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。     

面向长时水声通信数据采集与评估的浮标设计与实现

复杂海洋环境导致水声信道呈现随机时-空-频变特性,特别是浅海信道受界面、人为干扰的严重影响,对水声通信造成极大困难。近年来人工智能领域机器学习等技术飞速发展,为提高复杂环境下水声通信可靠性提供了新思路。但是,由于水声信道复杂多变、缺乏普适模型,从机器学习角度而言水声通信数据样本严重不足,传统单次、短时水声通信实验采集的数据无法充分表征水声信道空间、时间特性。通过长期部署水声通信及信号采集设备,可望在一定程度上丰富通信数据,为典型海域下人工智能水声通信研究提供数据支持。设计并实现了一种浅海水声通信浮标,搭载水声通信系统可实现长时浅海水声通信数据采集、性能评估,同时依托北斗系统具备远程状态显示、功能控制功能。厦门港海域实验表明,依托浮标采集的长时水声通信数据可开展水声通信性能评估、信道特性与通信性能关联度分析,为下一步工作打下了良好的基础。     

定位浮标在波浪中的动态响应

定位浮标是为满足水下蛙人部队定位要求而设计的。定位浮标的升沉和横摇运动对海水中换能器阵的水声定位精度影响较大，而使定位浮标产生这两种振荡的主要激励源是波浪。在不考虑流和风对浮标作用的前提下，以规则波作为激励源，研究了定位浮标在波浪激励下的两种运动模型，然后用计算机对横摇和升沉运动模型进行了仿真，最后从运动模型出发提出了减少浮标振幅的有效办法，这对定位浮标结构设计有重要意义。     

水质监测浮标数据采集和接收系统设计及其应用

1)文章设计了水质监测浮标数据采集系统, 该数据采集系统包括CPU模块、控制保障模块、通讯定位模块以及接口扩展模块; 采用CF2主板为CPU模块, 辅助以单片机为核心的多功能板, 主要用于完成采集数据、保存数据、通讯等工作; 控制保障模块设计有双“看门狗”, 实现了无人值守、全天候、全过程安全工作。2)文章还设计了水质监测数据远程接收系统, 该远程接收系统主要包括数据接收模块、数据处理模块、系统预警模块和数据显示模块等四个部分, 具有操作简便、自动化程度高、图形显示直观简洁易读等特点, 实现了数据接收、存储、显示及预警等功能。     

极区卫星跟踪浮标在北极科学考察中的应用

介绍了两套极区卫星跟踪水文气象自动观测浮标的研制目的、结构组成与功能，以及在中国第二次北极科学考察中的现场布放和应用。同时也介绍了由美国进口的ZENO冰浮标的结构、功能和布放情况，并将极区卫星跟踪浮标和美国ZENO冰浮标做了相应的比较和分析。     

恢复技术在提高海洋资料浮标微机抗干扰能力中的应用研究

本文论述了恢复技术，及其在ＦＺＳ１－１海洋资料浮标微机系统中的应用。实践表明该项技术在提高微机的抗干扰能力方面具有明显的作用。     

频分多路复用在水声遥测中的应用

本文以已经研制成的、采用频分多路复用技术的水层深度遥测仪为例,阐述频分复用较之时分复用更适合用于传输多路信息的水声遥测系统;文中讨论了系统主要参数的设计并给出具体的数据.     

海洋在线监测浮标在赤潮监测中的应用研究

利用布设在广西区钦州湾的GX11、GX13两套实时在线监测浮标, 研究钦州湾2016年5月发生的红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)赤潮前后实时监测数据的变化情况。结果表明赤潮的暴发与消退受水文气象因素影响, 当寒流过后, 出现风速降低、气温迅速回升, 尤其是气温呈现昼夜温差小的天气状况时, 应重点监控实时在线浮标监测数据的变化。赤潮过程中pH、溶解氧浓度、叶绿素浓度存在明显的昼夜变化规律并高于正常范围, 三种环境要素具有显著的正相关; 当实时在线浮标监测中发现pH、溶解氧浓度、叶绿素浓度呈现较明显联动的强烈波动, 并且数值相对正常范围迅速升高时, 可进行赤潮预警及布置现场调查; pH、溶解氧浓度、叶绿素浓度的实时在线监测可作为预警环境要素, 为赤潮预警提供科学参考。     

