Offshore Sensing AS簡介：

挪威Offshore Sensing AS公司成立于2014年，是Christian Michelsen Research的商業(yè)化運作子公司。CMR長期生產(chǎn)錨系和漂流浮標產(chǎn)品，漂流浮標價格便宜、易于投放、可通過衛(wèi)星通訊。但是漂流浮標有很多局限性，它們會很快的漂過用戶感興趣的區(qū)域，因此限制了其實用性和作業(yè)時間。因此在2005年CMR基于漂流浮標的基本原理，設想設計一個儀器搭載平臺，不會漂過用戶感興趣的區(qū)域，又可以無需使用錨系而進行定點觀測，Sailbuoy由此產(chǎn)生。2009年對Sailbuoy進行了一系列的現(xiàn)場測試包括近海遠海，進一步的改進設計，提高質(zhì)量。到目前為止Sailbuoy已成為一款成熟的商業(yè)化產(chǎn)品，Offshore Sensing AS公司目前研發(fā)、生產(chǎn)和銷售Sailbuoy。

Sailbuoy介紹：

Sailbuoy是一個擁有長期續(xù)航能力的海洋自主巡航觀測系統(tǒng)。不會輕易漂過您感興趣的海上區(qū)域，又可以無需使用錨系而進行定點觀測。

Sailbuoy海洋風力巡航觀測系統(tǒng)是一款可搭載多種海洋環(huán)境監(jiān)測儀器（波浪、水質(zhì)、氣象）的無人自動觀測系統(tǒng)，依靠風力航行，既能保持原位定點觀測，也能大海域大范圍自動巡航或橫跨大洋。通過銥星通訊系統(tǒng)用戶可以實時的與Sailbuoy進行遠程通訊和航行跟蹤控制。

標準的Sailbuoy長2m，排水量60kg，荷載10kg，配備30W太陽能板，海上持續(xù)巡航時間可達12個月，巡航速度1-2節(jié)（3節(jié)），海上風速3-30 m/s。

Sailbuoy風力無人船

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Sailbuoy應用

1. 海洋水文和氣象數(shù)據(jù)觀測

2. 波浪測量

3. 水質(zhì)監(jiān)測

4. 收集水下數(shù)據(jù)、海上數(shù)據(jù)中轉站

5. 海上溢油監(jiān)測及預警

6. 海上赤潮追蹤

7. 海洋動物和魚群

8. 遠洋信息收集

9. 海底地震信號收集和傳輸

10. 海面信號中轉站

Sailbuoy主要特點：

1、 以風作為動力，低功耗設計，能耗極低

Sailbuoy以風作為推進力，航行時非常像傳統(tǒng)的帆船，Sailbuoy可以根據(jù)路徑點位置自動計算航行路線，自動航行不需要人為干涉，頂著風轉向前進，接近用戶定義的路徑點位置，非常適合長期獨立。此外，Sailbuoy含有專門設計的低功耗電子單元，功耗非常低，能夠在極低的甚至無太陽能環(huán)境條件下連續(xù)航行數(shù)月之久，不必時時依賴于太陽能來進行航行，非常適合在高緯度、低光照地區(qū)使用。

2、 適應惡劣海上環(huán)境

Sailbuoy非常堅固耐用，其設計和測試均是在非常惡劣的海上環(huán)境下進行的，比如：大風大浪、寒風刺骨、光照極低、低可見度。大量的測試表明：Sailbuoy在惡劣環(huán)境下的表現(xiàn)非常優(yōu)異，且在海上能抵御各種障礙物和海冰，甚至在9級海況下也能表現(xiàn)出優(yōu)異性能。

3、 續(xù)航能力強

Sailbuoy專門設計用作執(zhí)行長期任務，可在海上持續(xù)工作幾個月至1年之久。

4、 易于投放和回收

Sailbuoy體積小巧，重量輕，僅60kg，兩個人就能輕松抬動，非常容易投放和回收。幾乎任何船只都可以用來對Sailbuoy進行投放和回收，比如快艇、救生艇、漁船和海洋工程船等，而且投放和回收無需專業(yè)人員來進行。

