我所温盐深测量技术发展概况

海洋技术研究所从成立至今已度过了20个春秋、随着她的成长壮大,温盐深测量技术也逐步臻于成熟,当然这些技术的获得是来之不易的。前后近百名同志为此付出过辛勤劳动。使百花园中这棵小花开花结果。在纪念我所建所20周年之际,回顾一下温盐深技术在我所发展概况,对我们今后温盐深技术进一步发展是有益的。     

温盐深测量平台发展现状与趋势

温度、盐度和压力是海洋重要的基本物理特性参数。温盐深测量仪(Conductivity Temperature Depth,CTD)是海水温盐剖面观测的关键仪器,在海洋经济开发、海洋观测、海洋国防建设方面有着极为重要的意义。本文介绍了几种典型的温盐深测量设备及移动观测平台,重点论述了CTD在Argo浮标、水下滑翔机等海洋移动观测平台上的应用现状,分析了水下滑翔机搭载的CTD在热滞效应、湍流等因素影响下产生的测量误差。最后探讨了以水下滑翔机为代表的海洋移动观测平台搭载CTD测量技术的发展趋势及应用前景。     

温盐深剖面仪资料的校正和处理技术

一、引言自七十年代以来,温-盐-深剖面仪(STD或CTD仪)已被广泛使用于海洋调查中。由于它具有测量快速、简便、同时又能获得多要素、且连续的海洋剖面资料,故而深受海洋工作者的青睐。我们的温-盐-深技术近些年来也有了较大的发展,由国家海洋局海洋技术研究所研制生产的SZC4系列STD仪,已在许多远、近海调查中大显神手,为我国的海洋调查和研究提     

新式温盐深/采水装置简介

国家海洋局北海分局1986年从美国EG＆G公司进口了一套温盐深和采水器组合为一体的新装置。它包括Mark ⅢCTD仪、M1015—COM多瓶采水器、M2110声学高度计、水上数据处理装置、电缆绞车等主附件,共约30件,有关技术资料约10套,共用外汇约24万美元。该系统的特点是性能先进,配套性好,数据处理功能齐全,多瓶采水器与CTD水下探头共用一个壳体和一限单芯铠装电缆,操作和维护方便,使用安全可靠。     

温盐深剖面仪技术改造研究

在海洋调查技术日趋提高和海洋调查仪器逐年增多的时代背景下,如何充分利用现有仪器,深入挖掘各仪器的功能成为广大科研人员所要面对的问题.文中描述了温盐深剖面仪与声学传输装置如何进行集成,摸索出温盐深剖面仪在海洋调查中使用方法和方式的新技术.此集成系统经过实践检验证明,极大提高了海洋调查工作效率,达到仪器使用的最优效果.     

投弃式温盐深测量仪数据传输系统的研制

提出了一种投弃式海水温盐深剖面测量仪的数据传输系统的设计方案.针对数据传输导线材质的特殊性和导线长度的时变性,分别研制了水下数据发送电路和水上数据接收电路,实现了数据的可靠传输.系统基本满足投弃式温盐深剖面测量仪的数据传输要求,抗干扰能力强,填补了国内空白.     

国际温盐深会议二月在美国召开

1982年2月8—11日在美国加利福尼亚州拉霍亚市召开了国际温盐深会议。该会由美国海洋技术学会圣地亚哥分会和海洋技术学会海洋仪器委员会联合主办,十个国家派出了代表或送交了论文。会议讨论内容包括:温盐深系统的实验室鉴定和现场鉴定、海洋仪器与温盐深仪器的研制、测量标准和测量技术、数据质量与管理。此次会议为世界各国科学技术人员提供了一次相互交流情况的机会,这对于提高测量数据质量和促进各国数据的相互比较工作,无疑是十分有益的。     

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。     

海翼水下滑翔机温盐深剖面仪盐度修正

通过均值过滤及Morison热滞后校正公式对存在温度误差的原始盐度进行修正。经过均值滤波后盐度尖峰现象消失,在温跃层由于热滞后导致的条状盐度抖动现象减小,上下行剖面盐度误差从0.013减小到0.004,总体修正盐度修正率提高3.05倍。结果表明利用该分段修正方法修正水下滑翔机搭载温盐深剖面仪(CTD)存在的盐度"尖峰"及热滞后误差效果显著。     

温盐深测量系统误差源分析及处理

温盐深测量系统在我国资源调查专项和海洋区域地质调查中都发挥了重要的作用,根据长期对温盐深测量系统的使用经验,重点分析了SBE9plus温盐深测量仪的误差源以及对误差源处理以减少误差源对温盐深测量产生的影响。这些误差源主要包括传感器静态误差和动态误差。     

水下滑翔机温盐深观测数据处理研究

为提高水下滑翔机搭载的温盐深剖面仪(CTD)数据处理质量及效率,在船载CTD数据处理方法基础上,研究了国产水下滑翔机CTD数据处理方法,基于Matlab GUI编程技术设计与研发了水下滑翔机CTD数据处理软件,利用该软件处理了“海燕”水下滑翔机GPCTD观测数据并与船用SBE 911 plus CTD、XCTD及MVP300传感器成果数据进行了对比,结果表明：GPCTD观测数据经处理得到的温、盐、声剖面整体趋势与各传感器成果数据基本一致,数据质量介于各传感器之间,其中温度、声速与XCTD、MVP数据更接近,而盐度与CTD数据更吻合,本文研究将为规范处理与使用水下滑翔机海洋水文数据提供参考。     

