Hệ thống đo sóng và dòng chảy bằng radar

Các hoạt động ngoài khơi phụ thuộc phần lớn vào điều kiện biển. Để nâng cao sự an toàn cho người, các công trình và môi trường biển đòi hỏi phải có các dữ liệu hàng ngày về tình trạng biển. WaMoS^®II là hệ thống đo sóng và dòng chảy bằng radar tiên tiến nhất trên thế giới, đáp ứng yêu cầu đó và là hệ thống đã được cộng đồng khoa học thế giới công nhận.

WaMoS® II hỗ trợ các ứng dụng ra quyết định bao gồm: công trình ngoài khơi, hỗ trợ công tác lặn, các hoạt động an toàn tàu thuyền và hàng hải trong các điều kiện dòng chảy và biển khắc nghiệt. Việc triển khai hệ thống lâu dài hoạt động tự động, xa bờ và khả năng chống ăn mòn đã chứng nhận độ tin cậy của hệ thống.

WaMoS® II  cung cấp dữ liệu sóng và dòng chảy theo thời gian thực.

Vận hành tự động và liên tục kể cả trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt với tầm nhìn hạn chế và đêm tối.

Độ bền, khả năng chống ăn mòn cao.

WaMoS® II đo và hiển thị tất cả các tham số sóng chủ yếu bao gồm độ cao sóng có nghĩa (Hs) chu kỳ đỉnh sóng (Tp), bước sóng lớn nhất (λp) hướng sóng đặc trưng  (θp) cũng như tốc độ dòng chảy bề mặt (U ) và hướng dòng chảy dòng chảy (θU).

Phạm vi hoạt động

Phạm vi hoạt động của Sigma S6 Wamos II mở rộng tới 7 km phụ thuộc vào loại radar X-Band và địa hình và vị trí lắp đặt.

Với tốc độ gió tối thiểu 3 m/s và độ cao sóng nhỏ nhất 0.5 m – 0.75 m, hệ thống dễ dàng phát hiện chiều dài sóng từ 15 m – 600 m và các chu kỳ từ 3 sec – 18 sec

Cấu hình chính gồm:

Bộ máy server và màn hình đặt ở phòng làm việc tại hiện trường

• Đầu đo bằng radar 8ft và phụ kiện
• Cáp truyền tín hiệu từ đầu đo radar đến server hiện trường: 30-100m
• Bộ phần mềm thu và xử lý số liệu
• Bộ phần mềm nâng cao High Resolution Current (HRC)
• Bộ máy server thu số liệu tại Hà Nội
• Cột tháp cao tối đa 15m (VN sản xuất)
• Bộ chống sét cho trạm (VN sản xuất)
• Máy phát điện dự phòng 5KW (Honda)
• Bộ điều khiển ATS (dùng cho việc chuyển đổi nguồn điện tự động khi mất điện lưới) (Chấu Á sx)
• Bộ lưu điện (Chấu Á sx)
• Điều hòa Daikin – Việt Nam
• Nhà trạm, (Phòng) làm việc có thể xây dựng với diện tích từ 8-20m2 (tùy thuộc vào vị trí cụ thể)

Thiết bị có độ chính xác cao, bộ chuyển đổi hình ảnh analog to digital tốc độ cao, các đầu vào radar dải rộng cho phép kết nối radar toàn cầu.

Chuyển đổi A/D và bộ nhớ đệm

Độ phân giải 12bit@50MHz tốc độ thu tối đa

Quản lý thu hình ảnh và cấu hình toàn bộ thông qua phần mềm

Không hạn chế số lượng hình ảnh radar được thu

Giao diện bộ phát Radar cho TX/StBy

Phần mềm thu số liệu và phân tích sóng cung cấp các đầu ra tiêu chuẩn cho hệ thống

Dữ liệu sóng của hệ thống Sigma S6 Wamos II được sử dụng:

• Hỗ trợ các hoạt động của tàu vào cảng
• Là đầu vào cho các hệ thống tích hợp, cở sở dữ liệu khí tượng
• Tính toán vận chuyển bùn cát

Phổ sóng 2 chiều và 1 chiều (f-theta, kxky)

Tất cả các tham số được tích hợp như: độ cao sóng có nghĩa, các chu kỳ sóng đỉnh, hướng sóng, bước sóng cho cả gió biển và sóng nhồi v.v.

Hướng và tốc độ dòng chảy bề mặt (giá trị trung bình trên 1 km2)

Giao diện Windows

Lưu giữ số liệu thô radar (phục vụ phân tích, nghiên cứu chi tiết hơn)

Đầu ra NMEA của các tham số dẫn suất.

Thiết bị quét radar, công suất phát 12 KW, ăngten 8ft, tốc độ quay 24 RMP.

