【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブイ、ブイ装置及び波浪情報計測装置に関し、有義波高、平均波周期、波浪の方向などの波浪情報を計測する場合に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のブイを用いた波浪情報計測装置では、ブイが波浪による動揺の影響を受けないようにするために係留などによりブイを固定設置して、このブイと波面との相対位置を計測し、この計測データに基づいて有義波高や平均波周期などの波浪情報を求めていた。
【０００３】
なお、本発明に関連する先行技術文献としては下記の特許文献１，２が挙げられる。特許文献１には、波浪の波打つ海面と常に平行になるような姿勢をとりながら浮くためのフロートと、海面に対して垂直な方向に単一波長の光又は超音波を発射し、海底で反射したエコー信号の到達時間をサンプリングする運動測定手段と、予め得られているエコー信号の到達時間の経時変化の周期と波浪の周期との関係及びエコー信号の到達時間の経時変化の振幅と波浪の波高との関係のデータに基づいて、前記サンプリングから得られたエコー信号の到達時間の経時変化の周期及び振幅から波浪の周期及び波高を求める信号処理手段と、求まった波浪の周期及び波高を電波として発信するアンテナとを備えた波浪測定装置が開示されている。また、この特許文献１にはＧＰＳを利用して自己位置を測定することも示されている。
【０００４】
特許文献２には、基準位置に設置されたアンテナにより、複数の衛星より電波を収集してアンテナ位置を測位し、この測位されたアンテナ位置と前記基準位置との差を演算し、この差を補正情報として出力する地上測位装置と、潮位観測位置の海水面に係留された浮体と、この浮体に設置されたアンテナにより、複数の衛星より電波を収集して浮体位置を測位し、この浮体位置と前記地上測位装置から入力した補正情報に基づいて潮位を測定する浮体測位装置とを備えた潮位観測装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３２５８９６号公報
【特許文献２】
特開平９−３０４０６４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のブイを用いた波浪情報計測装置では、次のような問題点を有している。
【０００７】
（１）ブイが波浪による動揺の影響を受けないようにブイを固定設置する必要があるため、ブイの設置が困難であった。
（２）波高の計測可能範囲はブイの高さで決まるため、ブイが大型となる。
（３）ブイは固定設置されているため、船舶との接触などにより破損することがあり、メンテナンスが必要である。また、ブイは固定設置され、且つ、大型であることから、船舶との接触によって船舶を傷つけるおそれもある。
【０００８】
従って、本発明は上記の事情に鑑み、小型化が可能であり、係留などをする必要がなく、また、メンテナンスが不要なブイ、ブイ装置及び波浪情報計測装置を提供することを課題とする。
【０００９】
なお、特許文献１の波浪測定装置は、超音波や光のエコー信号によって波浪情報を求めるものであり、ＧＰＳでは装置に位置として単に経度及び緯度を求めため、ＲＴＫ−ＧＰＳで得られるブイの高さの時系列データに基づいて有義波高や平均波周期といった波浪情報を求める本発明（詳細後述）とは技術的に異なるものである。また、特許文献２の潮位観測装置も、ＲＴＫ−ＧＰＳを用いて基準位置に設けたアンテナの位置と浮体位置を測位して基準位置からの潮位を求めるものであり、ＲＴＫ−ＧＰＳで得られるブイの高さの時系列データに基づいて有義波高や平均波周期といった波浪情報を求める本発明とは技術的に異なるものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明のブイは、フロートにより海洋上に浮かんで漂流し、この海洋に生じる波浪の波高の変化に追従して上下動するブイであって、複数の人工衛星から電波を受信してブイの位置情報である経度、緯度及び高さを求めるＫＧＰＳ計測手段と、このＫＧＰＳ計測手段で求めたブイの高さの時系列データに基づいて演算処理することにより有義波高などの波浪情報を求める演算手段と、この演算手段で求めた波浪情報とＫＧＰＳ計測手段で求めた経度及び緯度の情報とを無線で送信する無線送信手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、第２発明のブイは、第１発明のブイにおいて、フロートを生分解可能な材質の材料で構成したことを特徴とする。
【００１２】
また、第３発明のブイは、第１又は第２発明のブイにおいて、水温、気温、気圧などの気象情報を計測する気象情報計測手段を備え、この気象情報計測手段で計測した気象情報も、無線送信手段により無線で送信することを特徴とする。
【００１３】
また、第４発明のブイ装置は、第１，第２又は第３発明のブイを少なくとも３機、互いに独立に上下動可能で且つ一直線に並ばないように連結し、これらのブイのＫＧＰＳ計測手段でそれぞれ求めた各ブイの高さの時系列データと経度及び緯度の時系列データを何れか１つのブイに収集し、これらの時系列データに基づいて当該ブイの演算手段で演算処理することにより前記波浪の方向を求め、この波浪の方向も波浪情報として当該ブイの無線送信手段により無線で送信するように構成したことを特徴とする。
【００１４】
