V rozlehlém oceánu jsou vlny nejen přírodním jevem, ale také dynamickými signály obsahujícími množství informací. Posláním Wave Monitoring System je přeměnit tyto zdánlivě chaotické výkyvy na kvantifikovatelná a analyzovatelná data, poskytující solidní datovou podporu pro vědecký výzkum, inženýrství, lodní dopravu a prevenci katastrof. Nejenže „vidí“ vlny, ale také interpretuje vědecké zákony, které se za nimi skrývají.
Jádrem systému Wave Monitoring System je pozorovací platforma integrující devíti{0}}osou inerciální měřicí jednotku MEMS (IMU), vysoce přesný{1}}systém vzorkování a vlastní-vyvinutý algoritmus dynamiky oceánu. Komplexním výpočtem zrychlení mořské hladiny, úhlové rychlosti a posunutí dokáže systém přesně vypočítat více prvků vln. Dokáže měřit klíčové parametry, jako je výška vlny, perioda vlny, směr vlny, energetické spektrum a směrové spektrum, a dále odvodit trojrozměrné frekvenční-směrové- energetické spektrum, které uživatelům pomáhá komplexně porozumět prostorovému rozložení a energetickým charakteristikám mořských vln.
Ve srovnání s tradičními bójemi, které mohou poskytovat pouze údaje o výšce jedné vlny nebo období, náš systém prošel hlubokou optimalizací na úrovni algoritmu. Jeho integrační algoritmus eliminuje nahromaděné chyby v procesu integrace zrychlení a rychlosti a využívá adaptivní filtrování k odstranění nestabilit v nízko-frekvenčním rozsahu (přibližně 0,04 Hz), čímž udržuje vysokou stabilitu a opakovatelnost dat i ve složitých podmínkách na moři zahrnujících vítr, vlny a vlnobití. To znamená, že dokáže nejen identifikovat střední výšku vln, ale také rozlišit významné výšky vln, maximální výšky vln a periody různých skupin vln, díky čemuž je každé pozorování vědecky cennější.
Pokud jde o směrovou analýzu, náš systém využívá technologii inteligentního výpočtu orientace mořské hladiny k dosažení obousměrného sledování vertikálního posunu ve směru východ-západ i sever{1}}jih, což zajišťuje přesnost směrového spektra ±5 stupňů . To má velký význam pro studium cest šíření vln, procesů přenosu energie a účinků oceánských proudů. Například při výběru místa větrných elektráren nebo návrhu struktury námořního inženýrství je přesné určení směru vln a distribuce energie zásadní pro posouzení strukturálního napětí a úrovně rizika.
Systém sledování vln se navíc nezaměřuje pouze na charakteristiky povrchových vln, ale může také odvodit rychlost hladiny moře a okamžité změny zrychlení z vysokofrekvenčních dat, a tak analyzovat strukturu skupin vln a chování nelineárních vln. Díky tomu je vysoce cenný pro aplikace ve špičkových-oborech, jako je vývoj energie vln, výzkum dynamiky oceánů a simulace extrémního stavu moře.
Kromě své technologie je náš systém také známý svou nízkou spotřebou energie, dlouhou životností baterie a vysokou spolehlivostí. Efektivní řízení spotřeby a lehká konstrukce mikroprocesoru STM32 umožňují zařízení pracovat stabilně po dlouhou dobu za omezených energetických podmínek. Nahrává také pozorovací data v reálném čase prostřednictvím bezdrátového komunikačního modulu, čímž vytváří globální síť pro monitorování oceánů. Tato schopnost umožňuje výzkumníkům a inženýrům zachytit stav oceánu v reálném čase a dosáhnout skutečného „vzdáleného snímání v reálném čase-“.