ARGO浮标海上比测试验研究

通过海上比测试验,对新研制的ARGO浮标的工作稳定性、各传感器计量性能的准确性进行全面客观的评价.采用经过计量检定过的SBE911plus温盐深剖面测量系统及中国ARGO数据库中其它ARGO浮标的相关数据作为参比,得出比测试验结果.分析数据得出结论:被测ARGO浮标与作为参比仪器的SBE911plusCTD所测数据具有良好的一致性,不同仪器间温度和盐度测量结果的相关度均在0.9以上,其中温度误差在-2.5℃～1.5℃之间,盐度误差在-0.15～0.4范围内.对于产生误差的原因进行了分析和总结,总体上得出结论:被测ARGO浮标的工作性能稳定,传感器计量性能准确可靠.     

海洋资料浮标的资料有效接收率问题研究

一、我国海洋资料浮标的现状及问题的提出海洋资料浮标由于它具有无人管理、长期、定点、连续观测、实时传输、资料可靠及费用低等一系列优点,毫无疑问,它作为一种新型的海洋环境监测设备正日益受到我国海洋界的重视。随着我们国家浮标研制工作的迅速开展,海洋资料浮标网的建成,如何定义海洋资料浮标的资料有效接收率、船和浮标观测数据的比对方法以及比对数据的处理;根据海洋资料浮标的资料有效接收率、船和浮标比对的结果评价海洋资料浮标的工作性能等问题便提到议事日程上来。本文想就海洋资料浮标的资料有效接收率的有关问题提出来与大家商讨。     

应用于海洋物性监测仪的小型浮标水动力分析

为验证研制的国产气象水文传感器的性能,设计了直径3 m的圆盘式小型浮标,拟搭载所有传感器在2000 m以深海域开展应用试验。统计了试验海域的有义波高、波浪周期、最大风速和表层流速等环境参数,计算了浮标的质量、重心、吃水、受力投影面积和惯性矩等设计参数。以三维势流理论和波浪辐射-绕射理论为基础,使用AQWA软件在频域内对浮标进行水动力计算,仿真了浮标工作时所受的一阶波浪力、附加质量、附加阻尼和运动幅值响应因子,通过仿真结果对浮标设计方案进行优化,优化后的浮标计算结果随波浪频率变化平缓,幅值合理且无激增点,表明该浮标与工作海域内的波浪没有发生明显谐振,对环境载荷有足够的承受能力,方案可用于浮标研制。     

浮标实时资料转发和定位技术的评价和优选

一、问题的提出布放浮标的目的是为了获取海上的环境资料,在获取的资料中分实时和非实时两种。实时资料经无线通讯转发可及时用于海洋和天气要素的预报业务,因此浮标资料实时接收的情况是衡量浮标通讯技术和系统运行效益的硬指标。“七·五”期间,我国三种标型的研制工作全面铺开,又引进了数套MAREX浮标,从Ⅱ型大浮标、国产小浮标和进口     

一种新型多功能海洋浮标

介绍一种多功能海洋考察与观测用浮标的结构、性能。浮标带有短波无线电遥控和数据传输功能、可外挂多种传感器;该浮标采用小水线结构,在较高海况下,具有较好的安定性。浮标配置了差分型全球定位（DGPS）接收机和短波电台,可对浮标的位置和工作状况实施实时监测,对浮标的工作程式实时遥控并进行必要的数据传输。浮标电子舱内具有大容量多通道数据采集记录系统,DGPS的lpps（1 pulse per second）信号被用于多浮标数据采集的精确同步。浮标可用于海洋监测、考察;也可用于水下目标高精度大地坐标测量等海洋工程。     

基于GPS的测高浮标的设计、研制与测试

卫星高度计在海洋中的广泛应用,离不开准确的定标工作。高度计海面高度定标主要采用验潮仪法和全球定位系统(Global Positioning System,GPS)浮标法。文中详细介绍了GPS浮标的研制工作,分别对可用于高度计海面高度定标使用的GPS浮标的性能要求、设计、数值模拟计算做了详细研究,采用数值模拟的方法对研制后浮标的性能进行了评价,数值模拟结果表明研制的浮标可以满足海上试验的要求。最后结合GPS浮标测高验证试验,对研制的GPS浮标的测高精度进行了验证,结果表明研制的GPS浮标精度能够满足高度计海面高度定标的要求。     

