DZZ4型数据采集器气温通道校准结果的测量不确定度评定

根据自动气象站数据采集器现场校准方法和测量不确定度评定方法,以JJQ1型自动站信号模拟器作为标准器,校准DZZ4型自动站数据采集器气温通道各点的示值误差,介绍其示值误差的测量不确定度评定方法。根据建立的数学模型,分析各项标准不确定分量来源并逐项评定,最终完成测量不确定度评定:该数据采集器气温通道在-30℃,0℃和50℃三个校准点,扩展不确定度均为U=0.06℃,k=2。     

水下成像声纳计量测试及量传溯源技术研究

为保障水下探测量值准确可靠,研究水下成像声纳计量测试方法及量传溯源技术。基于大型试验水池和位移/回转机构,采用比较校准法对成像声纳声学参数和几何参数进行了计量测试,以全站仪、标准水听器、信号采集器、标准目标块套组作为计量主标准器,完成了对成像声纳工作频率、波束宽度、成像距离和鉴别阈的计量性能试验。参考标准值与标称值比对结果表明,被检成像声纳工作频率示值误差0.059kHz,垂直波束宽度示值误差-0.07°,水平波束开角示值误差1.3°,成像距离优于180m,鉴别阈5cm,并给出了测量结果的扩展不确定度。海洋测绘仪器计量标准的建立,有助于规范评价国内外产品的关键性能,保障测量成果质量。     

简谈HY361型区域自动气象站的维护维修

为保证区域自动气象观测站的正常运行,确保区域自动气象站能实时提供连续、可靠的气象观测资料。文章介绍了主采集器为HY361型区域自动气象站的主要组成,描述了HY361型主采集器、6要素传感器的工作原理及部分技术要点,全面介绍了区域站各组成部分的日常维护方法及注意事项,对区域站"全部或部分数据缺测"故障原因、分析思路、维修测量方法、判断依据等作了比较详细、准确的阐述。     

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。     

温湿度传感器相对湿度示值误差测量结果的不确定度评定

依据JJF 1076-2001《湿度传感器校准规范》,以二级分流式湿度发生器、精密露点仪、精密露点仪温度传感器为标准器,以VAISALA的HM70型手持式温湿度传感器为研究对象,开展温湿度传感器相对湿度示值误差的试验研究,给出其测量结果的不确定度评定方法和步骤。在相对湿度10%RH~90%RH时,HM70温湿度传感器测量结果的扩展不确定度为1.2%RH~1.7%RH(k=2)。     

高频地波雷达天线方向图校准方法研究

高频地波雷达是一种大范围获取海流场的有效手段,已经获得大量应用。为了保障观测数据质量,需要重视设备运行维护环节,其中就包括天线方向图校准。本文首先分析了单频信标天线方向图校准方法相比其他几种校准方法的优点;然后完善了单频信标校准系统,设计了信号频率可调的单频信标,研究并实现了SeaSonde雷达的方向图校准方法;接下来,将新校准系统用于南姜站SeaSonde雷达的天线方向图测量,实测方向图与CODAR应答器测量结果基本一致,通过ADCP与雷达径向流场的比测试验进一步证明校准方法有效;最后总结了使用单频信标校准方法的注意事项。     

数据采集系统中自动校准技术的研究

为使海洋观测设备在室外恶劣环境条件下仍可实现高可靠性、高准确性的自动数据采集,从而实现无人管理工作,介绍了数据采集系统的自动校准技术,即通过一个校准输入通道,产生两个高精度的基准信号,用软件的方法对模拟测量通道进行校准,以保证测量准确度。此技术已经过实验论证,并在海洋监测、气象、环保等方面取得了广泛的应用。要保证自校准电路正常工作,选择一个高稳定性基准源,是本设计的一个关键因素,要求基准源必须具有高精度、低温度系数和高稳定性。     

高分辨图象声纳目标模拟器的设计

高分辨图象声纳在小目标的探测和识别中扮演重要角色，目标模拟器是图象声纳设备调试的主要仪器之一。文章讨论了模拟器信号发生的机理，分析了近场和远场声基阵输出的信号模型。给出了利用该仪器测得的某型图象声纳的波束图。     

表层水温表测量结果不确定度评定

文章以表层水温表为研究对象,根据JJG 289—2005表层水温表检定规程的要求,以计量标准器二等标准铂电阻温度计及配套设备制冷恒温槽为基础,详细分析了表层水温表温度测量值的不确定度来源,从而得到表层水温表温度示值误差的扩展不确定度,并给出了减小合成标准不确定度的方法。     

多波束声纳计量测试系统设计

为满足多波束声纳量值溯源与传递需求,设计多波束声纳关键参数的计量测试系统。基于大比尺原型深水港池和多维运行控制机构,通过水下横向测距代替垂向测深的方式对多波束声纳进行了测深准确度与有效条带宽度的计量测试。阐述了测试系统的主要组成和测试方法,给出了本测试系统测深结果的扩展不确定度。参考标准值与示值(或标称值)比对结果表明,被检多波束声纳测深示值误差小于0.2%,条带宽度误差小于7%。为规范水下声纳设备技术指标校准,指导多波束声纳计量标准建设提供参考。     