水质浮标在赤潮快速监测预警中的应用研究

水质浮标监测作为一种在线监测技术,在海洋环境监测中具有重要作用。文章研究和探讨了浮标在线监测系统的组成和建设,介绍了水质浮标在＂863＂项目＂赤潮重点监控区监控预警系统＂和青岛奥帆赛场的实际应用情况,水质浮标在赤潮快速监测预警方面发挥了较好的作用,可进一步推广应用。     

QTP在浮标数据接收软件测试中的应用

软件测试贯穿于整个软件开发周期,在软件测试中引入自动化概念可以提高测试效率。使用QTP(Quick Test Professional)作为自动化测试工具,设计与实现浮标数据接收软件测试框架,并应用于浮标数据接收软件的功能测试、强度测试和回归测试中,阐述浮标数据接收软件实现自动化测试突破的关键技术。结果表明:提高了测试效率,扩展了软件测试的范围。     

船型海洋资料浮标的设计

介绍了我国船型海洋资料浮标浮标体和锚泊系统的设计方案 ,该浮标可适用于远海、深海海域布放 ,定点实时获取布放海域的水文、气象等有关要素的现场参数     

深海资料浮标体及系泊系统的阻力试验研究

本文结合国家“七五”重点科技攻关项目“深海资料浮标”研制而进行浮标体和系泊系统的各种阻力试验研究，试验成果已直接应用于深海资料浮标系泊系统设计。实践表明本文介绍的各种阻力试验结果是可靠的。     

Ⅱ型海洋资料浮标接收岸站设计

本文简要介绍了Ⅱ型海洋资源浮标系统中短波通讯浮标接收岸站及海事卫星通讯浮标接收岸站以及二者的不同点及优缺点,最后着重介绍了海事卫星浮标接收岸站的软件设计。     

FZF2-3型海洋资料浮标系统研制

本文介绍用于我国海洋资料浮标网海洋环境监测的ＦＺＦ２－３型海洋资料浮标系统的设计方案。论述了该系统总体技术性能特征,在海洋监测领域首次研究应用ＩＮＭＡＲＳＡＴ－Ｃ卫星传输海洋监测数据情况及该系统推广应用前景。     

FZF2-3型海洋资料浮标系统固态存储器设计

本文介绍了固态存储器的研制和在ＦＺＦ２－３型海洋资料浮标中的应用情况,并就具体的文件管理方式进行了具体的说明。     

国内外海洋资料浮标技术现状与发展

海洋资料浮标是长期连续进行海洋监测的主要手段之一。本文简单介绍了国内外海洋资料浮标技术的现状与发展及浮标在我国海洋监测中的应用情况,提出了我国资料浮标技术的研究与发展设想。     

单点GPS浮标测波方法与数据质量控制研究

首先对GPS浮标测波原理进行分析,介绍了GPS接收器测量运动参数的多普勒方法;然后对于在现场测量中可能发生的采样丢失所导致的数据间断进行探讨,并提出了间断接续和冗余采样的解决方法,通过数值模拟实验证明了数据质量控制方法的有效性.     

基于ARM的海洋站水文气象自动观测系统设计

针对国内现有的基于单片机或PC/104的数据采集系统的不足,介绍了一种基于ARM(Advanced RISCMachines)平台和单片机平台的数据采集系统。它结合了国外先进的数据采集技术,具有功耗低、体积小、性能高,软、硬件扩充灵活的特点,其通用性、模块化和可扩展性能满足浮标、船用气象仪等海洋水文气象仪器设备研发的需求。     

声波二次定位技术在KD-1高精度地震采集中的应用

滩浅海KD-1地区位于黄河入海口以北浅海水域及滩涂两栖地带,由于复杂的地表条件和表层结构条件,使得以往浅层资料分辨率较差、信噪比低、连续性较差,深层资料能量弱、信噪比低、干扰背景较大,小构造、小断层及潜山内幕不清晰。为了满足滩浅海高精度油气资源勘探的需要,在野外资料采集过程中,将检波器沉放到海底。因为随着海水深度和潮流的变化,使得海底检波点位置在水下发生偏移,故在放炮前需要对海底检波点位置进行声波二次定位,测得海底检波点在海底的实际坐标位置。通过对该区高精度地震勘探中声波二次定位资料的实际应用,取得了显著的应用效果。