摆式、液浮式和捷联式磁通门罗盘及其静动态使用精确度

本文首先以本公司按照美国军标要求(0.4°)研制的航空磁通阀为例说明摆式磁通门定向传感器的静态精度已经达到0·2°水平。进而通过原理分析和国内外各种结构线路对比,提出了研制达到或超过美国869型固态罗盘精度(校准后1°)的国产摆式二轴磁通门罗盘的综合措施,介绍了本公司为波浪轨迹浮标研制的 FQG—1型传感器的结构性能,接着探讨了美国136M 型海流计应用的液浮式磁通门罗盘的误差因素,并指出了保持其简易性和微型化而又加以精化的途径;最后从评述摆式和液浮式罗盘动态性能入手,阐明采用捷维式智能罗盘对提高海洋浮标等运动载体使用精度的的重要意义和这种先进技术至今不能应用到海洋仪器领域的原因,并介绍了本公司的海洋数据遥测浮标研制的 FQCX—1方位倾斜测量系统的原理、构成、性能、安装校正方法以及浮标装备效果。     

海洋垂直剖面水温实时监测浮标系统研制与应用

为了实时、连续地监测獐子岛海洋牧场养殖区域不同深度的温度状况,为海洋牧场构建和运行提供数据支持,项目组自行研制了海洋垂直剖面水温实时监测浮标系统,可以在水深≤50 m、风速≤60m/s、波高≤15 m的环境下应用。该浮标系统主要包括水面浮标载体子系统和剖面链观测子系统两部分,浮标载体子系统提供了安全可靠的工作平台;而剖面链子系统上的不同位置挂有多个水下传感器,用于测量相应位置的海水温度。耐压试验、温度标定、室内拷机、现场比测、海上拷机的检定数据表明该系统无渗漏、误差小、数据接收率100%。海上运行18个月的结果同样表明,浮标系统运行稳定,数据采集和接收率高,浮标电压稳定。实践表明该浮标系统具有测温精度高、结构简单、使用方便的优点,具有广泛的应用前景。     

海洋气象探测基地—浮标

浮标是海洋气象探测的前沿阵地和堡垒.文中分别对海洋浮标探测系统、通讯系统以及供电系统做了详细介绍.其中探测系统对常规气象探测传感器的原理和常规水文探测传感器的原理进行介绍;通讯系统介绍了浮标常用的几种通讯方式和各自的优缺点;供电方面介绍了仪器用电限制以及太阳能供电系统结构.从特殊观测环境的角度分析了海洋环境对浮标系统各个部分的特殊要求.最后结合汕尾浮标运行情况,从系统使用和维护的角度,对浮标进一步完善提出建议.     

进一步加强浮标的基础理论研究和实验工作

开展海洋环境数值预报、研制并建设海洋资料遥测浮标已正式列入我国七五计划。为适应我国四化、开发和利用海洋的需要,采取自力为主、并部分引进的办法,以便尽快在七五期间使浮标站(网)初具规模已是当务之急。笔者根据参加部分浮标工作和国内外浮标资料状况,着重提出在建设浮标站(网)的同时,应重视和进一步加强浮标的基础理论研究和实验工作。特别是根据国外已有倾翻的实例和模型水池实验加以介绍和评述,从而为建成具有我国自己特色的浮标站(网),避免和减少不必要的损失提供一些信息,以供有关领导在决策时和具体工作的同志参考。     

关于我国海洋资料浮标工程若干问题的探索

本文通过回顾我国海洋资料浮标（以下简称浮标）的发展情况,以浮标为海洋经济建设服务为宗旨,根据十年来浮标管理工作正反两方面的经验以及外国浮标发展的经验,在我国经济体制和经济增长方式两个转变的前提下,从三个方面探索了浮标事业发展应该注意的问题：１．依靠科技进步,按照价值工程的原则进行设计、研制先进、高效的浮标;２．建立完善浮标研制、管理、资料服务一体化的管理机制;３．浮标只有面向海洋经济建设服务的市场     

Argo剖面浮标压力测量误差问题剖析

部分配置Druck压力传感器的APEX型Argo剖面浮标所观测的压力值存在明显偏差.尽管压力传感器故障的原因已经查明,但目前还没有寻找到一种比较理想的解决方法.文章扼要介绍了压力传感器故障产生的原因.探讨了压力误差校正的办法,以及目前可供选择的措施等.供国内浮标技术研制人员和Argo、CTD用户参考.     