また、第５発明の波浪情報計測装置は、第１，第２もしくは第３発明のブイ又は第４発明のブイ装置と、このブイ又はブイ装置の無線送信手段から送信される波浪情報と経度及び緯度の情報、又は、これらの情報及び気象情報を無線で受信して収集する無線受信手段とを有してなることを特徴とする。
【００１５】
また、第６発明の波浪情報計測装置は、第５発明の波浪情報計測装置において、ブイ又はブイ装置を多数且つ広範囲にわたって海洋上に浮かべ、これらのブイ又はブイ装置の送信手段から送信される波浪情報と経度及び緯度の情報、又は、これらの情報及び気象情報を無線受信手段により無線で受信して収集するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
＜実施の形態１＞
図１（ａ）は本発明の実施の形態１に係るブイの側面図、図１（ｂ）は前記ブイの上面図である。また、図２は前記ブイを用いた波浪情報計測装置の信号系統の構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ブイ１はブイ本体となるフロート２を有しており、このフロート２により海洋３上に浮かんで漂流する。フロート２は円筒状の上部２ａと円錐状の下部２ｂとを有して独楽状に形成されている。ブイ１は係留などによって固定設置されておらず、フロート２により海洋３上に浮かんでいるだけであるため、海洋３に生じる波浪の波高（波面３ａの高さ）の変化に追従して上下動する。なお、波浪に対する追従性をよくするため、フロート２の水線面積（海面２ａ位置の断面積）は広くとることが望ましい。
【００１９】
また、フロート２は軽くて生分解可能な材質の材料（例えば生分解性プラスチックなど）で構成されている。そして、フロート２の上面２ｃにはアンテナ４が突設され、フロート２の内部には図２に示すようにＫＧＰＳ計測装置５、演算装置６及び送信装置７が装備されている。
【００２０】
ＫＧＰＳ計測装置５はアンテナ４とともにＫＧＰＳ計測手段を構成している。ＫＧＰＳ計測装置５では、アンテナ４を介して複数の人工衛星８から電波を受信し、この受信電波に基づいてＲＴＫ方式の信号処理を行うことにより、ブイ１の３次元位置情報である経度、緯度及び高さの情報を求める。即ち、本実施の形態ではブイ１の高さを含めた位置情報の時系列データを得るため、複数のＧＰＳ衛星を用いたＲＴＫ−ＧＰＳ（Real Time Kinematic Global Positioning System ）の技術を用いている。
【００２１】
演算手段としての演算装置６では、アンテナ４及びＫＧＰＳ計測装置５で求めたブイ１の高さの時系列データを演算処理することにより、海洋３上の波浪情報を求める。例えば、演算装置５では、ブイ１の高さ時系列データを一定時間（例えば１時間）ごとに演算処理することにより、有義波高（例えば１／３有義波高）や平均波周期などの短期波浪情報を求める。
【００２２】
送信装置７はアンテナ４とともに無線送信手段を構成している。送信装置７では、演算装置６で求めた有義波高や平均波周期といった波浪情報と、アンテナ３及びＫＧＰＳ計測装置４で求めた経度及び緯度の情報とを、アンテナ４を介して無線で送信する。なお、アンテナ４が人工衛星７からの受信と波浪情報などの送信とで共用することができない場合には、勿論、送信用のアンテナを別途設けてもよい。
【００２３】
一方、海洋３上を航行する船舶や、海洋３近くの陸地に設けられた地上局などには、無線受信手段としてのアンテナ９及び受信装置１０が設けられている。受信装置１０では、アンテナ４及び送信装置７から送信される波浪情報と経度及び緯度の情報とを、アンテナ９を介して受信して収集する。
【００２４】
また、ブイ１は多数且つ広範囲にわたって海洋３上に浮かべ、これらのブイ１のアンテナ４及び送信装置７によって送信される波浪情報と経度及び緯度の情報とを、各ブイ１の近くを航行している船舶や各ブイ１の近くの地上局などに設置されたアンテナ９及び受信装置８でだれでも受信して収集することができるようにする。
【００２５】
また、図示は省略するが、ブイ１には気象情報計測手段として水温（海水の温度）や気温を計測する温度計、気圧を計測する気圧計などを搭載してもよい。この場合には、温度計や気圧計などで計測される水温、気温、気圧などの気象情報も、アンテナ４及び送信装置７によって送信し、アンテナ９及び受信装置１０で受信して収集する。
【００２６】
以上のように本実施の形態１のブイ１によれば、フロート２により海洋２上に浮かんで漂流し、この海洋２に生じる波浪の波高の変化に追従して上下動するブイであって、複数の人工衛星８から電波を受信してブイ１の位置情報である経度、緯度及び高さを求めるアンテナ４及びＫＧＰＳ計測装置５と、このアンテナ４及びＫＧＰＳ計測装置５で求めたブイ１の高さの時系列データに基づいて演算処理することにより有義波高などの波浪情報を求める演算装置６と、この演算装置６で求めた波浪情報とアンテナ４及びＫＧＰＳ計測装置５で求めた経度及び緯度の情報とを無線で送信するアンテナ４及び送信装置７とを備えた構成であるため、次のような効果が得られる。
【００２７】
即ち、海洋３上に浮かぶブイ１の位置をアンテナ４及びＫＧＰＳ計測装置５で計測してブイ１の高さの時系列データを得ることにより有義波高などの波浪情報を得るため、ブイ１は従来のようにブイの大きさよって波高計測範囲が制限されることが無く、従来のブイに比べて小型化することができる。また、ブイ１は小型であり且つ海洋３上に浮かんでいるだけであるため、船舶との接触などによって破損したり、船舶を傷つけたりする恐れがない。
【００２８】
