[发明专利]使用多个雷达进行波浪感测和船舶运动预报的系统和方法

说明书

本文描述了船舶运动预报系统和方法，其能够实现对海洋波浪和由此产生的船舶运动的准确实时预报。这种系统和方法可用于提高各种船舶操作的效率和安全性，包括在海上船舶之间移动货物。通常，该系统和方法从多个雷达发射雷达信号，并且来自所述多个雷达的那些雷达信号被水体的表面反射。接收反射的雷达信号，并且从收到的雷达信号产生雷达数据。该雷达数据用于产生海洋波浪分量，这些海洋波浪分量表示可以共同描述海洋表面的多个单独波浪的幅度和相位。然后使用这些海洋波浪分量产生船舶运动预报，然后可以将船舶运动预报呈现给一个或多个用户。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月16日提交的美国临时专利申请62/395,977的权益，其内容通过引用被整体并入。

政府权力

本发明是利用在美国海军海军研究办公室(ONR)授予的合同N00014-11-D-0341下的政府支持完成的。政府拥有本发明的某些权利。

技术领域

本发明一般涉及波浪感测，并且更具体地，涉及利用多个雷达感测波浪，并且使用所得到的确定的波场来预报船舶运动。

背景技术

许多基于海洋的发展需要将船舶离岸停泊在一起以便转移人员、材料或其他物品。例如，船舶之间的货物搬运可以包括将船舶离岸停泊在一起以便在它们之间搬运货物和设备。当船舶之间由于海洋波浪而存在相对运动时，这些操作变得具有挑战性。为了克服这些挑战，需要感测船舶附近的波浪并且产生由此得到的船舶运动预报。

附图说明

图1示出根据本发明的各种实施例的船舶运动预报系统的示意图。

图2A和2B是根据本发明的各种实施例的具有船舶运动预报系统的示例性船舶的示意图；

图3是根据本发明的各种实施例的示例性船舶运动预报方法的流程图；

图4是根据本发明的各种实施例的船舶运动预报的示例性图形表示的示意图；

图5是根据本发明的各种实施例的示例性船舶运动预报方法的流程图；

图6A和6B是根据本发明的各种实施例的具有船舶运动预报系统的示例性船舶的示意图；

图7A和7B是根据本发明的各种实施例的具有船舶运动预报系统的示例性船舶的示意图；和

图8是根据本发明的各种实施例的示例性处理系统的示意图。

具体实施方式

本文描述的实施例提供用于提供对未来船舶运动的预报的系统和方法。本文描述的实施例可以实现对海洋波浪和由此产生的船舶运动的准确的接近实时的预报。这种系统和方法可用于提高包括在海上船舶之间移动货物的各种船舶操作的效率和安全性。

通常，该系统和方法发射从水体表面反射的雷达信号。接收反射的雷达信号，并从收到的雷达信号产生雷达数据。雷达数据用于产生海洋波浪分量，这些波浪分量表示可以共同描述海洋表面的多个单独波浪的幅度和相位。然后使用这些海洋波浪分量来估计未来对水体上的船舶施加的力。然后，使用对未来施加的力的估计来产生船舶运动预报，然后可以将其呈现给一个或多个用户。例如，它们可以被呈现给船舶货物操作员并用于确定何时可以安全地执行船到船的货物转移。特别地，本文描述的系统和方法可以促进复杂的船到船(S2S)操作中的安全性的改进。

现在转到图1，示出了示例性船舶运动预报系统100的示意图。船舶运动预报系统100包括波浪分量产生器102、船舶运动预测器104和用户接口106。通常，船舶运动预报系统100从雷达108接收雷达数据并从船舶运动传感器110接收船舶运动数据。