水德——FOBYHUB漂浮式直测法水体表观光谱观测系统
FOBYHUB漂浮式直测法水体表观光谱观测系统，是基于美国麻省大学波士顿分校李忠平教授提出的“遮挡天空光直接离水辐亮度观测方法”（SBA方法），研发的小型化、智能化、漂流光学浮标式、直测法原位表观光谱观测系统，可用于水色遥感、水体表观光谱观测、水质监测、环境保护、水色卫星标定和真实性检验等诸多领域。
为什么要选择FOBYHUB
-FOBYHUB同步直接测量水体离水辐亮度和太阳入射辐照度，在分钟级的采样时间内获取上百组光谱数据，依据匹配的姿态、GPS数据和大数据算法，避免水体表观光谱观测水面之上法和水面之下法中的推导误差和人为操作误差，全自动智能得到准确的水体遥感反射率光谱数据，并可实时进行可视化展示。
-FOBYHUB采用开放HUB式的设计理念，针对水体离水辐亮度和太阳入射辐照度的光谱测量，客户可售前选择使用不同厂家的辐射计，如德国TriOS公司的RAMSES系列辐射计和加拿大EasyOceanTech公司的Easy-HR系列辐射计；其中FOBYHUB-M系列的产品，还可集成Seabird公司的SBE 37SI温盐仪和ECO FL叶绿素传感器等水质和水文传感器。
-FOBYHUB具有~HZ级的光谱采样频率，尤其是选用EasyOceanTech公司的小型、超快型的Easy-HR系列辐射计时，光谱采样频率高达4HZ，积分时间低至0.1ms，在分钟级的采样时间内可获取上百组光谱数据。
-FOBYHUB秉承超轻、快装、易操作的设计理念，水面部分轻达15kg，单人可在五分钟内完成设备甲板组装，无需投放缆绳，可直接利用脐带缆单人布放。
-FOBYHUB标配的ESpool脐带缆智能缆轴内置电池、GPS模块和WiFi模块，支持设备连续正常工作达30h，实时获取设备作业经纬度位置信息，以及甲板单元通过无线模式控制设备工作。
各版本的系统组成
FOBYHUB核心部件由观测平台和所集成传感器组成，以下型号可供客户选择。
分系统 | 组成部分 | FOBYHUB-E | FOBYHUB-T | FOBYHUB-E-M | FOBYHUB-T-M |
图片 |
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平台 | 三脚架浮体 | EFloat-FHE 三脚架浮体 | EFloat-FHT 三脚架浮体 | EFloat-FHEM 三脚架浮体 | EFloat-FHTM 三脚架浮体 |
水上设备总控主机 | EBOX-FHE 水上设备总控主机 | EBOX-FHT 水上设备总控主机 | EBOX-FHEM 水上设备总控主机 | EBOX-FHTM 水上设备总控主机 | |
脐带缆智能缆轴 | ESpool脐带缆智能缆轴 | ||||
甲板单元 | 三防工控机，预装配套软件 | ||||
线缆 | 2条水密电缆 | 2条水密电缆 | 4条水密电缆 | 4条水密电缆 | |
集成 传感器 | 辐射计 | 加拿大EasyOceanTech公司的 Easy-HR-R辐亮度传感器和Easy-HR-I辐照度传感器 | 德国TriOS 公司的RAMSES-ARC-VIS辐亮度传感器和RAMSES-ACC-VIS辐照度传感器 | 加拿大EasyOceanTech公司的 Easy-HR-R辐亮度传感器Easy-HR-I辐照度传感器 | 德国TriOS公司的RAMSES-ARC-VIS辐亮度传感器RAMSES-ACC-VIS辐照度传感器 |
其他传感器 | / | / | SBE 37SI温盐仪和ECO FL叶绿素传感器 | SBE 37SI温盐仪和ECO FL叶绿素传感器 | |
其他 | 包装箱 | EAirBOX-FHE 航空箱 | EAirBOX-FHT 航空箱 | EAirBOX-FHEM 航空箱 | EAirBOX-FHTM 航空箱 |
FOBYHUB的工作示意图
FOBYHUB-E的组成图
各版本技术参数
参数 | FOBYHUB-E | FOBYHUB-E-M | FOBYHUB-T | FOBYHUB-T-M |
系统参数 | ||||
