基于无人机自组网的空海一体化组网观测技术

本文在分析海面无线通信信道特性与多径衰落参数的基础上,综述了海面观测组网通信与无人机观测等海洋监测方法,以及无线传感器网络与无线自组织网络协同作业观测技术。然后,分析了无线Mesh网络协议架构与自组织网络路由协议,以及适合于海上通信的AODV协议与OLSR协议,为空海一体化机动组网观测应用设计提供参考。     

波浪涌动机®通讯中继在海上应急协同组网监测中的应用

如何突破海气界面的通讯壁垒,将地球上层大气的卫星遥感观测/光电通讯与地球底层水体中的海底节点观测/水声通讯连接起来,成为在垂向上认识海洋,实现海洋数据观测和实时传输的关键。而波浪涌动机~?由于机动灵活、能够长时间进行海上无人值守,即可作为海洋观测的通信中继,又可作为海上无人移动监测平台进行多台组网协同作业,特别是在构建小卫星应急组网监测的空天一体化建设中,为我国领海内的权益岛礁和海上溢油预警监测提供了一种全新的监测手段。本文将对基于北斗数据链的波浪涌动机~?在我国未来海上应急组网观测建设中的优势特点和应用场景进行详细阐述,供相关学者参考。     

我国2000年海上通信的发展前景和对策

本文根据海上通信的发展现状,展望了未来海上通信发展趋势和我国海上通信发展前景,探讨了我国海上通信的发展战略和对策。     

海洋溢油观测网络性能评价方法研究

海上溢油事故对海洋生态环境污染严重,溢油监测对于溢油事故的有效处理具有重要作用。本文从空、天、海、地的空间维度对现有的海上溢油事故监测平台进行分类,对常见的溢油信息监测传感器进行对比分析,对多平台、多传感器的海上溢油观测组网技术进行分析。建立了海上观测网络评价指标体系,并以机动性指标为例,给出了具体观测方案特定指标的定性和定量评价方法。     

海洋调查测量信息系统(一):硬件部分

在调查测量船的设计论证过程中,针对调查测量设备信息综合处理和任务指挥控制的需求,基于对调查测量船典型装备配置及能力的分析,提出了由软硬件两部分组成的调查测量信息系统,设计了由数据采集分发平台、声学同步控制模块和数据远程通信模块组成的系统硬件部分,实现了调查测量信息的集中采集、实时分发、远程传输,以及调查测量作业的同步控制,有效保证了调查测量船装备布局的统一性和科学性,为海上同步高效作业能力的生成提供了硬件保障。     

水声通信及组网的现状和展望

水声通信是海洋中无线信息传输的主要技术手段。水声通信技术在海洋环境监测、水下航行器/载人潜水器作业等方面有着广泛应用。同时,水声信道传输状态多变、海洋作业环境恶劣,对通信算法和设备可靠性有较高要求,水声通信及组网成为目前的研究热点。文中面向海洋环境监测领域,从水声通信物理层技术、网络技术及组网应用等方面进行介绍,并对未来技术趋势进行展望。     

热带气旋海上观测进展

热带气旋的精准预报具有重要的社会、经济效益,是科学家研究与关注的重要问题。为了更充分、更全面地认识热带气旋变化规律,及时发现处于发生、发展期的热带气旋,实现更精准的预报,热带气旋的海上观测是必不可少的。对热带气旋的观测伴随技术的进步,表现出从点到面、从面到综合观测的趋势。本文从星基观测、空基观测、移动观测、锚系观测以及综合观测试验等方面,简述了热带气旋海上观测方面取得的应用进展。上述不同观测平台和手段,在实际应用中表现出了不同的价值与能力,且均有其优缺点。研究需求及综合观测试验结果证明将陆基、海基、空基和星基平台和设备进行全方位立体组网观测,以发挥各自的优势是热带气旋海上观测未来的发展趋势。     

