应用单板计算机测试风速表距离常数的方法

鉴于微型计算机对数据采集和处理具有速度快、精度高和便于自动化的特点,我们研制了应用单板微型计算机自动测试风速仪的动态参数(时间常数、距离常数等)的测试系统。该系统的主要特点是能够对测试参数进行自动、连续和多次重复测定并实时获取参数的平均量,测得的时间常数的精度可达到毫秒数量级。本文介绍了该系统的基本组成、测试原理和方法,应用该系统对EY_1型电传风向风速仪和QDF型热球电风速计的距离常数和时间常数进行了测试,并给出测试结果,测试表明,在风洞内和在空旷的房间内在一定的风速下,两者分别测得的风速仪动态参数值十分相近     

海洋测温系统动态特性的探讨

海洋微结构的测量引起了国内外海洋学家的关心和重视。由于时间常数与动态误差的密切关系，因之减小测温系统的时间常数就成为观测海水微结构急待解决的问题。本文着重讨论了海洋测温的动态方程及其特性，提出了海洋温度传感器动态测量方程的数学模型，并就输入信号的形式进行了讨论。指出一般金属电阻式温度传感器的时间常数大所引起的动态误差不能忽视，     

SBE3温度传感器时间常数测量和测试方法的研究

针对在海洋观测领域得到广泛认可的海鸟SBE3高精度温度传感器进行时间常数测量和测试方法的研究。研发设计了时间常数测量装置来对SBE3温度传感器的动态特性进行测试。开展了1 m/s运动速度下的时间常数测量,不同运动速度和时间常数关系的研究,并且对不同温差梯度和时间常数的关系也进行了实验研究。通过对大量的实验数据进行分析,测试结果显示,SBE3温度传感器在运动速度为1 m/s时时间常数为64.8 ms,与海鸟公司标称值65 ms相比,绝对偏差0.2 ms,相对偏差0.3%。不同运动速度下的时间常数关系与国际公开文献上的研究结论一致。     

AEL—1型风向,风速仪

本文介绍并叙述了AEL-1型风向、风速仪的设计原理,仪器各部分的电路设计,工作过程及系统软件。该仪器适用于气象台站、工矿企业、海上浮标及科研单位等部门。     

连云港地区海面糙度参数及阻力系数

当研究海洋中诸如风浪、风海流及风暴潮等动力现象时,必然要涉及到海面空气动力学阻力特征.本文将讨论利用连云港建港指挥部设立在导标平台上的风速仪连续测量的风速廓线资料(1982年1月-1983年1月)及利用HWL-1型热线风速仪在该平台上测量的脉动风速资料,对连云港海区海面糙度参数及阻力系数进行分析研究的结果.     

悬浮式 P-S波速测井技术在海洋工程勘察中的应用

剪切波波速是工程场地地震安全性评价和地震小区划工作中必测的参数之一。和室内剪切波波速测试方法相比,剪切波波速原位测试技术可以提供准确和更详细的波速测试资料,具有操作简单、方便、快速等特点。因此,在陆地工程勘察中得到了广泛应用。由于海上作业环境的特殊性,剪切波波速原位测试技术在国内海洋岩土工程勘察中尚未广泛应用。介绍了英国RG公司的悬浮式P-S波速测井系统的基本构成和测试原理,并将该波速测试系统在海洋岩土工程勘察中进行了测试应用。测试结果与室内的剪切波波速测试结果进行对比,对比表明测试结果具有可靠性,且其具有测试间隔小、数据量大和可快速提供测试结果等特点,在海洋岩土工程勘察中具有宽广的应用前景。     

国产常用风杯风速表距离常数的测量和分析

风速传感器的距离常数是表示该传感器对风速变化响应快慢的一个动力学参数,是分析和确定测风误差的重要因子。对此,WMO对距离常数的大小提出了建议。我国国产常用的风杯风速传感器已有多年的使用历史,但它们的距离常数究竟多大,是否符合WMO的建议,迄今还未有明确的数据。这影响了我们对测风资料误差的判别和处理及对不同类型风杯风速传感器的合理选用。为了解决这一课题,我们用实验方法测定     

建筑空调瞬时负荷控制模型

根据本地区夏季气温、太阳辐射强度等气象参数，提出建筑空调瞬时负荷控制模型。对本地区气象参数归纳为两个地区气象专用值：地区气象常数Ｃｋ和地区气象专用温度ｔ０。应用该模型与我国常用的分析计算方法进行比较，两者计算结果基本一致。该模型可提供在我国不同地区利用当地气象参数，计算、控制建筑空调的瞬时负荷。     

