两型国产CTD海上比测试验结果分析

基于目前国内海洋仪器的现状,为了对国产温盐深剖面仪(Conductivity-Temperature-Depth profiler,CTD)的性能和实际使用情况有个量化的结果,在我国南海东北部海域对国内较为成熟且具备产品化条件的两型国产CTD开展第三方独立检验与验证。比测过程中,采用同架捆绑,同步下放的方法进行测量。数据处理时,采用一种简便的移相相关法,对国产CTD的压力(P)、温度(T)、电导率(C)、盐度(S)与标准CTD进行对比分析。试验结果表明两者数据曲线趋势一致,线形基本吻合,参试的国产CTD基本上达到自身产品标称精度,但低于标准CTD精度。本次比测结果有利于促进技术成果的完善与固化,有利于进一步提高设备的可靠性、稳定性和批量一致性,为国产海洋环境监测设备的规模化应用和推广提供数据支撑。     

基于形状特征的XBT探头检测与识别研究

为改进国产投弃式温深仪(XBT)的下降速率公式,拟采用基于图像处理的方法测量其下落过程中的运动参数并分析,为此要实现XBT探头的自动提取。为实现视频图像中XBT探头的自动检测识别,提出了一种基于形状特征的目标检测识别算法。首先通过背景差分法去除背景噪声并阈值分割,采用连通区域的标记算子将二值图像标记为互不连通的待识别区域。然后提取连通区域的偏心率、致密性以及标记图构造描述目标的特征向量,通过计算各连通区域的特征评价函数,利用模糊综合评价方法识别XBT探头。最后对研究方法进行了物理实验验证。实验结果表明:用模糊综合评价方法能较好地在复杂背景下实现目标的识别,能够有效地在序列图像中准确的检测识别出XBT探头目标,为XBT运动参数的测量打下了基础。     

国产抛弃式温度剖面仪(XBT)资料质量分析

国家海洋技术中心根据科研需求研发了抛弃式温度剖面仪(XBT)等一系列抛弃式产品.针对2014年8月份在西太平洋海域投放的XBT和XCTD所获取的温度数据进行对比分析,单剖面结果显示两者相关系数达到了0.95,在温跃层处出现温度差,断面标准差分析结果为200 m以上温跃层处较大而200m以下标准差较小,最大和最小标准差值分别为0.39和0.08.温度断面分析结果显示两者在同样的位置出现等值线的凹凸现象,对大洋水团特殊物理海洋现象描述基本一致.分析温跃层处两者温度存在偏差的原因有3个:不同传感器的不同响应时间引起的误差、深度测量公式的误差以及传感器本身的测量误差影响.国产XBT的数据质量较好,总体上性能能满足对环境复杂海域的快速走航观测,数据质量准确度和可靠性都较好.     

多型号海洋重力仪的海上比测结果分析

通过对GT-2M、KSS-31M和ZLS三种不同型号海洋重力仪开展同船环境下的同步系统测试工作,依据海洋地质调查规范要求对获得的测试结果进行预处理,在分析相同测量环境下各重力仪得到数据的空间变化特征和测线交点差的基础上,探讨其相应的技术性能和工作特点。可认为这三种不同类型重力仪的测试结果总体上差别不大,但在船只变速、转向和恶劣海况等因素影响下所表现出的技术特点有较大差异。     

UCTD海上比测方法探讨

在海洋勘测工作中,对于海洋动力学参量--电导率、温度、深度的测量是最为基础和重要的监测内容.拖曳式温盐深剖面测量系统(Underway Conductivity Temperature Depth Measure System,简称UCTD)是最新发展起来的一种高技术走航CTD剖面测量装置.文中介绍了UCTD海上定点比...     

国产ADCP流速精度比测试验研究

针对低频 ADCP 的测速精度标检试验室条件无法满足的问题,参考国家及行业标准要求,在千岛湖采用同步比测方式进行了国产低频 ADCP 流速测量精度标检试验。通过试验区域的深度初探,结合试跑阶段的回波分析确定了比测过程的层数、层厚以及交替工作间隔时间等参数,在试验区域进行了多航速折返比测试验。试验结果显示：由于水体悬浮物少等因素,千岛湖水域的流层回波强度整体偏弱,相对而言 ADCP 近底流层测量会受到比较强的底回波干扰;利用未受干扰的流层数据对比,国产 DVLⅡ-300kHz 型 ADCP 与同频率进口 ADCP 的剖面流速测量精度相当。     

基于CFX数值模拟的XBT内部传感器布置研究

XBT是可投弃式温深剖面测量仪的简称,用以测量海水不同深度的温度。为了研究XBT探头内部光纤传感器的合理布放位置,以尽可能减小温度与压力测量的误差,针对探头在水中的主要运动状态,运用CFX软件做瞬态温度响应模拟,包括阶跃温度响应和线性温度响应;然后对不同运动速度的XBT探头做稳态数值模拟,着重分析了其导流腔内水流速度与压力分布。模拟结果表明,线性响应引起的温度测量误差要小于阶跃响应,温度传感器宜放在导流腔中靠前的位置,同时导流腔后端存在水流静压为0的位置,适合压力传感器的布放。本文针对光纤XBT探头所做的流体仿真,为内部温度、压力传感器的布置提供了理论指导,对于同类传感器的设计也具有一定的参考价值。     

海上固定平台测波雷达比测试验研究

南海深水油气开发将成为我国海洋石油工业新的战略区域,掌握该区域的海洋动力环境对于海洋油气资源的开发具有重要意义.由于波浪浮标的安全性较差,容易丢失,利用浮标技术获取长时间序列的波浪参数非常困难.为验证海上固定平台测波雷达的观测性能,对安装于我国南海番禺30-1（简称PY30-1）油田的遥感实验设备及布放在该区域的波浪骑士测波浮标的比测试验进行了介绍,对所获得的波浪数据进行了分析,并得出结论.     