海洋上层高分辨率温度链观测系统设计

为满足海洋上层温度数据高分辨率实时观测需求,本文设计出一种成本低、体积小、精度高的温度链观测系统,可搭载于调查船、浮标等多种海洋观测平台,具备高分辨海表温度数据实时观测功能。本文介绍了温度链系统架构的整体设计,阐述了温度传感器的高精度测量原理与方法,采用RS-485通信方式并设计出一套适用于温度链的软件通信协议,通过标定、均一性测试、稳定性测试验证了传感器的测量性能,研制出总长200 m的温度链观测设备,设备带有10个测温节点,传感器节点初始测量精度优于±0.005℃,温度链采样间隔最短可达2.7 s。本温度链在我国南海进行了拖曳功能测试,试验结果表明：温度链海上作业通信稳定可靠,数据测量准确,满足海洋现场观测对数据高时效、高精度、低误码率的传输要求。     

海上气田气井排液采气技术应用及发展浅谈

目前国内海上气田排液采气工艺措施主要分成两类,一类是可以较长时问采用的工艺技术,主要以连续和间歇气举为主,一类是临时采用的工艺技术,主要有固体泡排和连续油管作业。从排液采气工艺技术应用来看,已经取得了一定的效果,但仍未形成成套技术系列,应用范围受限较大。而受海上气田平台操作空间、气田流体性质、气田完井工艺以及措施成本等各方面的影响,陆地上常用泡沫排水、柱塞气举、小油管排液采气等技术在海上平台应用还有很多瓶颈无法实施。针对目前海上天然气开发实际,初步提出了下阶段可能在海上气田可以适用的排水采气工艺技术和发展方向。     

无人艇组网测量应用场景研究及精度分析

针对无人艇载多波束组网作业在海道测量中尚处于研究和试验推广阶段,成熟案例少等问题,结合海道测量作业实际,制定了大范围开阔水域测量、浅水水域测量、沉船搜救、海底小目标探测等特定场景,对无人艇组网测量作业模式进行验证,通过对采集的多波束数据进行主检测线比对分析,参照现有标准、规范对分析结果进行评估,结果表明无人艇组网测量作业模式能够适应不同场景实际需求,数据准确性满足规范指标要求和现实需要,对无人艇（组网）测量作业方式推广应用具有指导意义。     

基于海战环境的大气波导观测方法研究

海上作战一旦遇到大气波导,可使船载电子信息系统之间的短波通信距离增大数倍,同时通信距离范围内的部分区域会出现电磁盲区。该文以海上战场环境为背景,阐述了海上大气波导对未来海上作战的重要性。通过对大气波导的形成机制和影响机理进行研究,系统化概括了蒸发波导、表面波导和抬升波导的观测原理及常用观测方法。通过对比分析传统大气波导的观测方法,发现其在观测手段、观测精度、观测范围和观测成本方面存在局限性。基于此,该文提出一种多物理场协同探测的大气波导观测方法,该方法通过集合海上浮标网、船联网、星联网和岸基网等各类观测仪器和设备,可实时获取海上大气参数,构建海上大气波导预报系统。最终,通过该预报系统可实现海上大气波导大范围、高精度、实时性预报,对海上作战掌握制空权具有重要意义。     

基于SOA架构的国家海上搜救环境服务保障平台研发与应用

针对当前海上搜救环境服务工作的需求和问题,提出了基于SOA架构构建"交互式、自动化、高效率"的平台思路,并在此基础上搭建了国家海上搜救环境服务保障平台。平台集成了海上搜救漂移自动预测、海洋动力环境多级动态可视化查询和多用户协同服务等功能,并与标准S57海图实现无缝对接。平台在业务部门实现业务化运行,将几个小时的响应时间缩短为几分钟,显著提高了工作效率和搜救预测精度。     

海洋仪器设备规范化海上试验发展现状和建议

海洋仪器设备规范化海上试验体系的不断完善为海洋高技术发展打造了坚实基础。海上试验平台建设已经成为体现海洋强国能力的主要标志之一,也成为各沿海国家竞相发展的一项海洋科技基础设施。近年来,我国规范化海上试验平台和体系不断优化,制定了一系列海试技术规程和管理规范,完善了海上试验信息管理系统的业务化运行,为航次管理、航次船时共享提供了保障。本文从海上试验平台、船时共享平台和制度规范等3个方面介绍了我国海洋仪器设备规范化海上试验在"十三五"期间的总体进展,分析了我国规范化海试工作中有待提升的5个方面,并结合发展需要围绕多试验平台协作试验机制探索、试验场体系完善等工作提出了后续建设考虑。     