5、 對海上設施無威脅

Sailbuoy的設計使其不會損壞或卷入海上漂浮的碎片雜物、錨系系統(tǒng)和其它海上構筑物。并且能夠抵御與海冰或漂浮碎片的碰撞，而不會發(fā)生破裂、卷入碎片或卷入水底等情況。對海上構筑物不會產(chǎn)生任何潛在的威脅。

6、 搭載能力強

Sailbuoy可搭載型號為Datawell Mose G1000波浪傳感器，一款基于單一GPS測波原理來對波高、波向、波周期進行連續(xù)長期的觀測的傳感器。Sailbuoy可以無需使用錨系而保持原位定點進行波浪觀測，又可以連續(xù)地大面積地測量一個海域的波浪。Sailbuoy可以自動航行到目的地海域，完成任務后自動返航，避免了波浪浮標投放和回收的費用。波浪參數(shù)實時進行計算，并通過衛(wèi)星發(fā)回岸上，同時原始數(shù)據(jù)保存在船上數(shù)據(jù)采集器中，等待回收以后，用戶可以下載并進行后處理。

GPS原理測量波浪的優(yōu)勢是：

（1） 性價比高，故障率低，無需額外的其它傳感器輔助；

（2） 波向測量不需要羅盤，因此受磁性干擾低；

（3） 可以測量更低頻率的波浪；

（4） GPS尺寸小，重量輕，可以非常方便的集成到Sailbuoy上；

（5） 性能穩(wěn)定，永遠不需要再校準。

此外，Sailbuoy采用模塊化設計，還可以搭載多種海洋環(huán)境監(jiān)測儀器（如水質(zhì)、氣象等）和回聲測深儀，同時進行氣象、近表層海水溫度、鹽度、溶解氧濃度以及葉綠素等水質(zhì)、氣象參數(shù)的觀測以及回聲探測。

7、 多種自動巡航模式

Sailbuoy搭載多種海洋環(huán)境監(jiān)測儀器，依靠風力自動航行，在航行過程中收集傳感器的數(shù)據(jù)。Sailbuoy能夠無需使用錨系而保持原位定點觀測，又可以連續(xù)地大面積地測量對某個海域進行測量。Sailbuoy可以自動航行到目的地海域，完成任務后自動返航，避免了昂貴的現(xiàn)場投放和回收的費用。

Sailbuoy自動巡航模式有四種：路線模式、定點模式、兩點往返模式、區(qū)域巡航模式。

8、 實時遠程桌面控制

用戶通過銥星雙向通訊系統(tǒng)可以實時與Sailbuoy進行通訊，并進行航行控制。用戶可以登錄基于瀏覽器的網(wǎng)站來對Sailbuoy進行命令控制，更新航路點信息，并且從Sailbuoy上下載傳感器的數(shù)據(jù)，控制和監(jiān)測Sailbuoy的進程。搭載的傳感器同樣可以通過網(wǎng)站界面來進行控制和數(shù)據(jù)的獲取。Sailbuoy具有高度自動性，只需用戶進行極少的命令輸入就可以讓Sailbuoy自動來執(zhí)行規(guī)定的任務。實際上用戶僅僅需要給Sailbuoy一個遵循的軌跡即可，巡航數(shù)據(jù)就可以通過用戶界面進行實時顯示。

基于瀏覽器的控制桌面

Sailbuoy技術指標

物理指標：

1. 長：2 m

2. 寬：0.52 m

3. 高：1.13 m

4. 吃水：0.57 m

5. 排水量：60 kg (包含載荷)

6. 載荷重量：10 kg

7. 動力：風

運行指標

1、 海上持續(xù)時間：幾個月—12個月

2、 速度：1-2節(jié) (3節(jié))

3、 適于航行的風速：3-30 m/s

4、 適于航行的波高：15+ m

5、 控制：基于瀏覽器云端控制命令和數(shù)據(jù)