聚类分析方法识别水下目标

水下目标的固有振动频率与其本身的材料参数密切相关。如能从测得的目标共振频率反演目标材料参数，结合某些先验知识，便可对目标的某些物理属性作出判断，实现或有助于实现水下目标识别。Ｂａｔａｒｄ等人研究了柱形目标中声速与其固有振动频率间的关系。本文分析并简化了这种关系，然后应用模态识别中的动态聚类方法，由目标共振频率反演目标材料参数，所得结果与实际材料参数符合较好。     

动态基准实时测量系统的开发与应用

介绍了动态基准实时测量系统的硬件组成、站点上全站仪棱镜组合安装与检测方法、系统软件的开发及特点，最后对系统在广州地铁某地铁站结构变形自动监测中的应用情况进行了阐述。通过实际应用表明该系统能应用在自动化、高精度的变形监测领域。     

ARM和FPGA在水声浮标数据采集存储中的应用

介绍了ARM(advanced RISC machines,英国电子公司)和FPGA(可编程逻辑阵列)在水声浮标(文中简称新型浮标)数据采集存储中的应用。利用FPGA丰富的硬件资源实现新型浮标系统多通道同步采样,并在ARM模块中移植Windows FAT32文件系统,嵌入USB底层驱动,实现采集数据的高速存储。描述了系统设计与实现,并对该数据采集存储系统进行了通道隔离度、动态范围、系统自噪声和功耗等指标测试。实验结果表明,该系统通道隔离度90d B(参考1V);动态范围≥110d B(参考1V);系统自噪声≤40d B(参考1 n V);系统总功耗为4.2 W。     

CZT1-2型船载拖曳式多参数剖面测量系统走航测量性能检验及测量数据海上比测

船载拖曳式多参数剖面测量系统是测量温度、深度、浊度、溶解氧、p H和叶绿素等多种海洋环境要素,提供海洋环境信息的重要观测设备。通过对2011年8月在渤海开展的CZT1-2型船载拖曳式多参数剖面测量系统比测试验,研究了该国产设备在渤海海区的适用效果。结果表明,传感器定点比测试验中,温度、盐度等数据的相关系数较好,而硝酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐和氨氮等营养盐的相对误差较大。在海试试验中,船载拖曳式多参数剖面测量系统经过了8 h试验,完成了预期的试验项目,拖体系统(含传感器)和甲板单元工作正常,具有良好的可靠性和环境适应性。本次海上比测试验为船载拖曳式多参数剖面测量系统进行改善、优化提供依据,为其产业化打下坚实的基础,并对海上试验提出了相应的改进建议。     

基于“彩虹4”无人机海洋监测平台的设计与验证

针对海洋监测中轻小型无人机抗风能力差、大范围动态监测能力不足的问题,本文以彩虹-4型中空长航时无人机为平台进行了载荷安装、电气接口及电磁兼容性设计,实现了光电吊舱、对海雷达、AIS多任务载荷的优化集成,通过开展远距离无人机通信、载荷数据与位姿信息实时同步回传、数据处理等关键技术研究,形成了一套完整的海洋监测平台软硬件系统。最后经过长时间的地面测试并在海南三亚市东部海域开展远距离飞行试验,依据应用场景及作业的紧迫程度,探索了海岛礁成图等常规监测和海上船只目标应急监测应用模式,验证了平台设计指标,其中平台续航能力优于22h,作业通讯距离达到2 300 km,在无控条件下可见光、红外、SAR成像精度分别为15.35 m、21.09 m、6.30 m。结果表明,该平台能够满足海洋监测技术要求,具有实际应用价值。     

HY-1卫星CCD遥感器海岸带动态监测应用示范系统开发

2002年5月15日，中国成功地发射了第一颗海洋探测卫星——HY-1卫星。该卫星有效载荷中的CCD相机可以获得海陆相互作用区域的高分辨率图像，是我国海岸带地区进行遥感动态监测的一种有效而经济的手段。针对该遥感器建设的海岸带动态监测应用示范系统是国家卫星海洋应用中心HY-1卫星地面应用系统建设的一部分，现已初步投入业务运行。论述了该系统的设计与开发，并通过个例实验验证了该系统的可操作性和实用性，探索了HY-1卫星CCD遥感信息在海岸带监测中的应用潜力，也为类似系统开发起到了示范作用。     

