ENDECO-956型方向波浪跟踪浮标系统及现场试验

ENDECO-956型波浪跟踪浮标系统,是美国环境设备公司设计生产的一种能够在恶劣的海况环境中测量波面起伏和波向的遥测浮标及实时处理波浪遥测数据的自动化装置.该装置通过浮标调频遥测系统,把实测资料发射到安装在陆上或船舶上的接收装置,再通过数据处理机得到波浪统计参量和方向能谱密度的数值.1982年11月我们在海上进行了首次试验,其后又进行了多次海上测波浪试验.试验结果表明该系统性能良好.现将该系统的结构、浮标的工作原理及现场试验结果分述如下:     

多功能波浪浮标研制

多功能波浪浮标是一种可在海洋台站和近海进行波浪(含波向)、表层水温、表层海水盐度三项水文要素自动测量和信息处理的观测装置。该浮标的研制目的是解决水温和盐度传感器现场安装和连续长期使用所遇到的问题,把我国目前海浪观测技术提高到世界先进水平,并且替代至今赖以进口的同类仪器。目前,国际上较实用的波向浮标主要有两大类:表面波向测量浮标和水下波向测量浮标。前者有美国的956型(改进型为1156型)波浪跟踪浮标、荷兰的波浪骑士方向浮标,这两种浮标都是遥测型浮标,可获得实时测量信息,956型波浪跟踪浮标只能测量波浪要素。80年代,国…     

SBF4—1波浪方向浮标研制成功

SBF4—1波浪方向浮标测量系统是测取波浪传播方向的遥测波浪仪器。浮体采用圆锥形,随波性能好,在海上连续使用中,历经数次强热带风暴和台风袭击,工作正常,该仪器总体设计合理,在测波仪中首次采用数字传输,技术先进可靠,设计的软件在现场实时处理出波浪能谱、方向谱、波浪传播方向代表值以及波高、周期等特征值,满足了波浪观测的需要。在方向谱的处理上,增加了L—H方法。仪器经专家评审鉴定,认为设计思想新颖,技术资料齐全,系国内首次研制成功,填补了国内空白,其主要技术指标达到或接近国际同类     

WaMoS Ⅱ测波雷达应用及对比分析

利用大万山海洋环境监测站WaMoS Ⅱ雷达测量的数据与同步SZF遥测波浪浮标、SLC9-2型直读式海流计的数据分别进行了对比分析。结果表明WaMoS Ⅱ测波雷达获取的有效波高、波峰周期、表面流速、流向等海洋物理要素的变化趋势与SZF遥测波浪浮标获取的波浪数据及SLC9-2型直读式海流计测到的海流数据有较好的一致性。其中,2012年6月16—22日雷达和遥测波浪浮标对比结果为:波高、周期的相关系数分别为0.71,0.38,平均相对误差分别为23.3%,12.5%。6月28—29日的对比结果为:流速、流向的相关系数分别为0.83,0.89,平均相对误差分别为14.5%,4.1%。其中,WaMoS Ⅱ系统测量的有效波高值需通过对比分析进行校准,本文利用的对比分析数据时间序列较短,但经校准后,有效波高值的相关性仍可升至0.75。     

球形波浪浮标结构参数对其升沉运动性能的影响

对球形波浪浮标进行了静力学分析,并结合球形波浪浮标吃水线的一般设计要求得出了球形波浪浮标的平均密度与海水密度的关系式。利用球形波浪浮标在受到波浪激励时的运动响应方程并结合球形波浪浮标的结构参数特点,得出了球形波浪浮标在波浪激励下的升沉运动振幅与激励波浪振幅相一致的理论条件和结构参数。以国家海洋技术中心最新研发的直径480 mm球形波浪测量浮标为研究对象,结合海洋表面波分类特征,研究了该球形浮标体在常规波浪激励下的升沉运动响应的相关性能,并给出了在测量不同周期的波浪时,该球形浮标体升沉运动的理论响应振幅系数。通过以上分析得出了直径480 mm球形波浪测量浮标在测量周期为1 s以上的波浪时具有非常优越的随波浪升沉运动的性能。文章的相关分析为球形波浪浮标的进一步研究提供了理论基础。     

HFB-1B 型海洋浮标的波浪数据处理

HFB-lB型海洋浮标于1988年2月～1989年1月布放在我国5号浮标网点上,在海上连续工作351d,有效资料接收率为86.25％,达到了设计要求,于1989年3月18日通过了由国家海洋局科技司和机电部主持的鉴定;该浮标项目获1990年度机电部科技进步一等奖。本文主要介绍其波浪数据处理部分。     

微型波浪浮标监测系统

针对现有波浪浮标监测系统体积大、重量大,布放和维护费用高等不足,提出一种微型实时波浪浮标监测系统.该系统主要由直径0.25 m的微型浮标体、波浪传感器、供电系统、通讯系统及锚泊系统组成,具有波高、波向等多参数实时测量、传输功能,并且体积小、重量轻,便于快速运输、布放与回收,还可用于抛弃式测量及特殊隐蔽性测量中.文中对其...     

