自容式SBE 25 CTD数据实时监控功能的实现

采用国际上先进的声学数据传输模块,与目前海洋调查中常用的自容式SBE 25 CTD集成,建立一套能够实时监控CTD数据和工作状态的CTD测量系统,克服了自容式CTD盲测的固有缺陷,有效防止仪器触底,确保仪器设备安全。     

6000 m电缆传输式CTDC剖面仪

6 000 m电缆传输式CTDC剖面仪是“十五”863计划支持的海洋专用CTD技术项目之一。研制成功的6 000 m电缆传输式CTDC剖面仪可以基本覆盖全部海洋范围,使我国的CTD测量技术跻身世界先进水平。文中介绍了6 000 m电缆传输式CTDC剖面仪的工作原理、实验室和海上试验情况,通过与海鸟SBE 917CTD所获取的数据资料进行对比和分析,找出了存在的问题和今后努力方向。     

SBE911plus CTD剖面仪的现场校正与数据处理

针对sBE911plus直读式CTD剖面仪在使用过程中传感器受环境等因素的影响而出现漂移的问题,着重阐述了现场分析和校正的方法.通过分析可以找出引起漂移的原因,计算出漂移斜率和漂移偏差.根据计算得到的结果进行现场校正可以消除传感器漂移引起的采样数据错误,为高精度数据的获取提供了保证.并且介绍了SBE911plus原始采样数据的处理方法,以及这个过程中必须注意的问题,如电导单元和水体热交换所引起的误差,以及船身起伏造成的数据"打结"现象的解决等.     

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。     

SZC15-4型多参数剖面仪设计

CTD是测量海水温度、电导率和压力的仪器,在海洋科学考察、海洋资源调查开发、海洋环境监测预报和海洋军事研究中应用广泛。SZC15-4型多参数CTD是国产SZC15系列CTD最新型号,用于测量海水的温度、电导率、深度和叶绿素浓度,适用于近岸海洋调查。文中介绍了SZC15-4型多参数CTD剖面仪的性能、工作原理、系统组成和工作流程。并通过海上试验,与SBE19CTD在相同环境条件、相同采样速率下作比测,通过对实验数据做相关运算得出SZC15-4型CTD与SBE19在温度、盐度相关性优于0.999 9,表明两种仪器具有很高的相关特性。     

适用于水下滑翔器的CTD传感器设计

为满足水下滑翔器连续获取海洋剖面水文动力高质量数据的应用需求,利用自主研制的电磁感应式电导率传感器,集成快速响应的热敏电阻与压力传感器,以PIC18F2520单片机为电路系统的核心控制器,设计出一种适用于水下滑翔器搭载的微型化、低功耗、重量轻的SZQ1-1新型CTD传感器。该CTD测量仪经实验室多次标定,数据质量达到海试要求。2016年10月,该CTD传感器与海鸟SBE19 Plus在青岛胶州湾进行了海试比测。海试结果证明,该CTD传感器与SBE19 Plus测量结果相近,实时获取的温、盐、深剖面数据精度满足水下滑翔器的搭载要求。     

潜标CTD的现场温盐比测方法研究

潜标温盐深剖面测量仪(CTD)在长期使用后仪器数据会发生漂移、准确度降低,对科学研究的正确性和可信性造成严重影响。本文依据船载CTD的作业内容,为SBE37潜标CTD设计了一种用于比测的CTD底托架,将大洋水体视为恒温槽,以SBE911船载CTD为比测标准,通过回归方法计算了潜标CTD的温盐传感器校准系数,并将该系数下获取的数据与未校准的数据进行比较。温度比测误差绝对值的均值为3.833 3×10~(-4)℃,原始误差绝对值的均值为5.500 0×10~(-4)℃,电导率比测误差绝对值的均值为2.166 7×10~(-4) S/m,原始误差绝对值的均值为2.333 3×10~(-4) S/m,以上结果证明,本文中设计的比测方法对提高潜标CTD准确性有一定作用。     

具有国际先进水平的CTD定标检测设备

在国家863计划的支持下，海洋技术研究成功研制了一套CTD仪器的校准设备，本文介绍了设备的组成，性能，设计经过与SBE设备进行了比较，表明该设备达到了EOCECTD设备的校准要求，同时，该设备是海洋技术研究所开发自有的高度CTD剖面仪的有力工具。     

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。     

CTD剖面仪现场定标和误差分析

CTD剖面仪是现场获取水文数据的主要仪器。准确的现场定标和误差分析对于保证水文测量的质量是至关重要的。对于海洋工作者来说,这两个课题都是非常敏感和重要的,本文就当前国内外CTD剖面仪的现场定标技术和误差分析方法的现状以及进一步发展进行了初步探讨,并提出几点建议。     

国产DW 1633 CTD与美国Sea-Bird 911 CTD南海剖面温度观测比对分析研究

为了检验国产温盐深剖面仪（CTD）的基本性能和观测精度,“嘉庚号”科学考察船于2021年夏初在南海开展了DW 1633 CTD和美国Sea-Bird 911 CTD的现场温度剖面观测比对试验。本次试验共获取剖面33个,最深4 180 m,最浅500 m,可实现对深海和浅海观测能力的同步检验。本文对两种型号CTD所获取的温度剖面资料进行了比对分析。结果显示,DW 1633CTD和Sea-Bird 911 CTD基本吻合,平均绝对误差为0.006℃,最大绝对误差为0.424℃,平均均方根误差为0.025℃。     

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.     