轻型海洋静力触探系统在黄河水下三角洲的应用

轻型海洋静力触探系统是适合于海上作业的电测式原位测试系统,它通过传感器可以同步测量锥端阻力、侧壁摩擦力及孔隙水压力等3项指标,从而推算海底土力学参数。使用轻型海洋静力触探系统在黄河水下三角洲浅水区域进行了地质勘察,勘察结果表明：该系统运行稳定,操作简单,测试结果可靠,成果可以在海底土层结构划分、地基土承载力计算和土体液化判别等方面进行应用,从而避免了常规地质钻探取芯对样品扰动造成测试结果失真的问题,该项原位测试技术可以在海洋工程或油气开发中得到广泛的应用。     

基于LabVIEW的自升沉式潜标模拟测试系统设计

自升沉式潜标正式布放使用前应进行大量的测试试验工作。为了能够在岸边或实验室对潜标的各项性能进行验证和调试工作,开发了基于LabVIEW的潜标模拟测试系统。该系统充分利用虚拟仪器的特点,采用模块化编程技术,利用软件模拟潜标在水下的各种运动状态及传感器感应的测量参数变化,或通过对现场测量数据的回放查找分析潜标系统本身存在的缺陷,实现潜标不下水或少下水就可以进行全面测试的目的。实验结果表明,利用模拟测试系统可以进行固定值、极值和连续变化值模拟,能够缩短设备开发周期,优化系统控制方案,对提高产品质量具有非常重要的作用。     

数据融合在水下高速弹道测试中的应用研究

介绍了数据融合技术的基本概念及工作原理,并以某型水雷高速弹道测试系统中 2 台捷联惯性测量装置的数据为例,提出了加权平均数据融合法在水下弹道测试中的应用。对某型高速弹道测试系统中的多源数据进行了融合与分析,结果表明：该数据融合方法可有效平滑数据,减小数据间断或跳变等不良影响, 提高多信源、大时空覆盖范围的弹道测量数据的可信度。     

多波束测深声呐成像仿真及作用距离分析

AUV 等无人装备研制过程中如何选择合适的多波束测深系统以满足特定作业场景需求是工程技术人员关心的问题之一。从多波束测深声呐系统与 AUV 等无人系统的匹配角度出发，采用混响背景下的主动声呐方程建立了不同工作频率多波束作用距离计算评估方法，对 100 kHz~500 kHz 的多波束测深声呐作用距离进行了计算对比。在此基础上，采用线性调频、FFT 波束形成、脉冲压缩、样条插值扩充目标角度、Rife 算法优化角度估计技术，建立了多波束测深声呐的成像仿真方法，并通过直线地形、台阶地形对多波束测深声呐的成像特点和测深分辨率进行了分析。主要结论：1）建立了一种多波束作用距离评估的方法，可用于指导无人装备用多波束测深声呐频率参数的选型；2）建立的多波束测深声呐仿真办法可以帮助工程技术人员更直观地理解多波束测深声呐的成像特点；3）通过仿真分析了 CW 信号与线性调频信号下的距离分辨率，可用于指导波束测深作业时的高度、信号参数设置。     

基于缩减变量卡尔曼滤波的结构损伤诊断研究

在系统载荷未知的条件下，应用缩减变量卡尔曼滤波(REKF)法估计结构的动态物理参数，并对结构进行损伤诊断。系统仿真算例表明，REKF法有较强的抗白噪声干扰能力，识别精度较高，因此，可用于剪切型结构的损伤定位与估计。     

基于SINS/DGPS的捷联式航空重力矢量测量

国防科学技术大学研制成功了我国首套具有自主知识产权的捷联式航空重力测量系统SGA-WZ01。该重力测量系统由捷联式惯性导航系统(SINS)和差分全球定位系统(DGPS)组成。2012年4~5月,在南海某海域进行了飞行试验以测试这一新型重力仪的精度。描述了该系统的构成和数据处理过程,在数据处理中应用了全球重力场模型对重力测量结果进行校正。试验结果表明,该系统不仅可用于重力标量测量,还可用于矢量测量。重复测线的数据表明了该系统测得的重力异常的重复性可达到1.5m Gal,经过全球重力场模型校正之后北向分量的重复性为7.46m Gal,东向分量的重复性为4.46m Gal。