また、ブイ１が海洋３上のどこにあっても、アンテナ４及びＫＧＰＳ計測装置５によってブイ１の位置（波浪情報計測位置）を正確に特定することができる（任意地点での計測が可能である）ことから、ブイ１を漂流させながら波浪情報の計測ができるため、ブイ１を係留する必要がなく、手間がかからない。
【００２９】
また、ブイ１はフロート２を生分解可能な材質の材料で構成しているため、回収する手間も不要となり、メンテナンスも不要である。
【００３０】
また、ブイ１に水温、気温、気圧などの気象情報を計測する温度計や気圧計などの気象情報計測手段を備え、この気象情報計測手段で計測した気象情報も、アンテナ４及び送信装置７により無線で送信する場合には、これらの気象情報も気象予測等のデータとして有効に利用することができる。
【００３１】
そして、本実施の形態１の波浪情報計測装置は、ブイ１と、ブイ１のアンテナ４及び送信装置７から送信される波浪情報と経度及び緯度の情報、又は、これらの情報及び気象情報を無線で受信して収集するアンテナ９及び受信装置１０とを有する構成であるため、ブイを固定設置するなどの手間を要せず容易に波浪情報、又は、波浪情報及び気象情報を収集することができる。
【００３２】
また、ブイ１を多数且つ広範囲にわたって海洋３上に浮かべ、これらのブイ１のアンテナ４及び送信装置７から送信される波浪情報と経度及び緯度の情報、又は、これらの情報及び気象情報をアンテナ９及び受信装置１０で受信して収集すれば、海洋３の広範囲にわたって波浪情報、又は、波浪情報及び気象情報を収集することができる。なお、この場合には特にブイ１のフロート２を生分解可能な材質の材料で構成して回収不要とすることが望ましい。
【００３３】
＜実施の形態２＞
図３（ａ）は本発明の実施の形態２に係るブイ装置の上面図、図３（ｂ）は前記ブイ装置の側面図である。なお、本実施の形態２の波浪情報計測装置の信号系については（波浪の方向に関する点を除いて）上記実施の形態１と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する（図２参照）。
【００３４】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、本実施の形態２のブイ装置１３は、上記実施の形態１で説明したブイ１を３機、互いに独立に上下動可能で且つ一直線に並ばないように連結したものである。３機のブイ１が一直線に並ばないようにするのは、波浪の方向（波の進む方向）を求めること（詳細後述）ができなくなるのを防止するためである。
【００３５】
詳述すると、３機のブイ１は継ぎ手１１によって上面視が三角形状を成すように連結されている。継ぎ手１１はひもなどに比べて硬質のものであるため、３機のブイ１は継ぎ手１１によって三角形状の相対位置が保持され、一直線に並ぶことはない。また、各継ぎ手１１の端部と各ブイ１（図示例ではフロート２の上面２ｃ）は何れもヒンジ１２を介して連結されているため、各ブイ１は互いに独立に上下動可能である。例えば図３（ｂ）に一点鎖線で示すように左側の方が海面（波面）３ａが高くなったときには、これに追従して左側のブイ１だけが上方に動き、左側のブイ１の方が右側のブイ１よりも高くなる。
【００３６】
なお、３機のブイ１を連結する手段としては、このような継ぎ手１１とヒンジ１２によるものに限らず、互いに独立に上下動可能で且つ一直線に並ばないように連結できればよい。例えば、ブイ１同士の間隔を適宜調整して３機のブイ１が一直線に並ばないようにすれば、ひもで連結してもよい。この場合、ひもは容易に撓むため、３機のブイ１の相対位置は様々に変化するが、各ブイ１の位置はそれぞれのアンテナ４及びＫＧＰＳ計測装置５によって正確に特定することができるため、計測は可能である。
【００３７】
そして、上記のように連結された各ブイ１のアンテナ４及びＫＧＰＳ計測装置５でそれぞれ求めた各ブイ１の高さの時系列データと経度及び緯度の時系列データとを何れか１つのブイ１に収集し、これらの時系列データに基づいて当該ブイ１の演算装置６で演算処理することにより波浪の方向を求め、この波浪の方向も波浪情報として当該ブイ１のアンテナ４及び送信装置７により無線で送信する。受信装置１０では、アンテナ４及び送信装置７により送信された波浪の方向も、アンテナ９を介して受信する。なお、何れか１つのブイ１に全てのブイ１の高さの時系列データと経度及び緯度の時系列データを収集する場合、当該ブイ１へ無線通信手段又は有線通信手段により、他の２機のブイ１から、他の２機のブイ１の高さの時系列データと経度及び緯度の時系列データを送信すればよい。
【００３８】
連結するブイ１の数は必ずしも３機に限定するものではなく、４機以上であってもよい。即ち、波浪の方向を求めるには、少なくとも３機のブイ１を連結すればよい。
【００３９】
以上のように本実施の形態２のブイ装置１３によれば、ブイ１を少なくとも３機、互いに独立に上下動可能で且つ一直線に並ばないように連結し、これらのブイ１のアンテナ４及びＫＧＰＳ計測装置５でそれぞれ求めた各ブイ１の高さの時系列データと経度及び緯度の時系列データを何れか１つのブイ１に収集し、これらの時系列データに基づいて当該ブイ１の演算装置６で演算処理することにより波浪の方向を求め、この波浪の方向も波浪情報として当該ブイ１のアンテナ４及び送信装置７により無線で送信するように構成したため、波浪情報として有義波高や平均波周期だけでなく波浪の方向も得られ、より有効な波浪情報を提供することができる。
【００４０】
