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龙图腾网获悉中国科学院海洋研究所申请的专利海气通量观测系统平台姿态监测及校正系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120890414B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511429613.1，技术领域涉及：G01C1/00；该发明授权海气通量观测系统平台姿态监测及校正系统是由汪嘉宁;张祥光;周鑫;李彦青;马卫东;孙宇峰设计研发完成，并于2025-10-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本海气通量观测系统平台姿态监测及校正系统在说明书摘要公布了：本发明涉及海洋观测技术领域，尤其是海气通量观测系统平台姿态监测及校正系统，包括由浮标体以及浮标锚泊系统组成的浮标平台，在浮标体上设有用于对浮标平台进行姿态监测的浮标平台姿态监测系统，用于对浮标平台进行姿态校正的姿态校正系统，所述姿态校正系统包括坐标系旋转模块、晃动校正模块以及倾斜校正模块。以克服现有技术中浮标姿态变化难以保证海气通量观测系统观测的数据的准确性的问题。

本发明授权海气通量观测系统平台姿态监测及校正系统在权利要求书中公布了：1.海气通量观测系统平台姿态监测及校正系统，其特征在于：包括由浮标体以及浮标锚泊系统组成的浮标平台，在浮标体上设有用于对浮标平台进行姿态监测的浮标平台姿态监测系统，用于对浮标平台进行姿态校正的姿态校正系统，所述姿态校正系统包括坐标系旋转模块、晃动校正模块以及倾斜校正模块；所述浮标体包括由五个浮力舱，设于五个浮力舱顶部的连杆，以及设于五个浮力舱底部的浮筒组成的主浮体，在主浮体中部设有通过第一倾斜杆与主浮体连接的密封舱，在密封舱顶部设有通过第二倾斜杆与主浮体连接的控制舱，在控制舱顶部设有上桅杆，在密封舱底部设有下桅杆，在下桅杆底部设有仪器舱和电池舱；在上桅杆顶部设有第一支杆，在第一支杆下方设有第二支杆； 所述浮标平台姿态监测系统包括在浮标平台上设置的气体分析仪，以及与气体分析仪相邻的GPS、陀螺仪、电子罗盘、加速度计，还包括第一空气温湿度传感器、海皮温度传感器、四分量辐射传感器以及大气压力传感器，所述气体分析仪包括三维超声波风速仪； 所述气体分析仪、GPS、陀螺仪、电子罗盘、加速度计、第一空气温湿度传感器、海皮温度传感器、四分量辐射传感器以及大气压力传感器均设于第一支杆上，所述四分量辐射传感器水平伸出第一支杆2米长度，所述第一支杆的最高点在平均水位以上6米；在第二支杆上设置有第二空气温湿度传感器、风速风向传感器；所述第二支杆的最高点在平均水位以上3米； 在控制舱上方设置的海洋飞沫通量仪，所述海洋飞沫通量仪在平均水位以上1.5米； 在水面上设置有单点海流计以及波浪仪，所述单点海流计以及波浪仪通过Dyneema绳与主浮体连接； 所述浮标体的总长度16.5m，正常平衡状态下，水上高7m，水下长7m；主浮体高2.5m，正常平衡状态下主浮体的水上高度为1m，系统总重1500kg； 所述坐标系旋转模块包括：定义地心惯性坐标系、地球坐标系、地理坐标系和浮标坐标系，基于电子罗盘测量的偏航角、俯仰角和横滚角，构建浮标坐标系到地理坐标系的旋转矩阵，操作公式如下： ； 其中，、、分别为绕z轴、y轴、x轴的旋转矩阵，为偏航角，为俯仰角，为横滚角，通过旋转矩阵将三维超声波风速仪、陀螺仪和加速度计的测量数据统一转换至地理坐标系； 地心惯性坐标系，其原点在地心，x轴经过0°经线与赤道交点，y轴经过90°经线与赤道交点，z轴指向北极星； 地球坐标系，其原点取在地心，z轴沿极轴方向，x轴在赤道平面与本初子午线的交线上，y轴也在赤道平面内并与x、z轴构成右手直角坐标系； 地理坐标系，采用北东地坐标系，其原点位于运载体所在的点，x轴沿当地子午线指向北，y轴沿当地纬线指向东，z轴沿当地地理垂线指向下并与x、y轴构成右手直角坐标系； 浮标坐标系，其原点与运载体质心重合，x轴沿运载体纵轴指向前，z轴沿运载体竖轴指向下，y轴沿运载体横轴并与x、z轴构成右手直角坐标系； 电子罗盘用偏航-俯仰-横滚3个角度来描述一个任意旋转：绕z轴旋转，得到偏航角；绕旋转滞后的y轴旋转，得到俯仰角；绕旋转滞后的x轴旋转，得到横滚角； 所述晃动校正模块的操作公式如下： ； 式中：为校正后的三维风速矢量，为三维超声波风速仪观测到的三维风速矢量，T为浮标坐标系到地理坐标系下的旋转矩阵，Mpa为三维超声波风速仪与浮标坐标系之间的初始角度偏差矩阵，即三维超声波风速仪坐标系到浮标坐标系的旋转矩阵，为浮标坐标系下校正后的旋转角速度，为三维超声波风速仪相对于浮标坐标系原点的位置向量； 晃动校正第三项为浮标坐标系原点相对于地理坐标系原点的平移速度； ，而，； 分别为陀螺仪观测到的线加速度，代表高通滤波； 滤波方法为巴特双向低通滤波，截断频率的取法为：首先选取一段数据，其次假定一系列的截断频率，然后应用每个截断频率对该段数据进行晃动校正，最后对晃动校正后的数据求三个速度分量的均方差及协方差和浮标的垂向位移，画出速度分量的均方差及协方差和浮标的垂向位移相对于截断频率的图形，找出均方差及协方差和浮标的垂向位移变化不明显时对应的截断频率fcutoff，fcutoff即为晃动校正程序中使用的截断频率； 所述倾斜校正模块的操作公式如下: ； 其中，u，v，w分别为晃动校正后得到的风速三个分量，=arctanvu，=arctan。

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