自持式剖面循环探测漂流浮标水下运动过程实例分析

文章对正在研制中的“自持式剖面循环探测漂流浮标”完成一个剖面测量任务的过程,进行了运动分析和数值计算。数值计算结果与试验数据的对比显示,数值计算结果是可信的,这对了解浮标在水下的运动状态提供直观的帮助,并为浮标的海上试验提供了参考依据。     

“浮星”自持式剖面浮标研究现状及进展

自持式剖面浮标在水中自由沉浮,具有隐秘性好、易投弃、体积小、重量轻、移动速度慢和制造成本低的特点,可用于长期、连续海洋观测及水下安全监视。文中介绍了全球Argo海洋观测网,综述了自持式剖面浮标发展历程及国内外研究现状。针对国产自持式剖面浮标不能满足现代海洋观测的需求,设计了2 000 m以下水深工作的"浮星"自持式剖面浮标,填补了国内空白。"浮星"采用可变体积式浮力调节装置、硼硅玻璃球体作为耐压壳体,可搭载CTD、溶解氧等多种传感器,具有定深悬停、卫星定位和双向通讯等功能。目前,工程样机顺利通过实验室测试、南海海试、西太平洋可靠性测试,实现了4 000 m水深下潜,验证了承压密封、浮力调节、通信控制等多项功能指标及整体可靠性、稳定性,为逐步实现全水深工作奠定基础。     

北斗剖面浮标数据服务系统设计与业务运行

北斗剖面浮标数据服务系统主要由北斗剖面浮标数据自动接收/监视子系统和北斗剖面浮标数据解码、处理及分发共享子系统组成,具备自动、批量、业务化接收国产北斗剖面浮标数据,以及业务化处理和分发浮标数据的能力,为我国主导建设南海或“21 世纪海上丝绸之路”Argo 区域海洋观测网提供了关键技术保障。催生的中国北斗剖面浮标数据服务中心,也为北斗剖面浮标走出国门、参与国际竞争奠定了坚实基础,成为世界上 3 个有能力为全球 Argo 实时海洋观测网提供剖面浮标观测数据服务的国家平台之一。     

我国的海洋剖面探测浮标-COPEX

文章概述了国外Argo浮标的特点及今后的发展状况，重点详细介绍了我国自行研制的COPEX浮标的工作原理、结构设计、通讯、电路原理以及海上实验的情况。通过照片、图表绘出了该仪器的实验数据和实验结果。     

自持式浮标地磁日变站的系统设计

自持式浮标地磁日变站的研究,是以陆用地磁日变站为基础,结合DGPS系统和浮标技术,自行设计开发数据实时采集与传输系统,形成一套可以自动在远海和大洋记录地磁场变化的浮标日变站,从而大大提高海洋地磁调查的精度。     

漂流式波浪浮标及其在西北太平洋的观测应用

波浪观测是海洋观测的主要内容之一,对海浪的现场观测和深入研究对准确预报海浪具有十分重要的意义。本文设计了一种新型漂流式波浪浮标,采用高精度惯性导航模块作为测量元件,同时高频获取三轴加速度、角加速度、欧拉角、地磁数据,通过内置ARM处理器对测量数据进行波浪参数的采集和解算。浮标具有整体体积小、成本低的特点,既可以漂流观测,也可以定点锚系观测,能够实现对海浪的长期、大范围、高精度观测应用。本文通过该漂流式波浪浮标在2019年西北太平洋航次的观测应用,对西北太平洋黑潮延伸体海区和日本海区域海浪的有效波高、周期等波浪要素的时空变化特征进行了详细分析,取得了良好的测量结果。     

基于ARM和北斗通讯的水声浮标技术应用研究

水声浮标是进行海洋声学调查的重要设备,传统的浮标采用基于计算机的数据采集方式和短波通信方式,其可靠性较差。文中介绍了基于ARM的数据采集存储系统和北斗通讯方式的浮标工程技术应用设计方案,结合传统浮标系统对比分析了其系统集成的实用性、先进性、适应性,并提出了进一步的改进措施。     

基于新一代Argos卫星系统的表面漂流浮标设计

介绍了改进的表面漂流浮标的功能、组成和设计过程.该浮标加装了Argos卫星收发器和GPS模块,相比目前的表面漂流浮标,该浮标具有数据传输有效性高,功耗低,采集数据量大,可双向通信等特点.浮标在布放后可通过网络申请对浮标参数进行设置,再由卫星将设置参数发送给浮标:浮标利用GPS模块对其直接定位,且定位精度显著提高.浮标测...     