また、本実施の形態２の波浪情報計測装置は、ブイ装置１３と、ブイ装置１３のアンテナ４及び送信装置７から送信される波浪情報と経度及び緯度の情報、又は、これらの情報及び気象情報を無線で受信して収集するアンテナ９及び受信装置１０とを有する構成であるため、ブイを固定設置するなどの手間を要せず容易に波浪情報、又は、波浪情報及び気象情報を収集することができる。
【００４１】
また、ブイ装置１３を多数且つ広範囲にわたって海洋３上に浮かべ、これらのブイ装置１３のアンテナ４及び送信装置７から送信される波浪情報と経度及び緯度の情報、又は、これらの情報及び気象情報をアンテナ９及び受信装置１０で受信して収集すれば、海洋３の広範囲にわたって波浪情報、又は、波浪情報及び気象情報を収集することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明のブイによれば、フロートにより海洋上に浮かんで漂流し、この海洋に生じる波浪の波高の変化に追従して上下動するブイであって、複数の人工衛星から電波を受信してブイの位置情報である経度、緯度及び高さを求めるＫＧＰＳ計測手段と、このＫＧＰＳ計測手段で求めたブイの高さの時系列データに基づいて演算処理することにより有義波高などの波浪情報を求める演算手段と、この演算手段で求めた波浪情報とＫＧＰＳ計測手段で求めた経度及び緯度の情報とを無線で送信する無線送信手段とを備えたことを特徴とするため、次のような効果が得られる。
【００４３】
即ち、海洋上に浮かぶブイの位置をＫＧＰＳ計測手段で計測してブイの高さの時系列データを得ることにより有義波高などの波浪情報を得るため、本発明のブイは従来のようにブイの大きさよって波高計測範囲が制限されることが無く、従来のブイに比べて小型化することができる。また、本発明のブイは小型であり且つ海洋上に浮かんでいるだけであるため、船舶との接触などによって破損したり、船舶を傷つけたりする恐れがない。ブイが海洋上のどこにあっても、ＫＧＰＳ計測手段によってブイの位置（波浪情報計測位置）を正確に特定することができる（任意地点での計測が可能である）ことから、ブイを漂流させながら波浪情報の計測ができるため、ブイを係留する必要がなく、手間がかからない。
【００４４】
また、第２発明のブイによれば、第１発明のブイにおいて、フロートを生分解可能な材質の材料で構成したことを特徴とするため、回収する手間も不要となり、メンテナンスも不要である。
【００４５】
また、第３発明のブイによれば、第１又は第２発明のブイにおいて、水温、気温、気圧などの気象情報を計測する気象情報計測手段を備え、この気象情報計測手段で計測した気象情報も、無線送信手段により無線で送信することを特徴とするため、この気象情報も気象予測等のデータとして有効に利用することができる。
【００４６】
また、第４発明のブイ装置によれば、第１，第２又は第３発明のブイを少なくとも３機、互いに独立に上下動可能で且つ一直線に並ばないように連結し、これらのブイのＫＧＰＳ計測手段でそれぞれ求めた各ブイの高さの時系列データと経度及び緯度の時系列データを何れか１つのブイに収集し、これらの時系列データに基づいて当該ブイの演算手段で演算処理することにより前記波浪の方向を求め、この波浪の方向も波浪情報として当該ブイの無線送信手段により無線で送信するように構成したことを特徴とするため、波浪情報として有義波高や平均波周期だけでなく波浪の方向も得られ、より有効な波浪情報を提供することができる。
【００４７】
また、第５発明の波浪情報計測装置によれば、第１，第２もしくは第３発明のブイ又は第４発明のブイ装置と、このブイ又はブイ装置の無線送信手段から送信される波浪情報と経度及び緯度の情報、又は、これらの情報及び気象情報を無線で受信して収集する無線受信手段とを有してなることを特徴とするため、ブイを固定設置するなどの手間を要せず容易に波浪情報、又は、波浪情報及び気象情報を収集することができる。
【００４８】
また、第６発明の波浪情報計測装置によれば、第５発明の波浪情報計測装置において、ブイ又はブイ装置を多数且つ広範囲にわたって海洋上に浮かべ、これらのブイ又はブイ装置の送信手段から送信される波浪情報と経度及び緯度の情報、又は、これらの情報及び気象情報を無線受信手段により無線で受信して収集するようにしたことを特徴とするため、海洋の広範囲にわたって波浪情報、又は、波浪情報及び気象情報を収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１に係るブイの側面図、（ｂ）は前記ブイの上面図である。
【図２】前記ブイを用いた波浪情報計測装置の信号系統の構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態２に係るブイ装置の上面図、（ｂ）は前記ブイ装置の側面図である。
【符号の説明】
１ ブイ
２ フロート
２ａ 上部
２ｂ 下部
２ｃ 上面
３ 海洋
３ａ 海面
４ アンテナ
５ ＫＧＰＳ計測装置
６ 演算装置
７ 送信装置
８ 人工衛星
９ アンテナ
１０ 受信装置
１１ 継ぎ手
１２ ヒンジ
１３ ブイ装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a buoy, a buoy device, and a wave information measuring device, and is useful when applied to measuring wave information such as a significant wave height, an average wave period, and a wave direction.
