基于GNSS技术的波浪浮标测波方法研究

波浪是海洋中的重要运动现象,监测波浪的变化并研究其运动规律,对海洋学研究和海洋工程具有重要的意义。目前传统的GNSS (Global Navigation Satellite System)测波方法在实时高精度波浪测量方面存在很大劣势和限制。本文研究了一种基于GNSS技术的实时高精度波浪测量方法,能得到波高、周期等波浪要素信息,并以南海浮标试验实测数据为例进行了处理和分析,验证了该方法的可行性。该方法直接基于广播星历进行GNSS相位观测值历元差分确定浮标速度,无需额外的实时精密差分改正数,从而节省了精密差分改正服务成本与海上通讯成本。该方法适用于近海、远海场景,并且浮标可以使用低成本单频GNSS接收机,得到高精度波浪测量结果,具有较高的实际应用价值。     

国外海洋浮标技术发展前景

海洋浮标是一种现代新的海洋观测工具。它的多种功能和长期连续探测能力,在海上现场监测手段中具有明显的优势。国外海洋浮标技术的研制始于四十年代末——五十年代初。六十年代,在海洋调查中开始试用海洋浮标。七十年代中期,浮标技术趋于成熟,进入实用阶段。近年来,随着电子技术、卫星通讯和微处理技术的发展和应用,海洋浮标技术获得了新的进展。一方面提高了锚泊浮标的测量能力,收集较多的海洋环境参数;另一方面研制了一批新型的专用浮标和漂流浮标,进行范围广泛的大洋调查及专题研究,为军事部门、气象部门、航海运输、鱼业捕捞、     

海水温盐深剖面测量技术综述

温盐深是反应海洋物理学特性的重要参数,是海洋水文观测的基本要素。CTD剖面仪(Conductivity-Temperature-Depth profiler)是进行海水温盐剖面观测的主要仪器,利用CTD剖面仪可精确测得水下不同深度上海水的温度和电导率参数,进而能够推算出海水盐度、密度、声速等相关信息,对于海洋经济开发、海上国防建设、海洋环境保护等都具有非常重要的意义。本文介绍了温盐深剖面测量技术的基本原理与发展现状,对几种典型的温盐深测量设备及各种海洋观测平台中搭载的CTD传感器进行了介绍,论述了CTD传感器的标定和测试技术,并对其发展趋势进行了分析。     

关于在海洋遥测浮标上测量气象要素的讨论

一、前言海洋与气象密不可分。海洋遥测浮标作为海洋环境监测网的一个重要组成部分,是要为海洋气象预报、海洋资源开发、海洋工程建设、海洋环境保护和海洋科学研究提供海洋环境要素的分布状况和变化规律的实时资料,其中,气象要素的观测资料占有很重要的地位。与地面(或船只)气象观测不同,在海洋遥测浮标上测量气象要素,一方面受到了浮标时空条件的限制,另一方面支持气象传感器的载体——浮标,尺度有限,它在风、流、浪的作用下起伏不定,摇摆不止,工作在复杂的海况运动条件下,是一个随机动态变化的运动     

温盐深测量平台发展现状与趋势

温度、盐度和压力是海洋重要的基本物理特性参数。温盐深测量仪(Conductivity Temperature Depth,CTD)是海水温盐剖面观测的关键仪器,在海洋经济开发、海洋观测、海洋国防建设方面有着极为重要的意义。本文介绍了几种典型的温盐深测量设备及移动观测平台,重点论述了CTD在Argo浮标、水下滑翔机等海洋移动观测平台上的应用现状,分析了水下滑翔机搭载的CTD在热滞效应、湍流等因素影响下产生的测量误差。最后探讨了以水下滑翔机为代表的海洋移动观测平台搭载CTD测量技术的发展趋势及应用前景。     

海洋高光谱实时观测技术系统简介

“海洋高光谱实时观测技术系统”是由中国科学院南海海洋研究所等单位完成的国家“863”计划“海洋光学浮标技术”课题的一项重要成果。该技术系统主要包括海洋光学浮标总体集成技术、浮标设计技术、浮标平台对水下光辐射测量阴影效应模拟技术、海面入射太阳光谱辐照度高光谱测     

