声学测波仪的研制

本文介绍了我所为航保部研制的ＳＢＡ３－２－１声学测波仪概况，重点介绍该仪器的如下特点：１．利用单片机完成数据采集及存贮。存贮量大。２．发射机采用ＶＭＯＳ功率管，工作稳定可靠，接收机采用收发专用芯片，提高了接收灵灵敏３．由３８６微机管理主机完成波浪特征值的计算，存盘及打印报表，并能实时显示波浪曲线。     

基于波面起伏相关性估计海浪波长的新方法

提出了一种实验室波长估计的新方法。在实验室中,使用同步测量的多个测波仪采集波面起伏数据,并根据不同测波仪数据的相关性,计算通过两个测波仪的波浪传播速度,并由此计算波浪波长,计算结果与传统的根据频散关系计算波长对比。分析结果表明:这种新的方法比原有的根据频散关系计算波长更为合理。同时,针对该方法分辨率较低的不足,本文提出了一种新的测波仪数据的插值方法。通过分析实验数据表明:这种新的插值方法有效地提高原有方法的波长计算精度。通过测波仪数据相关性及插值方法配合,该方法可以更合理计算海浪波长。     

CB型垂线测波仪

随着海浪理论研究的深入,水气交换、海岸工程及室内精密波浪实验测量都需要有一种精度高、频响宽、稳定性好和使用方便的测量仪器。中国科学院海洋研究所研制的CB型垂线测波仪满足了上述要求。1983年12月13日—14日在天津市举办的配联CB型垂线测波仪的SCF型微处理机数据采集分析装置鉴定会上。与会代表认为,CB型垂线测波仪精度高、动态范围大、稳定性能好,适用于近海、内河、湖泊等现场测量及实验室波浪测量。     

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.     

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。     

SBF1—1型近海遥测波浪仪简介

应用浮标测量海洋波浪是近十几年来国外广泛采用的测波手段之一。SBF1—1型近海遥测波浪仪即是一种定点的具有弹性系留系统的遥测波浪浮标。它主要适用于沿海台站、港口码头及海上石油平台等处测量波浪的波高和周期。浮标通过天线连续发射波浪信号,岸站接收系统可连续或定时接收记录。     

声学测波仪在ZQA1—1型海洋站自动观测系统中的应用

在 ZQA1-1型海洋站自动观测系统中(简称系统),应用计算机软件配合声学测波仪进行波浪测量,提高了测波的可靠性。图1为系统中测波部分方框图。图中实线部分是声学测波仪电路框图,虚线部分为应系统测波要求而增加的。当开关 K 处于②的位置时,声学测波仪恢复原态,可以独立进行     

海面油膜厚度测量装置

苏联的“1029006”号专利详细介绍了一种海面(水库等水体表面)石油污染薄膜厚度的测量装置。它的主要工作部件是波浪参数测定仪,该仪器布设于水下,并连续向海面发射探测脉冲。利用声学原理,根据从油膜界面和海水界面反射回测波仪的信号到达时差,参考测量现场盐度,温度,压力的真实值来计算油膜厚度。为克服以往油膜测量精度不高的缺陷,本专利所介绍的测量装置将测波仪,控制信号形成器,超声脉冲发生器,水声天线接受一发射部件,信号记录和数字处理部件串联在一起,信号记录和数字处理部件的     

一种由微机控制的波浪数据采集系统

该波浪数据采集系统应用重力测波仪作传感器,由IBM—PC/XT微型计算机控制,将模拟信号经过A/D转换器进行波浪数据采集。采集到的数据按设计格式存入软盘,以便用处理程序进行统计和谱分析。本系统的数据采集程序在1987年9—11月西太平洋热带海域考察中得到应用,取得了较好的效果。     

一种新型便携式旋桨流速仪

介绍了一种新型BH-1型便携式旋桨流速仪,主要由自主研制的流速传感器、手持式主机及微机数据回放处理软件三部分组成.其传感器采用独特的导流筒和导流罩结构设计,增加了系统的抗干扰能力,有效提高了测量准确性.应用单片机技术实现了数据的实时检测与处理,多路存储以及瞬时测量流量功能.通过静态试验标定,表明该流速仪测量范围(0.04～4)m/s,非线性误差为0.874%.该流速仪结构新颖、使用轻巧方便、稳定可靠,已广泛应用于国家海洋局对陆源入海排污口排污监测和海洋环境管理工作中.     

〈恩迪柯〉1156遥控测波仪

最近,我院首次从美国恩迪柯公司进口了一套1156遥控测波仪。货已到,待验收消化后即可正式投入使用。1156测波仪是原956测波仪的改进型,它以遥测浮标内的加速度计为传感器,是目前世界上最先进的测波系统之一。该系统使用甚为方便,不仅适用于测量近岸沿海波浪,也适用于远海测波,是当前交通、海洋、石油勘探和航海事业中一种较为理想的测波仪器。它的引进增加了我院现场测波研究工作的手段。 1156测波仪除了能如同956那样测取波浪的波高、波周期和波向外,如若配置一些部件,尚能进行风、气压、水温和气温等要素的测量。     