[0002]
[Prior art]
In a conventional wave information measuring device using a buoy, a buoy is fixedly installed by mooring or the like in order to prevent the buoy from being affected by shaking due to the waves, and the relative position between the buoy and the wavefront is measured. Wave information such as a significant wave height and an average wave period was obtained based on the measured data.
[0003]
Prior art documents related to the present invention include the following Patent Documents 1 and 2. Patent Document 1 discloses a float for floating while taking a posture that is always parallel to the wavy sea surface of waves, and a single-wavelength light or ultrasonic wave emitted in a direction perpendicular to the sea surface and reflected at the sea floor. Motion measuring means for sampling the arrival time of the echo signal obtained, the relationship between the period of the time change of the arrival time of the echo signal obtained in advance and the period of the wave, and the amplitude of the time change of the arrival time of the echo signal and the wave A signal processing means for obtaining a period and a wave height of a wave from a period and an amplitude of a change over time of an arrival time of an echo signal obtained from the sampling based on data relating to a wave height; A wave measuring device provided with an antenna for transmitting as a wave is disclosed. Further, Patent Document 1 discloses that a self-position is measured by using GPS.
[0004]
In Patent Document 2, an antenna installed at a reference position collects radio waves from a plurality of satellites to measure the position of the antenna, calculates the difference between the measured antenna position and the reference position, and calculates the difference. A ground positioning device that outputs as correction information, a floating body moored at the sea level at the tide level observation position, and an antenna installed on this floating body collect radio waves from multiple satellites to measure the floating body position, and determine the floating body position. There is disclosed a tide level observation device including: a floating body positioning device that measures a tide level based on correction information input from the ground positioning device.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-325896 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-304064
[Problems to be solved by the invention]
The conventional wave information measuring device using a buoy has the following problems.
[0007]
(1) The buoy needs to be fixedly installed so that the buoy is not affected by the sway of the waves, so that it is difficult to install the buoy.
(2) Since the measurable range of the wave height is determined by the buoy height, the buoy becomes large.
(3) Since the buoy is fixedly installed, it may be damaged due to contact with a ship or the like, and requires maintenance. Further, since the buoy is fixedly installed and large in size, there is a possibility that the buoy may be damaged by contact with the marine vessel.
[0008]
Accordingly, in view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a buoy, a buoy device, and a wave information measuring device that can be reduced in size, do not need to be moored, and do not require maintenance.
[0009]
Note that the wave measuring device disclosed in Patent Document 1 obtains wave information by using an ultrasonic wave or an echo signal of light. In GPS, since the longitude and latitude are simply obtained as positions on the device, the height of the buoy obtained by RTK-GPS is obtained. This is technically different from the present invention (which will be described later in detail) in which wave information such as a significant wave height and an average wave cycle is obtained based on the time series data. In addition, the tide level observation device of Patent Document 2 also determines the tide level from the reference position by measuring the position of the antenna provided at the reference position and the position of the floating body using the RTK-GPS, and a buoy obtained by the RTK-GPS. This is technically different from the present invention in which wave information such as a significant wave height and an average wave period is obtained based on the time series data of the height.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A buoy according to a first aspect of the present invention that solves the above problems is a buoy that floats and drifts on the ocean by a float, and moves up and down following a change in wave height of waves generated in the ocean, and transmits radio waves from a plurality of artificial satellites. KGPS measuring means for receiving longitude and latitude and height which are the buoy position information which are received, and a significant wave height and the like by performing arithmetic processing based on time series data of the buoy height obtained by the KGPS measuring means. It is characterized by comprising arithmetic means for obtaining wave information, and wireless transmitting means for wirelessly transmitting the wave information obtained by the arithmetic means and the longitude and latitude information obtained by the KGPS measuring means.
[0011]
A buoy according to a second aspect of the present invention is the buoy according to the first aspect, wherein the float is made of a material capable of biodegrading.
[0012]
Further, the buoy of the third invention is the buoy of the first or second invention, further comprising weather information measuring means for measuring weather information such as water temperature, temperature, and pressure, and the weather information measured by the weather information measuring means is also: It is characterized by wirelessly transmitting by wireless transmission means.
[0013]
Also, the buoy device of the fourth invention connects at least three buoys of the first, second or third invention so that they can move up and down independently of each other and do not line up with each other. By collecting the time series data of the height of each buoy and the time series data of the longitude and the latitude obtained respectively in any one buoy, and performing arithmetic processing on the buoy based on these time series data, The wave direction is obtained, and the wave direction is also transmitted as wave information by wireless transmission means of the buoy.
