Oceanográfusok hullámok és áramlatok pontos mérése nélkül nem tudják tanulmányozni a tengereket, óceánokat. Adatgyűjtéshez szenzorokkal felszerelt, lebegő terepállomásként funkcionáló bójákat használnak. Ezeket a bójákat úgy tervezték, hogy az óceán felszínén mérjék a vízmozgást, a hullámok sebességét és méretét. A nyílt tengeri működéshez földi referenciapontok helyett GPS és más műholdakat használnak.
De hiába hasznosak, kevés ilyen bóját telepítettek. Több ok miatt: drágák, az adatfeldolgozáshoz bonyolult számítások, a számításokhoz szintén költséges fedélzeti számítógépek kellenek, ráadásul több napig eltarthatnak.
Kétfrekvenciás helyett egyfrekvenciás technológia
Kínai kutatók globális navigációs műholdrendszert (global navigation satellite systems, GNSS) használó újfajta bójákkal igyekeznek megoldani a problémát. A mostani szabvány kétfrekvenciás műholdas adatok gyűjtése helyett, egyfrekvenciás elemzéssel működő technológiájuk olcsóbb, pontosabb, a számítások valósidőben történnek.
Kétfrekvenciás megoldásnál két külön frekvenciasávban történik a műholdas adatok gyűjtése. Általában az egyfrekvenciásnál pontosabb mérésekhez használják. A második frekvenciasáv hozzáadásával korrigálhatók az atmoszféra zavarai miatti problémák, a folyamat viszont hosszabb ideig tart.
Műholdas adatok ugyan önmagukban képesek távérzékeléssel infókat szolgáltatni az óceán dinamikájáról, de nem olyan pontosak, mint a közvetlen megfigyelések. Az eredetileg kalibrációs eszköznek fejlesztett GNSS-bóják a dagály-apály és a globális tengerszint változásának hosszú ideig tartó mérését hivatottak javítani.
Mennyi ideig tart, milyen magas és milyen irányú egy hullám?
A kutatók rájöttek, hogy a bójákkal közvetlenül az óceánból mérhetik a hullámok periódusait, magasságukat és irányukat. Mivel a nagyfrekvenciás GNSS-adatok kulcsfontosságú hullámmozgás-információkat is tartalmaznak, a bóják eredeti rendeltetésükön túl, más célokra is használhatók.
A kínai kutatók megközelítésében, az egyfrekvenciás GPS-jeleket egy algoritmus a bóják sebességének három dimenzióban történő, az elmozdulás, és ezáltal a hullám nagyságának mérésére használja. Nincs szükség többnapos utófeldolgozásra, külső adatok letöltésére, a munka valósidejű.
Az új bóják ráadásul tizedannyiba kerülnek, mint a hasonló funkciót betöltő régebbi szerkezetek. Ebből kifolyólag, nagyobb hálózataik telepíthetők, nagyobb hálózatokkal pedig sokkal jobban megfigyelhetők a hullámok.
Képek: Wikimedia Commons, GetArchive