观测参数 | 太阳入射辐照度、离水辐亮度（推导参数：遥感反射率） | 太阳入射辐照度、离水辐亮度、水体温度、盐度和叶绿素浓度（推导参数：遥感反射率） | 太阳入射辐照度、离水辐亮度（推导参数：遥感反射率） | 太阳入射辐照度、离水辐亮度、水体温度、盐度和叶绿素浓度（推导参数：遥感反射率） |
遥感反射率测量方法 | 遮挡天空光直接离水辐亮度测量法（SBA方法） | |||
光谱信号采集方式 | 双通道，同步采集 | |||
姿态输出 | 倾斜角，误差≤1° | |||
系统供电方式 | 岸基缆轴自容电池，水面设备通过脐带缆由岸基缆轴供电 | |||
通讯方式 | 水面设备通过脐带缆和岸基缆轴通讯，岸基缆轴通过CAT5双绞线或无线WIFI与甲板单元通讯 | |||
设备总重量 | ~16kg | ~21.5kg | ~17kg | ~23kg |
软件功能 | 传感器开关机、测量频率、测量时间、测量方式等设置功能，并可进行遥感反射比可视化显示 | 传感器开关机、测量频率、测量时间、测量方式等设置功能，并可视化显示遥感反射比、温度、电导率、叶绿素数据 | 传感器开关机、测量频率、测量时间、测量方式等设置功能，并可进行遥感反射比可视化显示 | 传感器开关机、测量频率、测量时间、测量方式等设置功能，并可视化显示遥感反射比、温度、电导率、叶绿素数据 |
三脚架浮体 | ||||
EFloat-FHE | EFloat-FHEM | EFloat-FHT | EFloat-FHTM | |
三脚架浮体 | 碳纤维材质，超轻设计，超便携，无需借助安装工具可快速安装，锥形罩入水深度可调节 | |||
尺寸 | φ1250mm×732mm | φ1280mm×875mm | φ1650mm×940mm | φ1665mm×1092mm |
重量 | ~6.6kg | ~12KG | ~7.6kg | ~13.6kg |
水上设备总控主机 | ||||
EBOX-FHE | EBOX-FHEM | EBOX-FHT | EBOX-FHTM | |
水上设备总控主机 | 低功耗，小型化，可用于水下工作，具有开放接口，内置姿态传感器，实现水面设备运行、采集传感器数据、电源管理和控制保障等功能 | |||
尺寸 | Ф58×200mm | Ф62×200mm | Ф58×200mm | Ф62×200mm |
ZD工作水深 | 10m | |||
姿态传感器 | 三轴姿态传感器,输出角度范围:x、z轴：±180°; y轴：±90°； 角度精度: 0.05度(静态); 0.1°(动态) | |||
输入电压 | 9-20V | |||
通道数 | 3 | 15 | 3 | 15 |
ESpool脐带缆智能缆轴 | ||||
脐带缆智能缆轴 | 具有便携、小型化、低功耗和智能性的特点；50米零浮力脐带缆，可直接作为投放受力缆；智能缆轴内置12V30000mAh电池包、电源管理显示模块、GPS模块、长距离脐带缆供电模块和WiFI模块等模块 | |||
电缆 | 2×0.75mm+4芯网线零浮力电缆 | |||
电池 | 30000mAh@12V锂电池 | |||
GPS | 定位精度10m | |||
尺寸 | 380mm×330mm×490mm | |||
重量 | ~9.4KG | |||
甲板单元 | ||||
EDeckUnit-FHE | EDeckUnit-FHEM | EDeckUnit-FHT | EDeckUnit-FHTM | |
甲板单元 | 三防工控机，配套可视化软件，实时显示下行辐照度、离水辐亮度、遥感反射率的结果曲线图 | 三防工控机，配套可视化软件，实时显示下行辐照度、离水辐亮度、遥感反射率、温度、电导率、叶绿素的曲线图 | 三防工控机，配套可视化软件，实时显示下行辐照度、离水辐亮度、遥感反射率的结果曲线图 | 三防工控机，配套可视化软件，实时显示下行辐照度、离水辐亮度、遥感反射率、温度、电导率、叶绿素的曲线图 |
配置 | i5-8250U+8G+512G 固态盘 | |||
高光谱辐照度计 | ||||
Easy-HR-I | RAMSES-ACC-VIS | |||
波长范围（nm） | 340nm-829nm | 320nm-950nm | ||
检测器类型 | 288 通道CMOS | 256 通道硅光电二极管阵列 | ||