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。     

浅析SVP使用的表层漂流浮标及在我国的应用现状

漂流浮标日渐在我国受到重视和应用,本文着重介绍ＴＥＣＨＮＣＣＥＡＮ公司生产的测温型拉格郎日浮标构造、原理,数据传输及１９９６年以来在我国数次海洋调查活动中使用漂流浮标的情况。文章还阐明经努力可达到的目的。     

北斗卫星导航系统定位精度分析

为了对北斗卫星导航系统单点定位精度进行分析,考虑到北斗星座中三种异质卫星对应的观测量精度不同,采用加权定位法进行解算,实测结果表明,系统水平定位精度优于5m,高程方向优于10m,东向方向定位精度最高,系统可以满足亚太区域导航需求。     

基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统

为提高我国海洋环境监测技术水平,保障海洋环境信息安全,文章基于我国自主研发的北斗卫星导航系统,设计海洋环境监测系统。研究结果表明:基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统包括北斗海洋环境监测终端和海洋信息综合服务平台2个部分,具有实时定位、实时监测、数据处理、信息预警、电子围栏、数据总览和用户管理7项功能;终端集成微控制单元和传感器等模块,平台包括服务器等硬件和数据处理等软件;经实地部署和严格测试,系统功能和性能均达到设计要求,且安全、稳定、方便和实用。     

现阶段北斗卫星导航系统可用性分析

我国自主研发的北斗卫星导航系统目前已发射9颗卫星,其中投入使用的3颗GEO和3颗IGSO在亚太地区组成了一个"3+3"的星座。研究系统可用性,对北斗卫星导航系统后期建设和改进具有重要意义。通过STK和mathematica对该星座的DOP值和可见星数进行了仿真分析。仿真结果表明,现阶段"3GEO+3IGSO"星座在服务区域内可见性和定位精度较好,具有良好的可用性。     

基于北斗卫星的海洋测量数据传输系统

针对目前我国海洋测量船上测量数据无法实时传输的现状,采用我国自主研发的北斗卫星导航系统为无线信道单元,结合数据压缩及长报文通信协议等技术,设计了基于北斗卫星的海洋测量数据传输系统,解决了海洋测量船上测量数据实时传输的问题。     

北斗系统新入网IGSO卫星服务性能分析

利用2016年6月17日~7月18日期间北斗卫星导航系统IGSO-6卫星相关数据,针对IGSO-6卫星的单星服务性能和对系统的服务性能影响以及新姿态控制模式对轨道确定的影响三个方面进行分析评估。分析结果表明,IGSO-6卫星空间信号用户测距误差为1.85m,卫星钟天稳定度为10-14量级,准确度为10-11量级,天漂移率接近10-13量级;新卫星的加入提升了系统服务性能,不同区域提升程度不同,PDOP最大提升20%左右;新姿态控制模式有助于改善地影期卫星精密轨道确定。     

基于北斗卫星的XBT数据传输系统设计与实现

针对目前我国海洋测量船上投弃式温深仪(expendable bathythermograph,XBT)数据无法实时传输的现状,采用我国自主研发的北斗卫星导航系统为无线通讯单元,结合数据压缩及数据可视化等技术,设计了基于北斗卫星的XBT数据传输系统,顺利实现了XBT数据的实时传输问题并提高了传输效率。     

北斗导航卫星迭代双向卡尔曼滤波定轨

以不同天的广播星历拟合初值结果作为北斗星导航系统(BDS)卫星轨道解算参数初值,分析了状态参数不同初始值对BDS双向卡尔曼滤波定轨结果的影响。针对卡尔曼滤波系统不稳定时或弧段长度未能使卡尔曼滤波达到稳定时,初始值的误差对BDS卫星滤波结果影响较大的情况,提出了将双向卡尔曼滤波定轨解算得到的卫星初始历元状态参数估计值作为初值,其他参数初值重新解算,初始方差保持不变,进行迭代计算的迭代双向卡尔曼滤波定轨算法。实验结果表明,在相同初始先验方差的情况下,迭代双向卡尔曼滤波定轨方法整体提高了BDS卫星轨道精度。     

北斗卫星通信系统在海洋探测平台上的应用

卫星的通信导航定位是现代海洋环境立体观探测平台不可或缺的重要组成部分。基于北斗三号卫星全球导航通信融合技术特点,结合全域海洋环境探测任务背景,以站位国家海洋战略发展和工程集成现实的双向视角,剖析北斗三号功能、性能特性及在海洋环境立体观探测领域的应用需求;立足终端,重点从形态、方案、指标3个方面探讨北斗三号导通一体模组与海洋环境观探测无人平台嵌入式、模块化综合集成方案的实现。     

基于"北斗"卫星导航系统的长报文通信协议

"北斗"卫星导航系统已经广泛应用在海洋、气象、水利和农业等领域中,利用短报文方式传输各类观测数据。文中介绍了一个基于"北斗"卫星导航系统的长报文通信协议,很好地解决了利用"北斗"卫星导航系统长报文传输时存在的数据丢包问题。     

北斗二代卫星导航系统定位精度分析方法研究

卫星导航系统的定位精度主要受观测量的精度和卫星的空间几何分布两方面的影响,GPS等相同轨道分布的卫星导航系统一般采用几何精度因子（GDOP）来分析定位精度。我国的北斗二代卫星导航系统是由三类异质卫星组成的混合星座导航系统,不同轨道卫星定轨误差不同,用户所得到的观测量精度也不相同,因此精密定位精度计算和分析时必须要考虑这种差异。引入了加权几何精度因子（WGDOP）,利用模拟观测数据对北斗二代卫星导航系统的定位精度进行了分析。外部检核计算结果表明,精密定位计算时顾及观测量精度差异可进一步提高定位精度。