基于MEMS加速度计空投浮标的波浪测量方法试验研究

针对基于MEMS加速度传感器的空投波浪浮标存在采样频率与测波精度低的问题,根据频域衰减积分算法,提出一种相应的波浪测量算法,为了验证该算法测波的准确性,开展了多功能水槽试验研究。该算法旨在将MEMS加速度传感器输出的加速度与姿态角转化为浮标运动的波形,首先将加速度与姿态角信号进行竖向处理获得竖直方向的加速度,再利用离散傅里叶变换将竖向加速度转化为频域内的加速度复数序列,然后引入控制函数减弱低频噪声,经过频域积分、离散傅里叶逆变换、时域积分获得竖直方向的位移,最后通过后处理得到最终的波形。多功能水槽试验采取10中不同波高和周期的工况,对比空投波浪测量浮标与波高仪的测量结果,试验结果表明,浮标的测量误差在10%以内,达到测波标准。     

波浪测量分析仪的研制

波浪测量分析仪是根据浅海波浪观测与分析的需要而研制的测量分析系统。采用超声和压力两种传感器进行同步观测。分别适用于中、小浪和大浪的测量,波高最大量程为20m。 应用微处理单板机控制数据采集和进行数据处理,可以提供实时数据和资料,还可在储存数据的基础上用微处理机进行谱分析。     

Morse-3型S波段测波雷达比对试验结果分析

为了评价Morse-3型S波段测波雷达试验数据的有效性和实际观测效果,在遮浪岛附近以MKⅢ型波浪骑士浮标作为比对仪器进行试验.比对结果显示,所有参数的测量结果均略高于比对仪器的测量结果,且两者的相关性较好,平均波高和对应波周期测量结果最好.波高数据相关系数为0.936,误差介于(-0.1～0.1)m和(-0.2～0.2)m的概率分别为58.59％和99.38％;波周期误差介于(-1.5～1.5)s的概率为64.18％,误差标准偏差为0.50 s.     

MARK-ⅢCTD(HP-85)数据采集系统的改进

MARK-ⅢCTD数据采集系统经改进后能与MX-1102卫星定位仪、IBM—PC/XT微机联机,它除了保持原系统的功能外,还能够采集站位水深等数据和记录CTD探头进水过程;采集的数据及时储存在IBM-PC/XT磁盘,采样率达10％;操作简便,克服了采集到HP-85微机内存的数据易丢失和现场测量压力传感器零点难以准确等缺点。IBM-FC/XT的数据供脱机绘“垂直分布图”、“温-盐关系图”和计算十要素“标准层”等预处理采用;数据处理规格化,对发挥该系统性能、标准层处理和数据后处理都比较有效。经多年的应用表明,有推广价值。     

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…     

YZ-l型遥控遥测波浪仪

可以连续进行波浪测量的仪器被通称为“自记波浪仪”。按其测量讯号的传输方式划分,可分为有线传输型自记波浪仪和无线传输型自记波浪仪两类。 使用无线传输型自记波浪仪进行海上波浪测量,具有便于取得大风天气下的波浪资料、可长时间(几天或几十天)在离岸较远的海上连续进行波浪测量和节省调查费用等优点。笔     

基于多传感器融合的波浪谱数据获取与传输方法研究

波浪谱分析是研究随机波浪、构建波浪模型、计算海浪要素的主要方法,也是海洋工程设计、波浪能应用研究等的重要依据。目前对于现场波浪数据的获取仅局限于波浪特征参数和部分频段数据,为了获取准确有效的波浪谱信息,提出微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)和全球定位系统(Global Positioning System,GPS)测波传感器相结合的波浪谱数据获取方法以及利用北斗短报文数据传输的通信方式。综合考虑波浪谱数据特点和北斗短报文通信能力,波浪谱数据选用半精度数据类型编码并设计了相应的数据传输格式。现场海试结果表明该方法对于全波谱数据计算和传输较为准确,有效波高、峰值周期、平均波向和方向扩展的准确率相比于单独GPS传感器计算结果分别提升了12.5%(0.1m)、5%(0.2s)、8%(13°)和13%(8°),为海浪观测资料获取提供了新方法和新思路,可以进一步满足海洋多要素研究和对完整频谱分析的实际应用需求。     

基于海洋监测设备水动力试验的波浪测量系统研制

针对传统分布式波浪测量系统缺乏总体监控管理、采集同步性不高的问题,研制一种新型分布式波浪测量系统。系统由多个前端数据采集器和数据监控管理服务器组成。系统完成上电加载后,数据监控管理服务器首先对前端数据采集器的时间同步。数据采集器对采集进行精确定时、触发和同步控制,从而同步采集多通道数据。数据监控管理服务器实现对波高、周期数据的实时监控、统计分析、存储、查询和下载。多组不同工况比对试验表明,新型波浪测量系统不仅对试验数据具有较好的监控管理能力,且测量准确,具有较好的应用前景。     

GNSS漂流浮标实时在线波浪测量技术及其软件实现

波浪是一种重要且复杂的海洋水文要素,对海浪进行稳定、长期、有效的监测具有重要意义。针对传统波浪观测设备价格昂贵、实时性差的问题,本文研究了基于全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）载波相位历元差分算法的漂流浮标实时在线波浪测量技术及其实现方法,包括硬件选型及组成、实时在线软件的设计思路和工作原理。通过比较分析近海及远海试验的实时回传测波结果,验证了GNSS漂流浮标实时在线波浪测量技术及其软件的可行性和精确性。在近海试验中,对比2套测试浮标实时回传结果与Datawell DWR-G4浮标事后导出结果,表明两者有效波高差值的均方根（Root Mean Square, RMS）分别为6 cm和4 cm,优于主流测波浮标产品技术指标（0.1 m+5%H,H为波高）,两者平均周期差异RMS分别为0.48 s和0.49 s,要素反演性能良好。在远海试验中,4套测试浮标实时回传的有效波高和平均周期结果与再分析产品呈现出较高的一致性。