PC-104 模块在水下原位化学分析仪器中的应用

使用PC-104 嵌入式平台作为控制模块开发了流动注射分析仪的控制和采集系统, 实现了载流驱动、进样控制及CCD(charge coupled device)光谱数据采集等复杂功能。结果表明: PC-104 模块在复杂控制和海量数据采集方面具有很好的实用性, 能大大缩短开发周期, 为结构复杂的水下原位化学分析仪的开发提供良好的控制采集平台。     

光纤光谱仪的研制及其在海水营养要素检测中的应用

基于交叉非对称的czerny-Turner结构, 研制了一种微型光纤光谱仪, 采用光栅分光、线阵CCD探测光, 基于复杂可编程逻辑器件及PC104设计CCD数据采集电路, 采样结果通过PC104总线上传至PC104工控机, 光谱仪及数据采集电路集成为一光谱仪模块, 约为96mm(宽)×104mm(长)×18mm(高), 该模块与PC104工控机之间通过PC104总线以“针”和“孔”形式层叠连接, 在具有体积小、功耗低、采样速度快等优点的同时还具有极好的抗震性, 非常适合于野外恶劣工作环境下的在线使用。将其应用于海水中铁等痕量元素及营养盐在线检测仪, 试验结果良好。     

水下荧光光谱探测装置控制系统的设计与实现

海水中有色可溶性有机物(CDOM,Chromophoric Dissolved Organic Matter,常称之为黄色物质)是影响海洋水色的三大成分之一,海水中CDOM的研究具有重要的意义。本文针对CDOM水下原位探测激光诱导荧光光谱探测装置开发了一套控制系统,该控制系统分为水上甲板控制和水下数据采集两部分,水上甲板控制部分通过8芯电缆与水下数据采集部分实现供电及通信,水下数据采集部分以PC104嵌入式工控机为核心,控制整体采集部分的工作,甲板控制部分通过远程控制软件来操控PC104以实现水下数据的采集和存储。实验室环境测试及近海现场实验表明,该系统能够可靠完成水下荧光光谱装置的控制和数据的采集及通信需求,实现海水中有色可溶性有机物的水下原位探测。     

基于虚拟仪器的网络化自动气象站设计

借助LabVIEW虚拟仪器开发平台,利用DAM-E3000系列数据采集模块,结合网络技术,设计了一套网络型结构的自动气象站。该系统实现了气象数据的网络化采集、数据处理、数据显示以及存储等功能。对传统的集中式气象站数据采集器的结构进行了改进和优化,方便了数据的网络化传输,提高了气象要素增减的灵活性。经过为期1 a的实验,证明所开发的开放式网络化自动气象站运行稳定可靠,数据采集及时准确,可完全满足实际应用的需要。     

融合4D地震技术提高宽方位角地震勘探能力

油藏成像有限公司（RIL）是苏格兰爱丁堡一家4D地震软件服务咨询公司,目前正进行宽方位角地震设计与质量控制（QC）研究,其开发的海上地震数据采集技术可用于墨西哥湾盐下等复杂地质构造的成像。     

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。     

北海区陆源入海排污口数据分析评价系统的设计和实现

以ArcGIS Engine技术为核心,以.net为开发平台,采用SQL Server数据库和C/S关系的多机系统,设计研发了"北海区陆源入海排污口数据分析评价系统"。系统包括数据导入模块、评价分析模块、公式管理模块和标准管理模块。系统通过监测数据质量控制功能,实现对监测数据的质量检验、评价和处置。对评价分析部分采取开放性设置,为后续评价方法的研发提供接口。系统集成的空间分析技术,实现了一键导出评价结果的功能,极大地方便和简化了复杂繁琐的制图工作,提高了海洋环境评价工作的效率。     

6000m电缆传输CTD剖面仪数据采集系统设计

介绍一种6 000 m高精度CTD剖面仪数据采集控制系统的设计。该数据采集系统采用超低功耗单片机MSP430作为系统主控芯片,为避免繁杂的控制内容干扰传感器数据采集,双CPU体系结构保证了高精度数据采集,同时完成系统控制任务,通过充分开发利用单片机自身丰富的集成模块和低功耗设计,提高集成度,降低功耗。CTD剖面仪在海上与进口仪器进行的多次现场比测试验,各项测量参数数据接近,趋势一致,证明该仪器性能接近国外产品,工作稳定可靠。     

海洋测量信息处理系统

根据海洋测量数据采集、分析与处理的需求，研制了由大地控制测量、海岸地形测量、水深测量、海洋重力测量和潮汐分析预报等模块组成的海洋测量信息处理系统。介绍了海洋测量信息处理系统的功能、特点及其应用。     

基于北斗的浮标用航标遥测遥控单元设计

针对现有航标遥测遥控控制单元存在的结构不合理及灵活性差的不足,通过北斗接收天线、北斗发射天线、北斗收发处理模块、监测控制模块和电源模块的开发,设计了分体式航标遥测遥控单元,解决了北斗模块难以更换、接收信号受阻等问题,对于建立浮标类航标的遥测遥控系统具有应用价值。     

