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。     

1PPS时间同步对多波束测深质量的影响

时间同步误差是多波束测量的一个重要误差源.因此,在进行多波束海底地形测量时,一般都利用GPS的1PPS信号来实现精确的时间同步.介绍了1PPS信号,分析了多波束测深系统的时间同步原理,以及在没有1PPS同步的情况下,后处理时应注意的事项.最后对野外资料采集提出了相应的建议.     

无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术

为提高水陆一体化测量系统的作业精度和性能,开展无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术研究。借助仿真分析手段,对艇型及设备布置进行优化研究,并开展多传感器集成、时间同步、盲区无缝和实时拼接技术研究,设计并集成了无人艇载水陆一体化测量系统。实验表明,无人艇载水陆一体化测量系统获得的水上水下数据的平均垂直误差为0.12m。所提出的无人艇载水陆一体化测量系统集成优化技术是可行的,可为测绘艇和水陆一体化测量系统集成提供理论依据。     

基于北斗卫星的海洋调查测量系统时统技术

海洋调查测量船上各作业设备间缺少统一的时间基准,极大影响了调查测量作业成果质量。针对这一问题,根据北斗系统授时原理,利用网络时间同步协议设计了适用于海洋调查测量系统的时间同步系统,实现了所有调查测量设备时间的统一。实际试验结果表明,该同步系统性能可靠、对保证调查测量数据质量起到关键作用。     

感应耦合技术在海洋声学同步测量中的应用

海洋声场环境研究需要对不同深度的海洋声学环境要素进行同步测量,而感应耦合数据传输技术可实现多个单通道水声测量仪之间的同步采集和记录。文中阐述了感应耦合数据传输技术的特点及其在海洋声学环境同步测量中的应用,介绍了一种利用感应耦合数据传输技术实现数据同步测量的声学浮标系统,详细描述了系统的方案设计、结构组成及感应耦合部分的关键技术。实验水池测试表明,该系统工作稳定可靠,数据同步性好,具有良好的应用前景。     

动态测量系统中时间同步问题研究与实践

多传感器动态测量系统中时间严格同步是实现系统实时、准确获取空间目标位置、姿态等信息的关键。围绕解决传感器间数据同步问题,提出针对两台计算机的时间同步方案,制定传感器数据采集方案,提出相应的数据内插算法。综合测试结果表明,提出的方案及算法成功地解决了多传感器动态测量系统中的时间同步问题,系统综合测试精度优于0．05mm,远远高于0．465mm的设计指标。     

船载多传感器综合测量系统点云实时显示技术

船载多传感器综合测量系统集成了三维激光扫描仪、多波束测深仪、GNSS、IMU、传感器稳定平台等传感器,采用非接触式的测量方式同步获取水上水下地形,在海岸带和海岛礁测绘中有巨大的应用价值。由于测量瞬时数据量大,系统点云实时显示是采集软件的重要组成部分。在有效地控制时间同步的前提下,优化数据融合效率,采用VTK(visualization toolkit)技术实现了海岸线上下一体化点云实时显示,有效地提高了系统的信息挖掘能力和现场决策支持能力,最终实现了水上水下一体化测量。     

海洋磁力测量地磁日变改正中的时差计算方法

为了消除或减小地磁日变化对海洋磁力测量的影响,提出采用同步比对法和相关分析法计算两日变站间地磁日变化的时差。分析表明:同步比对法和相关分析法得到的时差更能真实反映两站间的时间变化,建议在海洋磁力测量多站地磁日变改正时差计算中采用。     

利用GPS导航信号进行水下地形测量的时间同步

介绍了应用GPS接收机输出的导航信号用于水下地形测量时间同步的原理，并分别讨论了用于模拟测深仪、数字化／模拟测深仪和数字测深仪的同步方法。     

GPS输出的NMEA 0183信号的时间特性分析

为判断GPS接收机输出的NMEA0183信号是否可作为水下地形测量的同步信号，对多种CPS接收机输出的NMEA0183信号的时间特性进行了测试与分析。     

基于NS2的TCPW性能改进算法研究

TCP Westwood(TCPW)和Vegas都是基于测量的TCP New-Reno增强算法。TCPW针对ACK流直接估算可用带宽,在慢启动和线性递增部分依然采用传统Reno的盲目递增的机制,导致发送端较为频繁的重传。对这几种算法原理进行分析阐述,并提出1种改进方法,更精确的测量估计带宽,通过网络仿真工具NS2进行验证,明显去除TCP全局同步现象,增强网络性能。     

利用线性调频脉冲进行帧同步的方法及性能

针对水声信道的特点,提出了一种利用具有大的时宽带宽积的线性调频信号作为帧同步信号的方法。该方法首先在接收端进行滑动时频分析,从而实现线性调频信号的检测及粗同步,再进一步利用拷贝相关处理来实现细同步。计算机仿真和海上试验结果均表明,该方法能够在多途干扰下有效地实现同步。     

Wave synchronizing crane control during water entry in offshore moonpool operations - experimental results

A new strategy for active control in heavy-lift offshore crane operations is suggested by introducing a new concept referred to as wave synchronization. Wave synchronization reduces the hydrodynamic forces by minimizing variations in the relative vertical velocity between payload and water using a wave-amplitude measurement. Wave synchronization is combined with conventional active heave compensation to obtain accurate control. Experimental results using a scale model of a semi-submerged vessel with a moonpool shows that wave synchronization leads to significant improvements in performance. Depending on the sea state and payload, the results indicate that the reduction in the standard deviation of the wire tension may be up to 50%.     

GIS在海洋气象服务中的应用

海洋经济的发展越来越离不开海洋气象服务,随着GIS、Web服务等计算机和船舶通讯技术的发展,海洋气象服务正面临着新的机遇,以GIS为支撑的海洋气象信息库的建立变得日益现实,它的出现不仅有助于人们直观理解和分析大气海洋环境特征的分布情况,克服目前我国海洋气象服务的种种困难,而且必将有助于揭示海区气象环境的变化规律,增强目前海洋气象灾害的监测能力,提高海洋天气预报的水平。     

基于自动跟踪技术检测GNSS动态测量精度方法

提出一种基于TDA5005高精度全站仪对GNSS定位设备进行自动跟踪测量,通过自动控制、时间同步、姿态改正、空间基准统一等步骤,实现对动态环境下GNSS设备单历元定位精度进行检测。设备检测既可在海上也可在陆地上进行,自动化程度高,操作简便,以期对GNSS的应用有一定的指导和借鉴意义。     

珠江口磨刀门灯笼山断面枯季输沙关系分析

在分析磨刀门河口潮汐、水流、泥沙特性的基础上,结合2001年枯季口内灯笼山断面流量、输沙率同步实测过程线,对该断面的逐时输沙关系进行回归分析,发现无论涨潮阶段还是落潮阶段,其相关性均很高.同时通过单宽输沙量分解,对磨刀门悬沙输移主要因素进行分析,结果表明磨刀门在枯季期间以悬沙输移优势流贡献为主,悬沙向海输运.     

Acoustic telemetry system for underwater control

Underwater acoustic communication in the multipath environment encountered in shallow water is restricted mostly by signal fading. It degrades the signal detection and time synchronization required for reliable acoustic communication. An approach to time synchronization and to the frequency diversity method is presented. A communication algorithm for obtaining a reliable acoustic underwater link, and offering an easy-to-implement decoding scheme is introduced, and system realization is described