• Độ dài: 8 ft
• Độ rộng trùm tịa (H): 0.95¡
• Độ rộng trùm tia (W)20 ¡
• Thùy bên (bên trong  ±10¡) -28 dB
• Thùy bên (bên ngoài ±10¡) -32 dB

Máy tính chuyên dụng sử dụng cho hệ thống là bộ xử lý tiên tiến được trang bị phần mềm thu và xử lý hình ảnh, loại để trên giá 19” rack case, được cấu hình hoàn chỉnh, bàn phím tiêu chuẩn và màn hình

Công nghệ HRC của hệ thống Sigma S6 Wamos II

Cung cấp thông tin dòng chảy bề mặt với độ phân giải không gian cao đến việc hỗ trợ cho công tác dự báo trôi dạt (loang) của các vết dầu.

Quản lý các hoạt động xa bờ.

Bảo vệ bờ biển, an toàn hàng hải, lập kế hoạch cho tầu thuyền ra vào cảng.

Công nghệ HRC của hệ thống Sigma S6 Wamos II cũng hiển thị thông tin độ sâu ở vùng nước cạn (độ sâu lên đến 30m nước)

Công nghệ HRC của hệ thống Sigma S6 Wamos II  còn hỗ trợ giám sát quá trình bồi lắng và xói mòn, theo dõi các quá trình chuyển biến động lực cấu trúc di chuyển của các bãi cát.

Thông số kỹ thuật:

Phổ sóng:

Phổ tần theo hướng sóng 2 chiều S(f,q)

• Độ phân giải: 0,005Hz, 4⁰
• Dải đo: 0,02 Hz - 0,35Hz

Phổ sóng 1 chiều:

• Độ phân giải: 0,005Hz
• Pham vi: 0,02Hz - 0,35Hz

Đo sóng:

Độ cao sóng có nghĩa

• Dải đo: 0.5 – 20m
• Độ chính xác: +/- 10% hoặc +/-0.5 m
• Độ phân giải: 0.1m

Hướng sóng

• Dải đo: 0 – 360°
• Độ chính xác: +/- 2°
• Độ phân giải: 1⁰

Chu kỳ sóng

• Dải đo: 3 - 18s
• Độ chính xác: +/- 0.5 s
• Độ phân giải: 0.1s

Bước sóng

• Dải đo: 15 – 600m
• Độ chính xác: +/- 10%
• Độ phân giải: 1m

Đo dòng chảy:

Tốc độ dòng chảy:

• Dải đo: 0 - 40 m/s
• Độ chính xác: +/- 0.2 m/s
• Độ phân giải: 0.01m/s

Hướng dòng chảy:

• Dải đo: 0 – 360°
• Độ chính xác: +/- 2°
• Độ phân giải: 1⁰

WaMoS II: lắp đặt ven bờ

Dữ liệu sóng là mối quan tâm chính  – đặc biệt  Hs and qp

Dòng chảy bề  mặt là mối quan tâm chính, đặc biệt ở các khu vực không đồng nhất

Dữ liệu sóng của hệ thống WaMoS II được sử dụng

→ hỗ trợ các hoạt động của tàu vào cảng

→ đầu vào cho các hệ thống tích hợp, cơ sở dữ liệu khí tượng

→ tính toán vận chuyển bùn cát

Lắp đặt WaMoS II hướng thẳng về phía trước

Hệ thống hoạt động độc lập, không cần giám sát

 Đo thời gian thực

 Đo sóng liên tục (“mắt trong bóng tối”)

 Detection of bi-modal sea states

 Ghi chính xác các điều kiện môi trường

 Số liệu sóng sử dụng làm đầu vào cho các hệ thống tích hợp,

    (vd. Hệ thống giám sát môi trường)

 Công nghệ HRC của WaMoS II cho phép xác định từ xa phép

    đo sâu độ phân giải cao trong thời gian ngắn.

 Công nghệ HRC của WaMoS II cho phép theo dõi các quá trình động lực cấu trúc như di chuyển các bãi cát

Ưu thế của trạm lắp đặt ven bờ

Yêu cầu của hệ thống WaMoS II

X-band radar hoạt động ở chế độ xung ngắn (short pulse) (phạm vi gần; giữa 0.25 và 1.5 hải lý)

 WaMoS II thu được các tín hiệu radar thô trước mọi bộ lọc (mưa, ngăn vệt dội tạp)

 Bốn (4) tín hiệu riêng biệt, không lọc cần có: Video, Sync/Trigger, Heading, Bearing

 Phạm vi góc quét: tới 7 km

 Góc quét nhỏ nhất : 180 độ

  Chiều cao antenna lý tưởng: giữa 25 và  60 m (tối thiểu: 15 m)

  Chiều dài antenna tối thiểu: 8ft

  Thiết bị phụ trợ (bộ chuyển đổi) cần có để sử dụng tín hiệu phức hợp

  Điều kiện sóng tối thiểu: 0.5-0.75 m 

Trung Tâm Quan Trắc

Vụ KHCN tổng hợp