船用走航温盐深自记仪

随着海洋科学的发展，在现代的海洋调查中，出现了多种新的观测手段及其相应的探测仪器。但调查船仍然是海洋调查的基本工具。为了获得准同时的海洋观测资料，船用走航自记仪器引起了人们的重视。最近几年发展起来的拖曳式仪器运载装置是实现走航观测的重要手段。     

SZC10—1型浅海温盐深剖面仪

SZC10—1型浅海温盐深剖面仪是为浅海应用的一种小型电子式水文调查仪器,本文主要介绍该仪器的技术性能和海上实测的结果,同时对仪器的结构和工艺以及在数据处理方面运用单板机的情况也给予了重点说明。     

温盐深测量仪(CTD)资料质量对比分析

温盐深测量仪(CTD)是目前国际上应用最为广泛的物理海洋调查仪器设备之一。2014年中国科学院海洋研究所在黄海布放的潜标上搭载了三种不同型号的CTD(37Coastal、CTD48和304Plus),本文对这三种CTD所获取的数据资料分别进行了对比分析。三者数据两两对比结果显示,37Coastal与CTD48压力以及温度数据最为接近,盐度数据则为37Coastal与304Plus相差最小。三种设备的压力、温度以及电导率数据稳定性对比结果如下, 37Coastal压力数据稳定性表现最好;其温度数据稳定性三者表现一致;而盐度数据稳定性则是37Coastal和CTD48一致。     

基于准实时传输潜标的国产温盐深仪对比分析

高精度的温盐深测量仪（Conductivity-Temperature-Depth,CTD）是实现海洋动力环境背景要素长期连续观测的最重要的海洋观测设备之一。尽管国产CTD的研制已经取得了一系列应用成果,但是基于深海潜标平台的多深度的CTD比测工作仍然较少。本文基于“十三五”期间国家重点研发项目研发的准实时传输潜标平台所搭载的三组国产CTD与进口的CTD所获取的数据进行了详细的比对分析。在潜标系统较为稳定的时刻,两者的平均温度差最小为0.001℃,平均盐度差最小为0.001 psu。比测结果表明：国产CTD在复杂的深海海洋环境下所测得的温盐深数据具有较高的稳定性与可靠性。国产高精度CTD的研制与应用对提高我国海洋现场连续和长期的观测能力,促进海洋基础科学研究的发展具有重要作用。     

温盐深变化对波束脚印坐标的影响规律分析

在多波束测深中,温盐深剖面数据的准确性对测量精度起到非常重要的作用,而在实际测量中,温盐深误差又不可避免地存在。为了分析温盐深变化对波束脚印坐标的影响规律并将其影响值量化,本文在声速剖面间接测量数据的基础上,选择精度较高、适应性较强的声速经验公式推导其误差公式,计算温盐深变化所引起的声速误差值,并且在常梯度声线跟踪模型的基础上推导出声波旅行轨迹的水平位移和垂直位移误差公式,然后结合声速剖面计算出声速误差对波束脚印坐标的影响程度。实验结果表明,温度变化对声速的影响最大,盐度和深度依序次之;温度、盐度、深度3个参量的变化引起波束脚印Z坐标的变化量均大于X、Y坐标,最高可达变化前深度的0.6%。温度和盐度的变化引起的三轴坐标值变化量随入射角的增大而减小,而深度变化引起的三轴坐标值变化量几乎不随入射角的变化而变化。本文研究结果可为温盐深误差对多波束测深精度评估工作提供借鉴作用。     

SZC6—1型数字传输式温盐深剖面仪

本文介绍了国内首次研制的用单芯铠装电缆传送编码信号的温盐深剖面仪的技术性能、工作原理、数据处理及海上试用情况,并对其今后发展方向提出设想。     

国际CSTD的新动向——介绍1984年国际温盐深会议

由美国海洋技术学会主办的1984年国际温盐深会议于2月26日至29日在美国圣地亚哥举行。这种专业性会议自1964年开始每两年举行一次。会议内容主要包括论文交流、仪器展览、专题讨论三个方面。会议宗旨是让仪器的设计者和使用者会聚在一起,结合送展的仪器,就近年来设计和研制中的新动向、提高指标和改善性能的新技术、数据处理的新方法、仪器使用中的新经验,进行交流和讨论。     

投弃式温盐深测量仪在海底地形测量中的应用

介绍了投弃式温盐深测量仪(XCTD)的原理和特点,利用它获得的声速剖面数据与声速剖面仪测量的声速剖面数据进行了精度对比,论述了在特殊环境下,利用多波束测深系统进行海底地形测量时,使用XCTD进行声速剖面测量的优势,解决了测量船停车才能进行声速剖面测量的弊端,显著提高了多波束测深系统作业的效率。     

温盐深测量仪(CTD)资料质量对比分析

温盐深测量仪(CTD)是目前国际上应用最为广泛的物理海洋调查仪器设备之一。2014年,中国科学院海洋研究所在黄海布放的潜标上搭载了3种不同型号的CTD(37Coastal、CTD48和304Plus),本文分别对这3种CTD所获取的数据资料进行了对比分析。三者数据两两对比结果显示,37Coastal与CTD48压力及温度数据最为接近,盐度数据则为37Coastal与304Plus相差最小。3种设备的压力、温度及电导率数据稳定性对比结果如下:37Coastal压力数据稳定性表现最好;三者温度数据稳定性表现一致;而37Coastal盐度数据稳定性和CTD48一致。三种设备均能适应海洋真实的物理环境参数变化观测,同时各自有其不同的使用环境,对于不同海域环境使用需要进行详细评估,综合各个方面的因素确定最终适合自身科学研究需求的方案。