近日,厦门大学海洋与地球学院发布消息称,海洋观测技术研发中心商少平团队联合闽江大学钟耀照团队、福州大禹电子科技有限公司上官明禹团队,成功研制出一款低成本耐用型波浪谱浮球

这款浮球命名为WaveSentry在长达549.2天的连续在位观测中,它凭借碳纤维壳体抵御了海水腐蚀、光照脆化,数据采集直至搁浅前仍未中断。这种稳定可靠的特性,正在重新定义国产海洋观测装备的可能性边界。

成本降至15%,观测网加密有了新选项

长期以来,我国近海波浪观测依赖进口设备,布设密度和自主性均受制约。目前,我国近海波浪观测网已基本建成并投入业务化运行,打破了该领域长期以来“零散布设,进口为主”的局面,但核心装备的高成本始终是加密布网的硬约束。

WaveSentry给出的解决方案是:总体造价仅为同等性能进口设备“波浪骑士”的15%左右设备直径0.5米,整机重量11千克,单人即可完成收放维护工作同时,锂亚电池年自放电率低于1%,单次部署续航可超过12个月。低购置成本叠加极低运维负担,让大规模、高密度布放从理论推演走向工程可行。

可贵的是,WaveSentry的低成本并未以牺牲性能为代价。经国家水运工程检测设备计量站检测,WaveSentry的波高精度优于±(0.05+5%测量值)米,波周期精度优于±0.1秒,实验室条件下主波向观测精度达±2.6度。数据质量对标进口主流设备,其碳纤维壳体与密封设计进一步提升了海上长期工作能力。

全栈自研:在端侧完成复杂计算

研发团队在两大核心技术节点上实现了完全自主知识产权

第一项突破在嵌入式端侧。基于STM32平台,WaveSentry将方向波谱与波浪参数的全栈计算下沉至设备端,原始数据无需回传地面再处理,直接输出谱级分析结果。数据加密与压缩算法同步集成,在北斗短报文通信带宽有限的条件下,兼顾了传输效率与安全性。

第二项突破是无外置传感器的风速反演。团队利用10Hz姿态传感器原位量测海面粗糙度(Mean Square Slope,均方坡度),结合准波龄参数迭代反演海面风速。设备无需加装风速计,即可同步输出风速数据,进一步降低了硬件复杂度与故障点。

跨海区实测验证,多海域完成海试应用

实验室数据之外,实战是更硬的标尺。

WaveSentry已在福建省、山东省、广东省、海南省等近海完成多批次海上实测,覆盖我国从北到南的主要海域类型单次最长连续在位观测时长549.2天,那只最终漂流至日本口永良部岛海岸的浮球,用跨海区长期运行,验证了国产设备的海上生存能力。

依托北斗短报文通信,WaveSentry可将方向波谱及有效波高、平均波周期、平均波向等参数实时传输至云平台同时,设备预留四路传感器接口,可同步量测海表温度、盐度、pH值、叶绿素浓度,为海洋生态监测提供扩展空间。

补齐自主装备链,支撑近海观测网建设

观测能力是海洋强国的基础底座,从近海波浪观测网骨架搭建到核心装备自主可控,国产装备正在经历“可用”到“好用”、从“替代”到“超越”的转折期。WaveSentry的低成本、长寿命、全栈自研特性,使其在规模化部署后有望成为观测网节点加密的主力装备,进一步充实我国波浪谱自主观测技术库。

当一只浮球能在海上坚守549天、穿越千里海域仍持续传回数据,它所承载的不仅是观测参数,更是国产海洋装备走向成熟的技术自信。