水下自航行观测平台开放式同步实时测量系统设计与实现

针对多传感器测量系统中存在的同步、实时测量不容易实现的问题,提出了解决方案。基于开放式、面向任务、模块化设计思想,设计并实现了实时数据采集系统的硬件结构和软件系统。研究并实现了基于I2C总线的多路传感器控制系统,描述了开放式应用控制协议的设计。介绍了主控制器端和传感器控制端软件结构及其实现。实现了多传感器测量任务并发执行,保证了各个传感器测量数据的实时性和有效性。     

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。     

某型寻北仪系统软件任务调度策略

分析了某型寻北仪系统的硬件特点及相应的软件要求,限于寻北仪的单任务操作系统,需要一种任务调度策略来实现多任务实时性。基于此,对常规的RM调度和EDF调度策略进行了分析研究,设计实现了一种在寻北仪的单任务弱实时操作系统下,可以进行多任务动态实时调度的策略。该策略结合RM和EDF两种方法的特点,既考虑到任务的频度,又兼顾任务的重要程度,寻北仪工程样机证明了该方法的合理性、有效性。     

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。     

多测量装置水质监测仪器集成控制系统开发

介绍了一种具有多个测量装置的水质监测仪器集成控制系统的开发设计方案。该设计方案针对5套功能相似但相互独立的水质测量装置,以嵌入式系统为控制核心,灵活运用Modbus RTU通信协议及RS485总线,并自主开发通信协议,实现控制核心与触摸屏、PC机以及5套测量装置的通信连接;进而采用多任务的处理架构,对上述外围设备操作任务进行分时处理,最终成功将5套测量装置集成为一台水质监测仪器,并支持PC机和触摸屏双终端进行显示和控制。实际应用效果表明,该设计方案稳定、可靠。     

海洋调查测量信息系统(二):应用软件

针对调查测量任务、数据管理和人机交互操作的需求,设计了由系统管理模块、调测管理模块和辅助功能模块组成的应用软件,为调查测量信息系统提供了软件支撑,实现了系统配置管理、调查测量任务规划和作业指挥控制、调查测量信息的显示存储和设备实时监控,有效提升了调查测量船数据信息综合管理和测量作业的集成化、自动化水平。     

光纤化学传感器及其在海水有机物监测中的应用

光纤化学传感器以其优良的抗电磁干扰性、耐久性以及多功能性而倍受重视。本文在简单介绍光纤化学传感器的原理和应用的基础上,重点介绍了中红外光纤化学传感器在２～２０μｍ这一光谱范围内使用的若干成就。论述了基于该传感器的测量系统对海洋有机污染物实现实时、现场连续监测的重要意义     

海洋水文气象数据实时传输系统的设计与实现

针对目前我国海洋调查测量中水文气象数据传输实时性不强的现状,采用我国自主研发的"北斗"卫星导航系统作为无线信道单元,根据水文气象调查设备现状和调查模式,分别在指挥中心和测量终端搭建硬件平台,并研制专用测控软件,设计研制了海洋水文气象数据实时传输监控系统,实现了实时水文气象数据传输及指令交互,达到了提高调查测量数据的质量和调查测量作业效率的目的,为构建突击性强、反应迅速的海洋环境保障作业及实现高效率应急机动测量提供了有效技术手段。该系统的应用对水文气象调查数据的实时高效传输及实时调整调查测量计划任务都具有战略性的意义。     

基于LabVIEW 水下温盐深数据采集程序一体化设计

温盐深数据在海洋观测、海洋资源开发、国防军事领域都发挥着重要作用, 为研究海洋过程、开发海洋资源、保护海洋生态等重要领域提供基础水质数据。为实现温盐深传感器中各类数据的实时采集、实时显示和数据储存等功能, 本文基于LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering） 软件, USB 数据采集卡、温度传感器、压力传感器、电导率传感器、计算机等硬件, 通过设计采集程序, 实现各类传感器与计算机的通信交互, 最终完成基于LabVIEW 水下温盐深数据采集程序一体化设计。经过多次测试验证, 该程序具有性能稳定、通用性强等特点, 同时在测量精度方面, 温度和深度数据与实际测量数据基本一致, 盐度数据平均误差为2.33%, 基本满足设备要求, 为水下温盐深数据采集提供新的思路。     

X波段导航雷达浪高实时测量研究

针对舰船对浪高实时测量的需要,提出了基于X波段导航雷达浪高实时测量的方案。介绍X波段导航雷达浪高测量原理,建立基于X波段导航雷达浪高实时测量的数学模型。通过某海域实测采集的雷达图像,经过数学模型反演得出浪高实时数据,并与采用浮标传感器实时测量的浪高数据进行对比,发现X波段导航雷达与浮标传感器测得的浪高数据有近一致的线性关系,标准差也较小。从一定程度上为舰船浪高测量提供一种可行性方法。