海洋科考船即时通信技术支持能力及应用研究

当今通信技术的发展和应用已渗透到人类社会的各个领域,对社会发展产生巨大影响。在海洋领域,通信技术经历多次重大跨越,从最原始的旗语到现在的卫星移动通信,海陆之间的联系已经变得较为便利。但目前我国海陆即时通信技术还不够完善,给科考船的深远海作业带来诸多不便,轻则影响作业进度,重则造成巨额经济损失甚至人员伤亡。在卫星电话、电子邮件等通信方式存在信号不稳定、直观性差、即时性低等弊端的情况下,研究和开发较为成熟的海陆即时通信技术极为必要。文章探讨科考船在海上作业期间与陆地进行即时通信的方法和可行性,为今后这项技术的发展提供参考。     

水下滑翔机海上试验研究

介绍了水下滑翔机工程样机"海翔1"号2015年在南海的海上试验情况,包括试验对象、试验海区、试验步骤和试验数据分析等。本次试验最大下潜深度达到503.7 m,最大垂直速度为0.15m/s,最大水平航速为0.33 m/s,水中航行里程总计41.2 km。在4级海况下完成了通信定位、数据传输、布放与回收作业,搭载了CTD、叶绿素和溶解氧浓度传感器进行海洋环境参数测量,获得了500 m深度剖面内的温度、电导率、叶绿素浓度和溶解氧浓度参数信息。本次海上试验为水下滑翔机产品设计定型和示范应用奠定基础。     

海上拖航过程的风险评估方法研究

以南海某平台组块海上拖航作业为例,阐述风险评估的基本流程;针对海上拖航过程提出一套具体、实用的风险辨识、事故树建立以及建立风险控制措施的方案;同时给出一种将风险因素定性计算予以量化的方法,即风险值计算方法,并且针对海油工程确定风险值标准.     

波浪滑翔机海上试验研究

介绍了“海鳐”波浪滑翔机 2019 年在南海中东部海域协同组网海上试验的情况,包括试验对象、 试验海区、试验步骤和试验数据分析。本次试验最大航程 3 069.3 km,连续航行时间 94 d。3 级海况下航速大于 1 kn,定点位置保持半径精度小于 150 m。经历多次台风考验,验证了波浪滑翔机在恶劣海况下的生存能力。 开展了多台波浪滑翔机的编队走航和定点位置保持试验,并且与国内相关单位的波浪滑翔机进行了性能比测。 本次海上试验为波浪滑翔机产品设计定型和示范应用奠定了基础。     

CTD海上剖面测量性能综合评定方法研究

随着国产温盐深剖面仪（Conductivity-Temperature-Depth profiler,CTD） 测量性能的不断提高,其使用范围和规模也逐步扩大,需要规范CTD 海上剖面测量性能评定方法。在威海附近海域开展基于锚泊式平台CTD 海上比对试验,通过改变同架比对CTD 数量、引入相关系数和平均差数据处理方法研究海上比对试验效果,提出以精准度和灵敏度为目标层的CTD 海上剖面测量性能评价指标体系,实现了对被测CTD 海上剖面测量性能相对全面的评价,准确量化了被测CTD 在实际海洋环境中的剖面测量性能,为国产CTD 海上剖面测量性能的优化提供依据。     

老龄海上移动平台结构安全管理初探

主要介绍了中国船级社对老龄海上移动平台加强检验的管理要求,对船龄超过30年的老龄移动平台实行特别现场检验和检测,并根据实际测厚数据进行平台结构强度校核,最终确定平台安全状况是否满足主管机关要求。以一个实际老龄自升式钻井平台为例,介绍了现场检验和检测要求,并通过实际计算分析指导现场进行结构加强,保证了此老龄平台日后的作业安全。中国船级社对老龄移动平台的管理手段开创了超期服役海上移动平台安全管理的新模式,对保障我国海洋工程装备安全生产具有重要意义。     

基于GPRS/GPS的海上移动目标监测系统设计

提出了一种运用GPRS/GPS技术实现海上移动目标监控及位置测量的系统设计方案,介绍了监测系统的结构组成及工作原理,阐述了系统嵌入式平台搭建、GPS定位数据获取以及利用GPRS无线通信技术实现远距离数据传输的方案设计与实现,并提出了对海上移动目标异常状况的判断和处理方法。该方案能够满足海上移动目标远程监控及位置测量的要求,并可以有效地降低成本,便于在实际中进行推广和应用。