The paper presents prototype wave buoy loggers designed to collect raw data from a built-in inertial motion unit without transmitting the data to the user. These buoys require maintenance but have a significantly simpler design and much lower cost compared to unattended analogs, making them particularly useful for various coastal studies. The study aims to demonstrate that measuring wave parameters in field conditions with acceptable accuracy is achievable without loss of data quality. The buoys were tested in a field experiment at the Black Sea Hydrophysical Sub-Satellite Polygon of Marine Hydrophysical Institute, Russian Academy of Sciences. Reference measurements were obtained using wire wave gauges installed on the Stationary Oceanographic Platform (44.393047°N, 33.984596°E). Three identical buoys were deployed near the platform using different mooring configurations: a heavy anchor with an elastic insert (rubber cord), a heavy anchor without an elastic insert, and a buoy suspended directly from the platform without an anchor. Continuous measurements were conducted over seven days, during which significant wave height varied from 0.2 to 1 m, and wind speeds ranged from 0 to 15 m/s, coming from easterly, westerly, and northerly directions. Under these conditions, the root-mean-square error in estimating significant wave height was no more than 5–6 cm (both with and without the rubber cord), with the linear regression coefficient deviating from 1 by less than 5%. The root-mean-square errors for the spectral peak wave period and direction were 0.37–0.62 s and 50–65°, respectively. These errors are comparable to the resolution of the applied methods and the natural statistical variability of wave parameter estimates.
Представлены прототипы волноизмерительных буев-логгеров, предназначенных для сбора исходных данных со встроенных в эти буи инерциальных датчиков без передачи информации на берег. Буи такого типа нуждаются в обслуживании, но имеют существенно более простую конструкцию и низкую стоимость по сравнению с необслуживаемыми аналогами, что может быть востребовано в различных прибрежных исследованиях. Цель работы – продемонстрировать в натурных условиях, что предлагаемый тип буев может эффективно использоваться для измерения характеристик волнения без потери качества данных. Испытания буев проведены в натурном эксперименте на Черноморском гидрофизическом подспутниковом полигоне Морского гидрофизического института РАН. В качестве референтной информации о волнах использованы данные измерений струнными волнографами, установленными на стационарной океанографической платформе (44.393047° с. ш., 33.984596° в. д.). Три одинаковых буя были установлены вблизи платформы с использованием разных вариантов удерживающего устройства: на массивном якоре с эластичной вставкой (амортизатором) и без нее, а также без якоря на подвесе с платформы. Непрерывные измерения велись в течение 7 сут, в течение которых высота значительных волн менялась от 0.2 до 1 м, скорость ветра от 0 до 15 м/с при его восточном, западном, северном направлениях. В этих условиях среднеквадратичная ошибка оценки высоты значительных волн составила не более 5–6 см (с амортизатором и без него) при отклонении коэффициента линейной регрессии от единицы не более чем на 5 %. Среднеквадратичные ошибки периода и направления волн спектрального пика составили 0.37–0.62 с и 50–65° соответственно при измерении буем с амортизатором и без него. Такие ошибки измерений сопоставимы с разрешающей способностью используемых методов и естественным статистическим разбросом средних оценок параметров волн.
Текст статьи не включен.