[0014]
Further, the wave information measuring device of the fifth invention is a buoy device of the first, second or third invention or the buoy device of the fourth invention, and the wave information transmitted from the buoy or the wireless transmission means of the buoy device, the longitude and the wave information. Wireless receiving means for receiving and collecting latitude information or these information and weather information wirelessly.
[0015]
The wave information measuring device according to a sixth aspect of the present invention is the wave information measuring device according to the fifth aspect, wherein a large number of buoys or buoy devices are floated on the ocean over a wide area, and the waves transmitted from the transmitting means of these buoys or buoy devices are provided. The information, the longitude and the latitude information, or the information and the weather information are wirelessly received and collected by a wireless receiving unit.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
<Embodiment 1>
FIG. 1A is a side view of a buoy according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 1B is a top view of the buoy. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a signal system of the wave information measuring device using the buoy.
[0018]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the buoy 1 has a float 2 serving as a buoy main body, and floats on the ocean 3 by the float 2 and drifts. The float 2 has a cylindrical upper part 2a and a conical lower part 2b, and is formed in a top shape. Since the buoy 1 is not fixedly installed by mooring or the like, but is only floating on the ocean 3 by the float 2, the buoy 1 moves up and down in accordance with a change in the wave height (the height of the wave front 3 a) generated in the ocean 3. I do. In order to improve the ability to follow the waves, it is desirable that the area of the water line of the float 2 (the cross-sectional area at the position of the sea surface 2a) be wide.
[0019]
The float 2 is made of a light and biodegradable material (eg, biodegradable plastic). An antenna 4 protrudes from the upper surface 2c of the float 2, and a KGPS measuring device 5, an arithmetic device 6, and a transmitting device 7 are provided inside the float 2 as shown in FIG.
[0020]
The KGPS measuring device 5 constitutes a KGPS measuring means together with the antenna 4. The KGPS measuring device 5 receives radio waves from the plurality of artificial satellites 8 via the antenna 4 and performs signal processing of the RTK system based on the received radio waves, thereby obtaining the three-dimensional position information of the buoy 1 such as longitude and latitude. And height information. That is, in this embodiment, in order to obtain time-series data of position information including the height of the buoy 1, the RTK-GPS (Real Time Kinematic Global Positioning System) technology using a plurality of GPS satellites is used.
[0021]
An arithmetic unit 6 as arithmetic means calculates wave information on the ocean 3 by performing arithmetic processing on the time series data of the height of the buoy 1 obtained by the antenna 4 and the KGPS measuring device 5. For example, the arithmetic unit 5 performs arithmetic processing on the time series data of the height of the buoy 1 at fixed time intervals (for example, every hour), thereby obtaining a short-term signal such as a significant wave height (for example, 1/3 significant wave height) or an average wave cycle. Ask for wave information.
[0022]
The transmitting device 7 and the antenna 4 constitute a wireless transmitting unit. The transmitting device 7 wirelessly transmits the wave information such as the significant wave height and the average wave period obtained by the arithmetic device 6 and the longitude and latitude information obtained by the antenna 3 and the KGPS measuring device 4 via the antenna 4. . If the antenna 4 cannot be used for both reception from the artificial satellite 7 and transmission of wave information and the like, a transmission antenna may of course be provided separately.
[0023]
On the other hand, a ship navigating on the ocean 3, a ground station provided on a land near the ocean 3, and the like are provided with an antenna 9 and a receiving device 10 as wireless receiving means. The receiving device 10 receives and collects the wave information and the longitude and latitude information transmitted from the antenna 4 and the transmitting device 7 via the antenna 9.
[0024]
Also, the buoys 1 float on the ocean 3 over a large number and a wide area, and the wave information and the longitude and latitude information transmitted by the antenna 4 and the transmitting device 7 of these buoys 1 are navigated near each buoy 1. An antenna 9 and a receiving device 8 installed in a ship or a ground station near each buoy 1 can receive and collect anyone.
[0025]
Although not shown, the buoy 1 may be equipped with a thermometer for measuring water temperature (seawater temperature) and air temperature, a barometer for measuring atmospheric pressure, and the like as weather information measuring means. In this case, weather information such as water temperature, temperature, and air pressure measured by a thermometer, a barometer, or the like is transmitted by the antenna 4 and the transmission device 7 and received and collected by the antenna 9 and the reception device 10.
[0026]
As described above, according to the buoy 1 of the first embodiment, the buoy floats on the ocean 2 by the float 2 and drifts, and moves up and down following the change in wave height of the waves generated in the ocean 2. An antenna 4 and a KGPS measuring device 5 that receive radio waves from a plurality of artificial satellites 8 and obtain longitude, latitude, and height as position information of the buoy 1, and a height of the buoy 1 obtained by the antenna 4 and the KGPS measuring device 5 Arithmetic unit 6 for obtaining wave information such as significant wave height by performing arithmetic processing based on the time series data, and the longitude and latitude obtained by the wave information obtained by the arithmetic unit 6 and the antenna 4 and the KGPS measuring device 5. Since the configuration includes the antenna 4 and the transmitting device 7 for wirelessly transmitting the information described above, the following effects can be obtained.