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.     

CTD海上现场比测中的技巧应用

为了比较国产CTD与进口CTD之间的性能差别,除了在实验室进行检测,还必须进行海上的实地测量比对,即同时在海上下放国产和进口CTD,对两组数据进行比较。因为海上测量数据量巨大,常规数据处理软件无法胜任,以此为立足点,结合2008年规范化海上试验的经验,讲述Matlab程序在海上CTD数据比对中的规范化应用和为了解决两台仪器的时间不同步而采取的拐点比测法,同时简单介绍Word使用中的一些编程技巧。     

基于Argo、XBT数据的苏拉威西海温盐特征分析

综合利用Argo温、盐度观测剖面资料,以及中国南极科学考察时沿途获取的XBT温度剖面,分析探讨了苏拉威西海域(117°E-127°E,0°-8°N)上表层温度和盐度的气候态分布和变化特征.结果 表明,苏拉威西海域的温度范围约为2.5℃～30℃,盐度约为33.2‰ ～ 35.1‰.与垂向变化相比,温、盐度水平梯度均较小,...     

Effect of Salinity on Estimating Geostrophic Transport of the Indonesian Throughflow along the IX1 XBT Section

Geostrophic transport of the Indonesian Throughflow (ITF) is estimated from optimally-interpolated temperature data along a frequently repeated expendable bathythermograph (XBT) section between Fremantle, Australia and Sunda Strait, Indonesia and from two historical temperature-salinity (T/S) relationship products, CSIRO Atlas for Regional Seas (CARS) and Levitus (1982). The annual mean ITF geostrophic transport relative to 400 m during 1984–2001 is estimated to be 4.6 Sv using the CARS T/S relationship, which is about 20% higher than that found using the Levitus T/S relationship. This transport increment is due to the fact that the CARS T/S relationship, which incorporates more recent hydrographic data, better resolves the low-salinity signature of the ITF water. Isothermal averaging in the CARS T/S relationship may also improve representations of the water mass signatures in deep layers.     

多波束测深系统的精度评估方法研究

在分析了多波束测深系统测量误差来源的基础上，讨论了多波柬测深系统静态精度、相对精度和绝对精度的系统精度评估方法。采用的静态精度评估方法就是在多波柬测深系统静止的条件下考核其对同一位置测量深度的误差；相对精度评估方法就是布设多条交叉重叠的测线，考核交叉重叠点的测深误差；绝对精度评估方法是在多波束测深的同时利用高精度的测深仪测量同一区域，用此参考地理模型来检验多波束测深的精度。根据误差理论，三种精度评估的方法分别从系统稳定性、自符合性和系统误差方面确定各误差源的综合误差，它们是检验多波束测深系统精度是否符合海道测量标准的有效方法。文中给出了系统试验数据的重要结果及设备验收的方法。     

市场比较法在养殖用海价格评估中的应用初探

开展养殖用海基准价格评估,有利于推动海域资源市场化配置,形成良性的养殖用海交易市场。本研究介绍了市场比较法的原理及适用范围,并基于养殖用海的特点,以深圳市开放式养殖用海为评估对象,运用市场比较法测算其海域基准价值,并分析各评估方法在养殖用海评估中的适用性和局限性。     

海底沉积物孔隙度计算方法与声速反演的误差分析研究

研究海底沉积物孔隙度的测量误差,采用参数计算方法时,分析了基于不同物理量应用不同公式所得到的误差不同,通过运用误差传递理论,分别推导出3种孔隙度计算式基于单次测量和多次测量两个不同过程的误差公式,以此为基础定量分析孔隙度参数的误差,以不断提高孔隙度的精度;采用反演方法时,分析了基于正演经验公式解析结果存在的歧义性,应用南海海域实验数据拟合反演公式,并且运用Hamilton、Chen Minben的数据进行验证,得出反演公式的基本误差限,为反演的准确性提供一个定性分析的依据。     

海洋投弃式温深剖面仪应用发展概述

海洋温度的变化会显著影响水下声传播、生物活动、气象和洋流等现象,温深是反映海洋变化运动规律的基本参数。投弃式温深剖面仪(Expendable Bathythermograph,XBT)、温盐深测量仪(Conductivity Temperature Depth,CTD)、全球海洋实时观测网(Array for Real-time Geostrophic Oceanography,Argo)等是目前进行海水温深测量的主要仪器。其中XBT因其现场测量简便、效率高、硬件成本低等特点,正在被大规模使用。本文主要介绍有关海洋温度测量的背景及演化历史,分析对比了国内外相关仪器设备的发展现状,总结了国产化产品还存在的差距和不足,另外对传感器、结构设计、数据通讯传输、数据后处理、可靠性研究等关键技术和研究热点进行了详细介绍,最后对未来无人平台的技术发展路线给出了思路和见解,开展投弃式温深剖面仪的相关技术研究和产品研制对实现国产化有积极的推动意义。     

海域使用面积测量精度的探讨

讨论了海域使用面积的计算方法以及海域使用面积测量的误差来源,分析了海域使用面积测量的精度,并给出了实例分析;根据实例分析,建议提高《海籍调查规范》中对离岸的界址点精度要求,建议大范围面积测量的面积计算在椭球面上计算。