ARGO剖面浮标电导率传感器漂移问题探讨

ARGO剖面浮标在海上长期工作,其携带的电导率传感器漂移会导致测量数据误差,从而影响观测资料的质量。文章利用误差理论和回归分析、曲线拟合等数理统计方法,检测和处理由ARGO剖面浮标电导率传感器漂移所带来的测量误差,并对太平洋、大西洋和印度洋上已经发现有电导率传感器漂移的ARGO资料进行了校正,取得了比较理想的结果。     

近海测波多传感器优化配置模拟与设计研究

研究了测波浮标中GPS传感器和加速度传感器共同作用下对近海测波的影响。介绍了测波浮标数据采集系统的基本框架和硬件设计;为提高测波浮标系统的测量精度,对多传感器进行了优化配置和信息的融合处理,并通过仿真验证了该设计性能的优越性。     

HJF1—1型浮标传感器检定用测量装置

本文从传感器检定时如何保证准确地测量其输出信号的角度出发,分析了过去几年我国检定MAREX浮标传感器工作中在测量方面存在的问题,介绍了为解决这些问题而研制的“HJF1-1型浮标传感器检定用测量装置”的工作原理、基本组成和设计思想,并列举了两个实例比较不同测量、计算方法对检定结果的影响,从而提出了在海洋环境自动监测系统的传感器检定工作中一个值得注意的普遍性问题。     

HFB-1A型海洋遥测浮标资料可靠性问题的探讨

我国自行设计制造的HFB-1A型海洋遥测浮标首创连续工作325天的新记录,为我国研制、使用和管理海洋浮标积累了宝贵经验,能否更好地利用浮标所测得的资料,使它在海洋开发中发挥应有的作用,对资料可靠性问题的研究则显得十分重要,日本林重昭等[2]曾进行过船体自身多点比测工作,探讨船体对观测气温、风速的影响.     

投弃式波流测量传感器浮标体结构分析及伪刚体建模研究

根据投弃式波流测量传感器的功能及应用特点,提出了其浮标体的结构设计要求,并依此给出了所设计浮标体的主体结构。文中描述了所设计的投弃式波流测量传感器浮标体各部分的结构功能,论证了该浮标体在投弃式波流测量方面的结构优势。共研究了所设计的3种不同投弃式波流测量传感器浮标体结构,包括两种采用柔性浮力叶片的浮标体和一种采用刚性浮力叶片的浮标体。根据柔顺机构学理论分别建立了其中两种柔性浮标体的伪刚体模型。对比了刚性浮标体和两种柔性浮标体的伪刚体模型在波浪海流作用下的姿态特点,分析了各浮标体在波高测量时的误差原因,得出了其中C型柔性浮标体具有更好的随波浪和海流运动响应的结论。为更深入地进行投弃式波浪测量传感器浮标体运动学和动力学的相关研究提供了模型基础。     

SZF2-1A型多参数波浪试验浮标波浪要素海上比测试验与初步分析

通过海上比测试验,对新研制的SZF2-1A型多参数波浪试验浮标系统的工作稳定性、波浪传感器测量准确性进行全面客观评价。采用MARKⅡ波浪骑士的测量数据作为参比,结果表明,试验浮标与波浪骑士所测数据具有良好的一致性:两种仪器间最大波高相关系数为0.96,均方根误差为0.33 m,有效波高相关系数为0.99,均方根误差为0.13 m,相对误差为6.0%,平均波高相关系数为0.98,均方根误差为0.088 m,相对误差为6.2%;两种仪器所测有效波高、平均波高对应周期的一致性比较好,相关系数分别达到0.86和0.87;两种仪器所测波向相关系数为0.77。总体上得出结论:试验浮标运行状态稳定,波浪传感器测量准确可靠。     

FZF3-1型海洋资料浮标系统

介绍了我国自行研制的最新一代用于海洋环境监测的大型FZF3—1型海洋资料浮标系统，论述了该系统的总体技术结构、原理和性能，以及应用PC—104微机作为浮标数据采集控制系统的情况。     

基于后处理载波相位差分GPS技术的验潮浮标

GPS验潮原理已经发展成熟。按照潮汐测量工作的自动化、高精度的要求,根据海洋浮标的实际工作环境和海洋浮标设计经验,利用嵌入式技术和系统集成技术研制了浮标数据采集器,利用机械设计技术设计了浮标体,并进行了精度验证试验和应用试验,采用GAMIT软件处理浮标数据。试验结果表明,该GPS浮标的瞬时海面高测量精度和潮汐测量精度均满足精度要求,可以应用于海洋潮汐测量工作。