HM2000型剖面浮标的主要特征及其应用

HM2000 型剖面浮标是一种新颖的国产海洋观测仪器,可以长期在海上自由漂移并连续测量 0~2 000 m 水深内的海水温、盐度剖面数据,已被国际 Argo 组织用于全球 Argo 实时海洋观测网建设和维护。 详细介绍了该型浮标的工作原理、结构、功能和主要技术指标等,并与 APEX 型浮标进行了比较分析, 表明了 HM2000 型剖面浮标具有明显的功能优势,且测量的温、盐度质量是有足够保证的,完全可以替代国外浮标用来主导建设我国的 Argo 区域海洋观测网。     

远距离GNSS潮位测量精度的影响因素研究

为实现远岸潮位精确监测,从天线类型、浮标姿态改正、数据处理模式等影响因素进行了远距离GNSS浮标潮位测量精度的分析研究。结果表明:相比于非扼流圈天线,采用扼流圈天线可有效提高GNSS浮标数据观测质量,获得较高精度的定位结果;姿态改正对浮标天线高误差达厘米级,潮位提取中可通过低通滤波器有效消除;远距离潮位测量(基线大于300 km)中PPP潮位精度整体优于PPK潮位;GNSS潮位测量精度受海况影响严重,四级海况以内,潮位测量精度优于10 cm,可以满足远距离潮位观测精度的要求。     

英国Marex公司的DS型资料浮标的海上投放

英国Marex公司生产的DS型遥测资料浮标是一种能够同时搜集九个海洋水文气象要素的海上综合观测装置。它能够在恶劣的海况条件下长期、自动、连续、收集和传输海洋水文气象资料,它可以通过卫星中继将信息传到地球上任何地方,电可以将各种观测数据记录在磁带上。关于浮标的技术性能及其内部装置等已有专文介绍,本文仅就其海上浮标的投放及其与投放有关的浮体结构及系留系统等做一简单介绍。     

我国海洋资料浮标网的运行和发展

本文在简单介绍海洋资料浮标发展，国际现状的基础上，较详细地阐述了我国海洋资料浮标的发展史，浮标网的构成，各型浮标的性质，浮标网在海洋环境监测，预报以及海洋开发中的重要作用等。笔者希望借时机会使读者对我国海洋资料浮标网现状有所了解从而有助于海上浮标保护的宣传工作。     

2010~2019年北黄海海域长序列海量温盐数据分析与处理方法

保障长期连续的数据完整性和质量可靠性是进行浮标数据应用的首要问题。本文基于中国科学院近海观测研究网络黄海站位于北黄海长海县附近海域的五套浮标于2010~2019年连续10 a采集到的海洋表层温盐数据,进行数据分析与处理方法的研究。为了辨识原始温盐数据中的异常值,综合运用极值法、拉依达准则和箱型图法给出适合温盐的异常数据分析与处理方法,并基于2σ原则和箱型图法修正了温盐界限。为了解决温盐数据的缺失问题,提出SoftImpute与IterativeImpute相结合的插补方法,有效降低了温盐数据的标准差。研究结果表明,采用本文的方法可有效消除异常和插补缺失,修正数据中的异常点,得到连续、平滑、具有显著年际变化特征与趋势的温盐数据分析曲线,也可增加对该海域海洋温盐特征、变化规律和发展趋势等的深入理解,为海上现场观测数据处理提供借鉴,并为后续应用研究提供更高质量的数据。     

海洋地质资料档案管理系统设计和应用

鉴于海洋地质资料接收、立卷、编目、存放、日常管理和使用的现状,海洋地质资料档案管理系统应运而生。基于利用Oracle大型数据库管理系统、Flex技术,采用面向服务(SOA)的软件体系架构,基于Java的集成开发环境,围绕地质资料的管理、共享服务与开发利用的应用需求,进行管理信息系统软件开发,建立具有数据输入输出、数据编辑、空间浏览查询、统计分析输出、图件文档显示及条形码管理等功能。该系统不仅减少了数据录入以及手工标注,并且查询方便快捷,提升了海洋地质资料档案管理部门信息服务水平,对实现海洋信息资源共享起到了积极的推动作用。     