[0027]
That is, to obtain wave information such as a significant wave height by measuring the position of the buoy 1 floating on the ocean 3 with the antenna 4 and the KGPS measuring device 5 and obtaining time series data of the buoy 1 height, Unlike the conventional case, the wave height measurement range is not limited by the size of the buoy, and the size can be reduced as compared with the conventional buoy. In addition, since the buoy 1 is small and only floats on the ocean 3, there is no possibility that the buoy 1 will be damaged due to contact with the ship or the ship will be damaged.
[0028]
Also, wherever the buoy 1 is located on the ocean 3, the position of the buoy 1 (wave information measurement position) can be accurately specified by the antenna 4 and the KGPS measurement device 5 (measurement at an arbitrary point is possible. Therefore, since the wave information can be measured while the buoy 1 is drifting, there is no need to moor the buoy 1 and there is no trouble.
[0029]
In addition, since the buoy 1 is made of a material of a material that can biodegrade the float 2, there is no need to recover the float 2 and no maintenance is required.
[0030]
In addition, the buoy 1 is provided with weather information measuring means such as a thermometer and a barometer for measuring weather information such as water temperature, temperature, and atmospheric pressure. The weather information measured by the weather information measuring means is also transmitted by the antenna 4 and the transmitter 7. In the case of wireless transmission, such weather information can also be effectively used as data for weather prediction and the like.
[0031]
The wave information measuring device according to the first embodiment wirelessly transmits the wave information and the longitude and latitude information transmitted from the buoy 1 and the antenna 4 and the transmitting device 7 of the buoy 1 or the information and the weather information. Since it is configured to have the antenna 9 and the receiving device 10 that receive and collect the information, it is possible to easily collect the wave information, or the wave information and the weather information without the trouble of fixing and installing the buoy. .
[0032]
Also, a large number of buoys 1 are floated on the ocean 3 over a wide area, and the wave information and the longitude and latitude information transmitted from the antenna 4 and the transmission device 7 of these buoys 1 or the information and the weather information are transmitted to the antenna 9. If the information is received and collected by the receiving device 10, the wave information or the wave information and the weather information can be collected over a wide range of the ocean 3. In this case, it is particularly desirable that the float 2 of the buoy 1 be made of a material of a biodegradable material so that the float 2 is not required to be collected.
[0033]
<Embodiment 2>
FIG. 3A is a top view of a buoy device according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 3B is a side view of the buoy device. Note that the signal system of the wave information measuring device of the second embodiment is the same as that of the first embodiment (except for the direction of the waves), and a detailed description thereof will be omitted (FIG. 2). reference).
[0034]
As shown in FIGS. 3A and 3B, the buoy device 13 according to the second embodiment includes three buoys 1 described in the first embodiment, which can move up and down independently of each other, and It is connected so as not to line up. The reason why the three buoys 1 are not arranged in a straight line is to prevent a situation in which it is not possible to determine the direction of the wave (the direction in which the wave travels) (to be described in detail later).
[0035]
More specifically, the three buoys 1 are connected by a joint 11 so that a top view forms a triangle. Since the joint 11 is harder than a string or the like, the triangular relative positions of the three buoys 1 are held by the joint 11 and are not aligned. Further, since the end of each joint 11 and each buoy 1 (the upper surface 2c of the float 2 in the illustrated example) are connected via the hinge 12, each buoy 1 can move up and down independently of each other. For example, when the sea surface (wave surface) 3a is higher on the left side as shown by the dashed line in FIG. 3B, only the left buoy 1 moves upward following this, and the left buoy 1 moves upward. It is higher than the right buoy 1.
[0036]
The means for connecting the three buoys 1 is not limited to the joint 11 and the hinge 12 as long as they can be moved up and down independently of each other so as not to be aligned. For example, if the distance between the buoys 1 is appropriately adjusted so that the three buoys 1 are not aligned, they may be connected by a string. In this case, since the string is easily bent, the relative positions of the three buoys 1 change variously, but the positions of the respective buoys 1 can be accurately specified by the respective antennas 4 and the KGPS measuring device 5. , Measurement is possible.
[0037]
Then, the time series data of the height of each buoy 1 and the time series data of longitude and latitude obtained by the antenna 4 of each buoy 1 and the KGPS measuring device 5 connected as described above are combined into one buoy 1. The direction of the wave is obtained by performing arithmetic processing in the arithmetic unit 6 of the buoy 1 based on these time-series data, and the direction of the wave is also obtained as wave information by the antenna 4 of the buoy 1 and the transmitting device 7. Transmit by radio. In the receiving device 10, the directions of the waves transmitted by the antenna 4 and the transmitting device 7 are also received via the antenna 9. When collecting time series data of the height of all the buoys 1 and time series data of longitude and latitude on any one buoy 1, the buoy 1 is connected to the other two buoys 1 by wireless communication means or wire communication means. The time series data of the height of the other two buoys 1 and the time series data of the longitude and latitude may be transmitted from the buoy 1.
[0038]
The number of buoys 1 to be connected is not necessarily limited to three, and may be four or more. That is, at least three buoys 1 may be connected to determine the direction of the waves.