船载CTD仪与自动剖面浮标观测资料质量初探

海洋科学的发展离不开精确的数据,然而各种海洋观测仪器在复杂的海洋环境中作业难免产生测量误差,导致观测数据需要进行实时(或延时)质量控制。中国Argo计划在搭载多个航次布放剖面浮标的同时,对航次中获取的船载CTD(conductivity, temperature, and depth)仪观测资料、自动剖面浮标观测资料以及实验室高精度盐度计测量数据进行了实时比对。分析结果显示,利用实验室高精度盐度计对现场观测数据尤其是船载CTD仪观测资料进行质量控制,于温盐数据(特别是深层)的实时/延时校正非常重要;如某航次未经标定的船载CTD仪所测1000dbar以深范围内海水盐度,与实验室高精度盐度计的差值达到±0.1左右,远远落后于国内海洋调查规范对盐度准确度±0.02的一级测量要求,该具体实例更加突显了船载CTD仪在航次前后送往权威部门进行检测的必要性和重要性,从而确保每个航次获取的CTD资料的质量。建议有条件的情况下,在进行深海大洋船载CTD仪观测时要进行现场实验室高精度盐度计的质量控制工作及比对试验,以提高我国深海大洋观测数据的质量。     

911Plus CTD系统中溶解氧观测资料的校正方法探讨

对3次海上调查的CTD溶解氧观测资料与现场同步实验室测定的溶解氧资料进行了对比分析，反映了CTD仪器溶解氧传感器从开始使用到溶解氧膜失效整个过程观测数据漂移的变化趋势。证明溶解氧传感器中溶解氧膜6～9个月的使用有效期限，并给出了如何用现场实验室测定的溶解氧数据(Labox)对CTD观测的溶解氧数据(CTDox)进行溶解氧偏差(Diffox)校正的方法。为今后海洋调查中取得真实可信的溶解氧资料提供技术指导。     

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。     

深远海海域多波束水深测量声速剖面获取方法研究

声速是影响多波束勘测精度的重要的外部因素,它决定着声线跟踪的精度,并最终影响到测深精度。由于停船投放CTD时间成本比较高,探索经济高效的远海走航式多波束水深测量,特别是航渡测量期间的声速剖面获取方法成为现场测量人员急需解决的问题。在对HYCOM/WOA13数据与现场CTD数据进行了数据偏差分布、相关性等比对,验证HYCOM/WOA13数据适用性的基础上,提出了基于HYCOM模式数据、WOA13同化数据及单点历史CTD数据与现场XCTD/XBT多源组合的远海走航式多波束水深测量声速剖面获取方法。对比表明,该多源组合的声速剖面能较好反映施测位置的声速剖面情况,该方法对提高远海水深测量的精度和经济效益具有一定的借鉴意义。     

Argo浮标电导率漂移误差检测及其校正方法探讨

文章引入位势电导比(potential conductivity ratio)的概念,对一个在西北太平洋上观测时间长达4a的Argo剖面浮标进行了诊断分析,并利用现场CTD资料和简单的误差消除法,对该浮标由电导率传感器漂移所产生的盐度误差进行了校正处理,且与目前同际上公认的WJO方法进行了比较,发现利用现场CTD资料校正Argo浮标长期观测所产生的盐度误差更直观、更简便,其校正结果也是可信的。     

CTD测温滞后效应修正的一点探讨

由测温滞后效应引起CTD测量中盐度曲线的尖峰(SPIKE)现象已成为当今CTD测量技术发展的障碍之一。本文介绍一种应用计算机数据处理技术修正补偿测温滞后效应的方案,该方案不同于其它方法。它以实验数据为基础,经过曲线拟合计算得到一系列修正系数,根据热交换理论和定律推导的典型公式进行修正补偿,力求获得与海上现场情况更趋于一致的效果。     

拖曳式CTD测量技术研究

拖曳式CTD剖面仪是国家863支持的项目之一。文章叙述了拖曳式CTD的意义,介绍了拖曳式CTD的现状并与传统CTD剖面仪进行了对比分析。同时,探讨了拖曳式CTD剖面仪存在问题与发展趋势。     

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。