关于跃层深度确定方法的探讨

本文针对不同类型的资料，对确定温跃层、盐跃层和密度跃层深度的向种方法进行了较为细致地比较和讨论，文章表明，采用不同的资料分析方法所得的跃层深度存在差异，在采用高精度资料进行跃层分析时应滤掉小尺度变化所带来的影响，分析方法的选取应根据研究目的和拥有资料情况来决定，在采用垂向梯度法进行跃层分析时，要注意深浅水交界处跃层分析的连续性问题。     

V-FIN1074拖曳体系统软件分析及数据后处理

本文以V-FIN 1074拖曳体原系统程序为中心,以实测数据流为线索并结合硬设备特性,较详细地分析了程序各模块的功能、特点及相互关系。进而把原来数据处理较粗糙的“封闭式”系统扩充为可提供实测数据文件较适合研究需要的“开放式”数据处理系统。 分析表明,该系统的使用与维护方法对实测数据精度有很大影响。如实时设定的实际采样率和压力传感器零点、对传感器校准与标定的正确性等诸因素均可影响实测数据的精度。本文对该系统的开发、使用与维护均有积极作用。     

太湖水中可溶性有机质,悬浮质和浮游藻类色素的光学特性的测定

本文着重分析了分光光度计测定的太湖水体中悬浮质、可溶性有机质和浮游藻类色素在可见光波段(400nm—700nm)的吸收;讨论了对池塘及两种高等植物色素吸收的对比测定;并利用迭代回归方法对测试样品的散射效应进行了订正。结果表明:(1)可溶性有机质吸收在短波部分较强;并且随着入射波长的增大,吸收几乎呈指数律减小,减小速率比国外海洋中的测量结果小。(2)水中悬浮质对光具有较强的散射作用,散射系数约按入射波长呈倒数变化。(3)不同植物中的色素的吸收光谱有明显差异。此外,利用所测数据,本文还对冬季太湖水体的反射光谱和向下光照衰减系数进行了数值计算,表明该水体对入射光照的反射和衰减与纯净水情况有很大差别,目此,太湖水光学特性研究中必须考虑水中物质的影响。     

台站用百叶箱内外气温比对与分析

用双通道自动测温表对台站用的百叶箱内外气温进行了同步比对测量与分析。指出自然通风时，百叶箱对箱内气温变化产生一定程度的滞后和热辐射作用。滞后作用较明显。     

泥沙模型试验测控系统

本文介绍了成功地应用于国家“八五”重点科技攻关项目——三峡工程回水变动区涪陵河段泥沙模型试验的测控系统，简述了对模型试验进口的含沙量、流量和泥沙颗粒级配的控制原理和方法，重点介绍了微机尾水位自动控制以及流速、水位和波浪的多点同步采集与处理系统。     

沉积物物源组成的定量判识方法及其在冲绳海槽的应用

用多元成分数据统计分析中的端元估计算法,处理混合源沉积物地球化学数据定量判识沉积物物源端元的化学成分和比例。将该方法应用于已知端元的人工数据,端元的化学成分和含量的估计值与已知值非常接近。实验结果说明,这种成分数据分析算法是定量判识沉积物物源端元的有效方法。     

破碎波概率分析及实测结果

总结破碎波近年来的研究状况，从理论上对计算破碎波发生率进行分析。并利用先进的实验设备和良好的现场条件，从实验研究出发，在研究波浪破碎过程及其与环境参量的关系中，对破碎波发生率进行实际测量。利用不同的破碎波判据对破碎波发生率进行了计算、比较和分析，结果指出；利用不同的破碎波判据计算的破碎波发生率相差很大，甚至相差３～４倍。     

ASM1中污水水质参数与化学计量系数的估测

简要介绍了活性污泥1号模型中14个污水水质参数与5个化学计量系数的估测方法和典型取值。