電子指標

1、 太陽能板功率：30W

2、 自動航行通訊：銥星SBD

3、 載荷數(shù)據(jù)通訊：銥星

4、 載荷供電：280Wh可充電鋰電池

（可選560Wh）

可集成的標準傳感器（不限于以下傳感器）：

1、 波浪傳感器

傳感器型號：Datawell MOSE G1000

測量原理：GPS原理（無差分），永遠不需要校準

波高測量范圍：-20-20m，波高測量精度：1-2cm

波周期：1.6-100s，波周期分辨率：0.1s

波向范圍：0-360°，波向測量精度：1.5°

標準波浪測量周期：20分鐘

2、 水質(zhì)傳感器

（1）溫鹽（CT）傳感器

型號：N.Brown G-CTD

溫度測量范圍：0-30°C，初始精度：±0.005°C，分辨率：±0.0001°C

電導率測量范圍：0-60mS/cm，初始精度：0.010mS/cm，分辨率：0.0001mS/cm

響應時間：0.4s

測量頻率：5Hz

功耗：35mA，12VDC

（2）溶解氧傳感器（光學法）

型號：AADI Oxygen Optode 4835

測量范圍：0-500uM，0-150%

分辨率：＜1uM，0.4%

測量精度：＜8uM，＜5%

響應時間：t（63%）＜25s

功耗：0.16+48mA/s

（3）葉綠素傳感器（帶防生物附著刷）

型號：Eco FL

測量范圍：0-125ug/L或0-400ug/L

檢測限：0.02ug/L

（4）Turner C3三傳感器水質(zhì)儀（帶防生物附著刷）

可任意選擇3種傳感器：水中原油、水中精煉油, 濁度，CDOM、藍綠藻、后向散射等

3、氣象傳感器

型號：WS-220WX-RH

自動氣象站（12參數(shù)），系統(tǒng)帶有GPS、三維羅盤、三軸加速度計以及三軸陀螺儀

可測量參數(shù)為：相對風和真實風、風速和風向（超聲波技術）、氣壓、相對濕度、溫度、GPS定位信息、測量航向信息）、測量橫搖和縱搖、旋轉信息等。

4、 回聲測深儀

型號：Simarad WBT Mini

脈沖類型：CW + FM （Linear up-sweep）

分束換能器：

型號：Simrad ES333-7CDK Split

頻率范圍：270-445kHz，333kHz（標準）

波束寬度：7°（標準工作頻率）

脈沖長度：8ms

使用小推車運輸Sailbuoy非常方便

Sailbuoy自主航行任務——案例

一、2016年航行任務

時間：2016年夏天

地點：挪威北海

航行周期：2個月

任務航行目的：測試Sailbuoy作為波浪測量浮標的性能

結果：Sailbuoy在2個月后成功自動返回起點。測量的波高達14.3m，有效波高8m。

二、2014年航行任務

時間：2014年夏天

地點：挪威北海法羅群島

航行周期：2個月

任務航行目的：測試在風和海流變化劇烈的情況下Sailbuoy的性能，同時采集表層海水的溫度、鹽度和溶解氧數(shù)據(jù)

結果：Sailbuoy在2個月后成功通過Norwegian Fishing船舶進行了回收，航行期間經(jīng)歷了高達7.5m的波浪，80節(jié)的風速環(huán)境。

三、2013年航行任務

時間：2013年9月

地點：挪威斯瓦爾巴特群島

航行周期：10天

任務航行目的：Sailbuoy搭載不同傳感器，控制Sailuoy與冰緣線保持一定距離

結果：Sailbuoy全程與冰緣線保持一定的距離（40km），隨著冰緣線移動，Sailbuoy的航路點隨之更新。

四、2013年航行任務

時間：2013年3月

地點：Cape San Blas南部

航行周期：2個月

任務航行目的：Sailbuoy獲取表層海水參數(shù)，用于模型建立

結果：2個月后成功回收Sailbuoy。Sailbuoy搭載傳感器有溫度、鹽度、溶解氧，1小時獲得一次數(shù)據(jù)。期間經(jīng)歷風速30節(jié)。

Sailbuoy案例圖片