[0039]
As described above, according to the buoy device 13 of the second embodiment, at least three buoys 1 are connected so that they can move up and down independently of each other and are not aligned, and the antenna 4 and the KGPS of these buoys 1 are connected. The time series data of the height of each buoy 1 and the time series data of longitude and latitude obtained by the measuring device 5 are collected in any one of the buoys 1, and the arithmetic unit of the buoy 1 is calculated based on the time series data. 6, the direction of the wave is obtained by calculation, and the direction of the wave is also transmitted as the wave information wirelessly by the antenna 4 and the transmitting device 7 of the buoy 1. Not only the period but also the direction of the wave can be obtained, and more effective wave information can be provided.
[0040]
The wave information measuring device according to the second embodiment includes a buoy device 13, wave information and longitude and latitude information transmitted from the antenna 4 and the transmitting device 7 of the buoy device 13, or these information and weather information. Has the antenna 9 and the receiving device 10 for wirelessly receiving and collecting the information. Therefore, it is possible to easily collect the wave information, or the wave information and the weather information without the trouble of fixing and installing the buoy. Can be.
[0041]
Also, a large number of buoy devices 13 are floated on the ocean 3 over a wide area, and the wave information and the longitude and latitude information transmitted from the antenna 4 and the transmission device 7 of these buoy devices 13 or the information and the weather information are transmitted. If the information is received and collected by the antenna 9 and the receiving device 10, the wave information or the wave information and the weather information can be collected over a wide area of the ocean 3.
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail with the embodiments of the present invention, according to the buoy of the first invention, the buoy floats on the ocean by the float and drifts, and moves up and down following the change in wave height of the waves generated in the ocean. Buoy which receives radio waves from a plurality of artificial satellites to obtain longitude, latitude and height as buoy position information, and time series data of buoy height obtained by the KGPS measurement means Calculating means for calculating wave information such as a significant wave height by performing arithmetic processing on the basis of, and wireless transmitting means for wirelessly transmitting the wave information obtained by this calculating means and the longitude and latitude information obtained by the KGPS measuring means Therefore, the following effects can be obtained.
[0043]
In other words, the buoy according to the present invention uses a conventional buoy to obtain wave information such as a significant wave height by measuring the position of the buoy floating on the ocean with KGPS measuring means and obtaining time series data of the buoy height. The measurement range of the wave height is not limited by the size of the buoy, and the size can be reduced as compared with the conventional buoy. Further, since the buoy of the present invention is small and only floats on the sea, there is no danger of damage or damage to the ship due to contact with the ship. No matter where the buoy is in the ocean, the buoy's position (wave information measurement position) can be accurately specified by the KGPS measurement means (measurement can be made at any point), so the buoy can be drifted Since wave information can be measured, there is no need to moor the buoy, which saves time and effort.
[0044]
Further, according to the buoy of the second invention, the buoy of the first invention is characterized in that the float is made of a material of a biodegradable material, so that labor for collecting the buoy is not required and maintenance is unnecessary.
[0045]
Further, according to the buoy of the third invention, in the buoy of the first or second invention, there is provided weather information measuring means for measuring weather information such as water temperature, temperature, pressure, etc., and the weather information measured by the weather information measuring means is provided. This is characterized by wireless transmission by wireless transmission means, so that this weather information can also be effectively used as data for weather prediction and the like.
[0046]
According to the buoy device of the fourth invention, at least three buoys of the first, second or third invention are connected independently of each other so as to be able to move up and down and not to be aligned. The time series data of the height of each buoy and the time series data of longitude and latitude obtained by the measuring means are collected in any one buoy, and the processing means of the buoy calculates based on these time series data. In this way, the direction of the wave is obtained, and the direction of the wave is also transmitted as radio wave information by radio transmission means of the buoy, so that only the significant wave height and the average wave period are used as the wave information. In addition, the direction of the wave can be obtained, and more effective wave information can be provided.
[0047]
Further, according to the wave information measuring device of the fifth invention, the buoy of the first, second or third invention or the buoy of the fourth invention, and the wave information transmitted from the buoy or the wireless transmission means of the buoy device. It is characterized by having wireless reception means for receiving and collecting information of longitude and latitude, or these information and weather information by wireless, so that no trouble such as fixed installation of a buoy is required. Wave information or wave information and weather information can be easily collected.
[0048]
Further, according to the wave information measuring device of the sixth invention, in the wave information measuring device of the fifth invention, a large number of buoys or buoy devices are floated on the ocean over a wide area, and the buoys or the buoy devices are transmitted from the transmitting means of the buoy devices. Wave information and longitude and latitude information, or such information and weather information are wirelessly received and collected by wireless receiving means, so that wave information or wave information can be obtained over a wide area of the ocean. Information and weather information can be collected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a side view of a buoy according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 1B is a top view of the buoy.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a signal system of the wave information measuring device using the buoy.
FIG. 3A is a top view of a buoy device according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 3B is a side view of the buoy device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Buoy 2 Float 2a Upper part 2b Lower part 2c Upper surface 3 Ocean 3a Sea level 4 Antenna 5 KGPS measuring device 6 Computing device 7 Transmitting device 8 Artificial satellite 9 Antenna 10 Receiving device 11 Joint 12 Hinge 13 Buoy device