SZF2-1A型多参数波浪试验浮标波浪要素海上比测试验与初步分析

通过海上比测试验,对新研制的SZF2-1A型多参数波浪试验浮标系统的工作稳定性、波浪传感器测量准确性进行全面客观评价。采用MARKⅡ波浪骑士的测量数据作为参比,结果表明,试验浮标与波浪骑士所测数据具有良好的一致性:两种仪器间最大波高相关系数为0.96,均方根误差为0.33 m,有效波高相关系数为0.99,均方根误差为0.13 m,相对误差为6.0%,平均波高相关系数为0.98,均方根误差为0.088 m,相对误差为6.2%;两种仪器所测有效波高、平均波高对应周期的一致性比较好,相关系数分别达到0.86和0.87;两种仪器所测波向相关系数为0.77。总体上得出结论:试验浮标运行状态稳定,波浪传感器测量准确可靠。     

一种新型遥测浪高仪研制成功

国家海洋局第二海洋研究所和中国造船总公司七院二所共同研制的PY—Ⅰ型抛弃式遥测浪高仪获得成功。 该仪器由浮标系统、叶轮(转换器)、无线电发射机、接收机、信号处理器及记录器等部分组成。发射机安装在浮标内,叶轮通过约30米长的电缆系于浮标下边。测浪时,将接收机、信号处理器和记录器安放在工作船上,浮标系统和叶轮抛入海中,浮标即随波浪起伏并带     

深海综合观测浮标研制及其在热带西太平洋的应用

目前尽管国内近海浮标实现了产品化,但深远海尚无定型可靠的深海综合观测浮标系统,基于此,中国科学院海洋研究所设计制作了深海综合观测浮标系统,其浮标体为柱台型结构,采用单点锚泊系留。整个系统主要由浮标体、系留子系统、观测子系统、数据采集处理控制子系统、通信子系统、供电子系统、检测子系统、安全报警子系统和岸基数据接收处理子系统等9部分组成。浮标系统通过搭载不同类型的传感器,实现对风速/风向、气温、相对湿度、气压、能见度、雨量、波浪、表层水温、表层盐度、表层溶解氧、表层叶绿素、表层浊度、剖面流速流向、剖面温盐深（最大深度可达1 000 m）、方位及浮标位置等要素进行实时观测,从而完成对海洋气象、水文和水质等要素的长期、连续、自动监测,并支持铱星和北斗等卫星通信方式,将观测数据实时的传输到岸基数据接收处理系统。近年来,深海综合观测浮标系统在热带西太平洋海域连续进行了4次海上应用,每次应用时间长达1 a。它提供了第一手的大洋上层和海气界面长时间序列的实时连续观测资料,促进了关于气候变化和深海大洋的研究工作。所研制的深海浮标达到目前国际同类产品（美国ATLAS浮标、日本TRITON浮标）的先进水平,并且在水下感应耦合传输等方面进行了创新,形成了自有特色。     

SZF型波浪浮标系统

文中介绍了SZF型波浪浮标的系统组成、主要工作原理及系统的主要功能,给出了该型号浮标的测量指标及技术参数,介绍了该浮标的应用情况。     

关于YZ-Ⅲ型遥测波浪仪浮标的设计

本文论述了YZ-III型遥测波浪仪测波浮标的总体及结构设计。该测波浮标在结构上具有即可定点系留使用,也可以随船使用的特点。垂摆式的自平衡系统,具有独特的结构形式和良好的随动性能。本文还论述了浮标的随波性能及浮标的系留方式。浮标升沉达到随波状态时的周期不大于1.03s。在强流区定点系留浮标时,作者建议采用一种有助于克服强流影响的系留方式。     

关于YZ-Ⅲ型遥测波浪仪浮标的设计

本文论述了YZ-III型遥测波浪仪测波浮标的总体及结构设计。该测波浮标在结构上具有即可定点系留使用,也可以随船使用的特点。垂摆式的自平衡系统,具有独特的结构形式和良好的随动性能。本文还论述了浮标的随波性能及浮标的系留方式。浮标升沉达到随波状态时的周期不大于1.03s。在强流区定点系留浮标时,作者建议采用一种有助于克服强流影响的系留方式。     