南黄海辐射沙脊群海域的水深遥感

南黄海的辐射沙脊群海域地形地貌复杂多变,应用遥感技术来测量其水下地形不仅有可能,而且势在必行。在对沿海及长江口门内外遥感反演水下地形研究的基础上,选择沙脊群海域中有代表性的一块水域为研究区,同步测量其水下地形和水流、悬沙含量,用实测地形和MODIS影像数据建立水深反演模型,同时分析该区域的悬沙光谱特征,选择悬沙遥感参数,以MODIS数据的水深反演模型和沙脊群水域的悬沙遥感参数为依据,建立削弱悬沙影响的水深遥感模型,从而反演出1.5×104km2的辐射沙脊群水下地形。从反演结果看,所建模型的相关系数二次方的值为0.664,F-值为18662,平均绝对误差为1.52m,平均相对误差为24%,5~15m水深段的平均相对误差只有18%,反演效果较好。     

A long‐range and high‐resolution underwater acoustic positioning system

Abstract

It is desired to track the location of an underwater data collecting platform using acoustic range data. A long‐range and high‐resolution acoustic system for underwater locating has been investigated. The system provides continuous and highly accurate tracking of a platform referenced to bottom‐mounted buoys. Each reference buoy contains an acoustic transponder, which is used to obtain ranging data from the transponder to the platform. The transponder has a signal source that is phase‐modulated by a maximal‐length binary sequence and a correlation processing unit to be capable of detecting received acoustic signals with high SNR in a noisy environment or in attenuation due to long‐range propagation, and to identify multipath acoustic signals. The acoustic system has been designed and sea tests tried. The results of that experiment have yielded capability of a submeter underwater acoustic positioning system.     

浅海环境水声传播数据实测与仿真分析

搭建了一套水下录音记录系统,在复杂浅海环境进行了水声数据采集实验;对于水声采集数据进行了距离、频率谱分析,利用MIT开发的声学计算程序OASES针对声场进行了仿真分析。通过模拟结果和实测结果的比较,优化调整仿真程序的环境参数,分析发现影响声场分布的主要因素为沉积层压缩波声速与声源深度。通过这种方式,优化了仿真软件的环境参数,初步建立了比较准确的浅海水声环境仿真模型,取得了预期实验效果。     

FZF3-1型海洋资料浮标系统

介绍了我国自行研制的最新一代用于海洋环境监测的大型FZF3—1型海洋资料浮标系统，论述了该系统的总体技术结构、原理和性能，以及应用PC—104微机作为浮标数据采集控制系统的情况。     

基于能耗最优的TLP张力腿水下无线监测组网方法研究

张力腿作为张力腿平台(tension leg platform,简称TLP)的重要组成部分,服役水深大,动力学行为复杂多样。为了保障张力腿的结构安全,开展张力腿的水下全方位监测十分必要。文中以某TLP为依托,构建一套能耗最优的张力腿监测系统。首先,利用附加质量法对张力腿进行湿模态分析,结合有效独立法与模态置信度准则确定张力腿监测节点的具体布设方案;其次,以能耗最低为优化目标,基于遗传算法建立了水下无线组网监测方案,同时讨论了监测节点存在失效时监测数据传输路径改变方案;最终,得到一套能耗最优的TLP张力腿水下无线组网监测方法,以降低水下监测系统维护成本。     

海洋平台阴极保护监测系统的研制及应用

介绍了自行研制的海洋平台阴极保护监测系统，它由双电极电位测量探头，牺牲阳极输出电流测量探头，信号传输电缆系统和微机数据采集系统组成，并结合近10a其在南海北部近海石油开发区的应用和运行状况，对阴极保护监测系统的性能，作用及意义进行了系统论述，以期为进一步的工作奠定基础。     

一种智能水下机器人进行大范围海洋环境监测的方案与实验

采用智能水下机器人进行海洋环境的立体监测具有监测范围广,自主性强的特点。本文在探讨世界各国采用智能水下机器人进行海洋环境监测的情况的基础上,介绍了自主研发的智能水下机器人海洋大范围环境数据的自主采集系统,其主要优点是：相对于其他机器人,可实现“大范围” 海洋环境数据的采集;相对于固定式浮标,可实现海洋环境数据的“自主”采集。并给出了自主采集流程和软件分层递阶体系结构。在真实海域中,采用智能水下机器人,进行了国内首次大范围环境数据采集实航实验。实验结果表明采用智能水下机器人进行海洋环境的立体监测是切实可行的。     

In-situ survey of nanomolar manganese in seawater using an autonomous underwater vehicle around a volcanic crater at Teishi Knoll,Sagami Bay,Japan

We present the results of a chemical survey at a submarine volcano, Teishi Knoll, obtained using a submersible in-situ Mn analyzer (GAMOS) mounted on an autonomous underwater vehicle (AUV) platform. During this survey, high-resolution data of dissolved Mn were obtained in three dimensions in nearly real time. The AUV enabled continuous detailed observations along a preprogrammed pathway, which could not have been performed with conventional CTD hydrocasts. During this observation, anomalously high dissolved Mn concentrations were obtained within the crater, corresponding to high water temperatures. The anomalies might be a hydrothermal signature due to volcanic activity from the crater.