời gian thực-từ 0,04–1,0 Hz và phổ hướng sóng đa hướng (0–360 độ ) và hỗ trợ tính toán phổ năng lượng-tần số{6}}hướng-ba chiều. Thuật toán lọc tín hiệu tần số thấp được tối ưu hóa sẽ ngăn chặn một cách hiệu quả các lỗi mất ổn định tần số thấp dưới 0,04 Hz xảy ra trong các quan sát truyền thống, cho phép phao phân biệt rõ ràng sóng nước và sóng gió.
Hơn nữa, Phao trôi của chúng tôi được trang bị bộ vi xử lý STM32 và hệ thống đồng bộ hóa thời gian có độ chính xác-cao, đảm bảo đồng bộ hóa việc lấy mẫu dữ liệu ở mức micro giây{2}} giữa các cảm biến. Kết hợp với thuật toán giải pháp thái độ thông minh, hệ thống này đạt được phép đo-có độ chính xác cao về hướng đi, độ cao và độ lăn của phao, giữ sai số tính toán về hướng sóng và phổ năng lượng trong phạm vi ±5 độ .
Độ chính xác được cải thiện này không chỉ do thuật toán mà còn do thiết kế phần cứng. Cấu trúc của phao sử dụng vật liệu nhẹ, chống ăn mòn{1}}và vỏ phao có khả năng chống thấm nước cao, mang lại khả năng chống gió và sóng mạnh mẽ, đồng thời giảm nhiễu do nhiễu cơ học gây ra. Mức tiêu thụ điện năng tổng thể của hệ thống nhỏ hơn 50 mA, cho phép quan sát liên tục-trong thời gian dài và đảm bảo tính liên tục của dữ liệu cũng như tính toàn vẹn của chuỗi thời gian.
Với những cải tiến này, Phao trôi của chúng tôi cung cấp hỗ trợ dữ liệu nhất quán và có độ tin cậy cao cho nghiên cứu khoa học biển, giám sát khí tượng, phát triển năng lượng đại dương và an toàn vận chuyển. Cho dù quan sát các trường sóng ở rìa đầu của cơn bão hay thu thập dữ liệu trôi dạt dài hạn ở vùng biển sâu, nó có thể tái tạo các điều kiện biển thực tế trên thế giới-với độ chính xác gần như{3}}khoa học{4}}.