基于北斗的浮标用航标遥测遥控单元设计

针对现有航标遥测遥控控制单元存在的结构不合理及灵活性差的不足,通过北斗接收天线、北斗发射天线、北斗收发处理模块、监测控制模块和电源模块的开发,设计了分体式航标遥测遥控单元,解决了北斗模块难以更换、接收信号受阻等问题,对于建立浮标类航标的遥测遥控系统具有应用价值。     

基于GNSS浮标的波浪反演技术研究

波浪观测在海洋环境预报、海洋工程建设、海洋资源调查、航海安全等领域具有重要作用。基于全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）浮标进行波浪观测的方法具有全天候、实时、准确度高、价格低等诸多优点,同时还可以在浮标上集成其他海洋环境测量仪器,因此越来越受到世界各国研究者的重视。本文提出一种基于GNSS浮标的波浪参数反演方法,并成功应用于浙江温州海域,在海试过程中,同公认的波浪骑士浮标对比,平均波高相关系数达到0.95,标准差为4.06 cm,平均波周期相关系数为0.92,标准差为0.24 s,完全符合国家标准。本文所用浮标系统还可以搭载多种海洋环境要素观测传感器,可将数据实时传输至接收终端,具有较高的应用价值。     

“南浮一号”浮标体和锚碇系统研制中的模拟实验

海洋遥测遥控浮标系统,是先进的海洋调查工具。它具有长期、连续、定点,同步、综合性、自动化等特点。自六十年代起,不同类型、功能各异的浮标系统相继投入研制和使用。     

一种增设于Waverider测波仪的数据自记系统

本文介绍一种用MCS-51单片微机作为控制器,用大容量静态RAM作为存储器,以纯电子线路组成硬件线路,配合相应的控制软件,联合构成稳定可靠、低功耗的自记式波浪数据采集系统。该系统增设在Waverider浮标(67780系列)中,使之成为自记与遥测并存的双制式测波浮标,海上实地投放使用已获得成功.     

国家海洋技术中心

FHY1小型多参数海洋环境监测浮标 1 概述 FHY1型浮标设计为随波浮标。通过搭载不同类型的传感器可以完成气象，波浪，水文和水质参数的测量；采取太阳能蓄电池供电方式，保证在14d缺乏日照的情况下，系统能够正常供电；可使用卫星通讯，也可使用短波通讯。适用于中国的渤海，黄海，东海和南海水域，能在沿海水域完成实时测量和数据传输。     

SZF型波浪浮标上U盘存储器的设计与实现

SZF型波浪浮标系统通过无线电台将采集的波浪数据实时地传输到岸站数据接收处理机上,同时将波浪原始数据保存到浮标上的存储器内。为解决浮标大容量海浪原始数据的存储问题,利用USB总线技术设计了一款U盘存储板卡。该U盘存储板卡采用基于Cortex-M3内核的ARM芯片,根据STM32F105 USB OTG接口特点,通过移植μC/OS-II实时操作系统技术进行任务调度,采用邮箱机制进行任务之间的通信,创新性地将通用U盘技术应用到基于单片机采集处理系统的海洋浮标上,实现了波浪浮标大容量、长时间的数据存储。实验测试结果表明,该U盘存储板卡具有存储速度快、准确性高、低功耗、高稳定性、便携性、通用性等特点,可用于多种需要数据存储的仪器设备中,其综合性能显著。     

投弃式波流测量传感器浮标体结构分析及伪刚体建模研究

根据投弃式波流测量传感器的功能及应用特点,提出了其浮标体的结构设计要求,并依此给出了所设计浮标体的主体结构。文中描述了所设计的投弃式波流测量传感器浮标体各部分的结构功能,论证了该浮标体在投弃式波流测量方面的结构优势。共研究了所设计的3种不同投弃式波流测量传感器浮标体结构,包括两种采用柔性浮力叶片的浮标体和一种采用刚性浮力叶片的浮标体。根据柔顺机构学理论分别建立了其中两种柔性浮标体的伪刚体模型。对比了刚性浮标体和两种柔性浮标体的伪刚体模型在波浪海流作用下的姿态特点,分析了各浮标体在波高测量时的误差原因,得出了其中C型柔性浮标体具有更好的随波浪和海流运动响应的结论。为更深入地进行投弃式波浪测量传感器浮标体运动学和动力学的相关研究提供了模型基础。