光谱取样（nm/pixel） | 2.7 | 3.3 | ||
光谱精度（nm） | 0.2 | 0.3 | ||
可用通道 | 196 | 190 | ||
饱和阈值（μW·cm-2·nm-1） | 1400@500nm；1600@650nm@4ms积分时间 | 800@500nm；1400@700nm@4ms积分时间 | ||
等效噪声（μW·cm-2·nm-1） | 1.2×10-4@500nm；1.4×10-4@650nm@2s积分时间 | 0.4×10-4@500nm；0.6×10-4@700nm@8s积分时间 | ||
光学入射角 | 余弦 | 余弦 | ||
测量精度 | 优于6%~10% | 优于6%~10% | ||
积分时间 | 0.1-2048ms | 4ms-8s | ||
材质 | 316L | 不锈钢 | ||
供电 | 9-28VDC，~0.6W | 8-12VDC，≤1W | ||
尺寸（直径*长度） | 40*145mm | 48*260mm | ||
ZD耐压水深（m） | 200 | 300 | ||
工作温度 | -10~50℃ | 2~40℃ | ||
高光谱辐亮度计 | ||||
Easy-HR-R | RAMSES-ARC-VIS | |||
波长范围（nm） | 340nm-829nm | 320nm-950nm | ||
检测器类型 | 288 通道CMOS | 256 通道硅光电二极管阵列 | ||
光谱取样（nm/pixel） | 2.7 | 3.3 | ||
光谱精度（nm） | 0.2 | 0.3 | ||
可用通道 | 196 | 190 | ||
饱和阈值 （μW·cm-2·nm-1·sr-1） | 140@500nm；160@650nm @4ms积分时间 | 100@500nm @4ms积分时间 | ||
等效噪声 （μW·cm-2·nm-1·sr-1） | 1.2×10-4@500nm；1.4×10-4@650nm @2s积分时间 | 0.25×10-4@500nm @8s积分时间 | ||
光学入射角 | 3° | 7° | ||
测量精度 | 优于6%~10% | 6% | ||
积分时间 | 0.1-2048ms | 4ms-8s | ||
材质 | 316L | 不锈钢 | ||
供电 | 9-28VDC，~0.6W | 8-12VDC，≤1W | ||
尺寸（直径*长度） | 40*170mm | 48*300mm | ||
ZD耐压水深（m） | 200 | 300 | ||
工作温度 | -10~50℃ | 2~40℃ | ||
SBE 37SI温盐仪 | ||||
FOBYHUB-E | FOBYHUB-E-M | FOBYHUB-T | FOBYHUB-T-M | |
温度 | / | 测量范围：-3~45℃；分辨率：0.001℃； 精度：±0.05℃(3~31℃) | / | 测量范围：-3~45℃；分辨率：0.001℃； 精度：±0.05℃(3~31℃) |
电导率 | 测量范围：2~70 mS/cm；分辨率：0.001 mS/cm；精度：±0.05 mS/cm(2-65 mS/cm) | 测量范围：2-70 mS/cm；分辨率：0.001 mS/cm；精度：±0.05 mS/cm(2-65 mS/cm) | ||
输入电压 | 8.5-24VDC | 8.5-24VDC | ||
ZD工作水深 | 350m | 350m | ||
重量 | 2.2kg | 2.2kg | ||
ECO FL叶绿素传感器 | ||||
光源波长EX/EM | / | 470/695nm | / | 470/695nm |
量程 | 0 to 125ug/L | 0 to 125ug/L | ||
准确度 | 0.025ug/L | 0.025ug/L | ||
输入电压 | 7-15VDC | 7-15VDC | ||
ZD工作水深 | 600m | 600m | ||
重量 | 0.4kg | 0.4kg | ||
青岛水德科技有限公司
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