淺析系泊狀態船載螺旋式測風傳感器的相對風速誤差

成 文， 李志乾， 王 平

（1.山東省海洋環境監測技術重點實驗室，2.山東省科學院海洋儀器儀表研究所，3.國家海洋監測設備工程技術研究中心，山東 青島 266001）

引言

風速風向測量對船舶航行、系泊、防臺、救援等有重要的作用［1］。螺旋槳式測風傳感器具有使用壽命長、安置維護簡單等特點，常應用在船舶等移動平臺上。大型船舶桅桿上由于安裝物較多，易對風形成遮擋或回流，造成風速風向測量不準確，為了解誤差情況，特在安裝有2個螺旋槳式測風傳感器的某船的空間開闊處安裝1臺超聲波傳感器，默認為無干擾影響，作為此次試驗的基準傳感器。本文對系泊狀態下，風速測量的誤差進行了分析［2－4］。

1 試驗的工作界面觀測

軟件工作界面如下頁圖1所示。在系泊和試航期間共采集了近56萬條數據，數據存儲的內容如表1所示。

圖1 觀測試驗的工作界面

表1 數據存儲內容

相對風是傳感器實測數據，而真風是根據相對風、航向和航速解算出來的，為避免計算誤差及誤差傳遞的影響，在后期分析過程中采用實測數據即相對風作為計算依據。

2 數據分析

該船在船廠系泊期間，大多是右舷停靠碼頭，此時前面還有一條大型商船停靠，碼頭上有大型塔吊，而且經常來回移動，有時還有其他船和本船齊頭并排停靠，這些都會對被測傳感器采集數據造成一定的影響。

按照風速等級劃分，得到2～9級風速相對誤差曲線圖，列舉部分如下頁圖2、3、4所示（注：圖中某一個角度上同時為0時，表示該角度上樣本數量為零，沒有意義；而只有氣象儀輸出值一項為零時，表示樣本數量不為零，但風速相對誤差為零（數據有效位為小數點后兩位，取舍時恰好為零，例如解算得相對誤差為0.001 45時，取舍時為零）。

圖2 系泊階段3級風速相對誤差

圖3 系泊階段5級風速相對誤差

圖4 系泊階段8級風速相對誤差

［1］ 李志乾.超聲波與螺旋槳式測風傳感器數據比對分析［J］.科技創新與生產力，2015，254（3）：55－56.

［2］ 鄧昌建，張江林，王保強.超聲波測風儀設計中幾個問題的探討［J］.成都信息工程學院學報，2007，22（5）：581－583.

［3］ 林志遠.風能資源及測風數據整理技巧［J］.廣東電力，2003，16（5）：69－72.

［4］ 閻啟，謝強，李杰.風場長期觀測與數據分析［J］.建筑科學與工程學報，2009，26（1）：37－42.