嵌入式硬件在环UUV模拟器的设计及实现

针对 UUV 对高逼真仿真的需求,设计了嵌入式硬件在环 UUV 模拟器。 选用 XMC4800 作为模拟器的主控芯片,设计了最小系统电路和通信接口电路。 给出了数据流图和主要软件算法,包含任务调度算法、任务优先级设计、UUV 模型选择、干扰模型选择和 CAN 应用层协议设计。 模拟器具有多种工作模式, 可以根据不同的应用场景,完成相应的硬件在环仿真,对 UUV 的研制、生产和使用具有一定的参考价值。     

海洋站数据采集器的设计要点

本文结合海岸基／平台基海洋自动监测系统数据采用集器的研制，探讨设计海洋站数据集器的方法与要点，介绍数据采集器硬件资料和硬件配置，各模块的主要功能及数据采集的技术参数。     

具有运动补偿高精度海洋气象多参数模拟仪的研制

针对船舶气象仪的综合检查过程中检测周期长、人工排查效率低以及传统的自动气象站传感器信号模拟器的模拟精度低,没有相关运动补偿算法导致此类系统不适应海洋船舶应用环境的问题,对气象要素传感器的高精度信号采样电路、信号输出、软件滤波和运动补偿等方面进行了研究。通过分析传感器和船舶气象仪的原理,设计了各个气象参数的采样电路、信号模拟电路、触摸屏、GPS和电子罗盘采样与模拟电路,并在近海测试过程中进行了运动补偿模型测试,并基于STM32微控制器进行了该仪器的系统检测实验。研究测试结果表明：该系统具有低功耗、高可靠性、高精度的特点,能应用于海上环境,同时具有对船舶实时定位、气象要素实时模拟和采集、运动补偿多项功能。并且本系统精度在运动补偿后,系统测量方差为0.019 3 m/s,精度提高至接近真实值,均符合《海洋调查规范第3部分：海洋气象观测》的标准。     

标准海水研究现状及其应用

标准海水作为海水盐度量值的标准物质,广泛用于检定和校准海水盐度测量仪器和装置.主要介绍两种标准物质-中国-级标准海水和中国系列标准海水,系统介绍我国现阶段标准海水的制备,封装工艺,保存方法,并阐述其在使用过程中的注意事项.     

电子罗盘校准方法的设计与实现

电子罗盘在波浪浮标中用于实时提供波浪浮标所处的方位.为解决嵌入了Matlab的电子罗盘校准系统可移植性差、过程繁杂、运行速度慢的问题,设计了新的校准系统.将由14位串行A/D转换器Max194从波高数据采集系统中获得的模拟信号转换成的数字信号接入到微控制器中,微控制器负责控制方位数据的采样频率和A/D转换芯片,再利用串口转换芯片将输出的电平信号转换成RS232信号,由计算机对此进行处理.该系统采用了绘图功能完备、处理速度出众、可移植性好的ProEssentials结合VC++来处理多功能方位测试台采集到的方位数据,并绘制成采样数据比较图和误差图,来直观地展现电子罗盘的误差情况.实验测试表明,该电子罗盘校准系统具有可移植性好、功耗低、稳定性强、运行速度快的特点.该校准系统已经广泛应用于波浪浮标、3m浮标等的生产中.     

基于GPS的水下导航算法误差仿真研究

首先介绍了水下导航算法,采用GPS和水下参量测算相结合的方案,即当运行器在水下运行时,利用电子罗盘测量运行器的相对航向,水流传感器测算运行器的相对速度大小,利用学习阶段计算出海水流速,在水下运行器潜行时进行船位推算导航,用GPS精准的定位信号进行导航误差的校正。此算法精度的高低很大程度上取决于用来进行水下参量测算的传感器和用来方位校准的GPS。文中从各个传感器的误差着手,通过模拟仿真详细分析了电子罗盘、水流传感器和GPS的误差对导航精度的影响,对工程应用具有实际的指导意义。     

海洋的固有光学特性──根据荧光测量结果反演有色溶解有机质的吸收系数

在西北大西洋、墨西哥湾及蒙特里湾,沿5条航线,确定了包括湾流、环流（LoopCurrent）、陆坡、陆架及近岸水域中有色溶解有机质（CDOM）的吸收和荧光发射之间的定量关系．提出了确定CDOM荧光的方法,该方法使实验室之问的结果能相互比较并能进行航空荧光测量结果的校准。它是使用水的拉曼信号作辐射测量的内部标准,使用硫酸奎宁作外部标准的基础。在现场观测的荧光最大变化率为36％,而在西北大西洋内的变化率仅为12％。给出了用于以水的拉曼归一化荧光发射的航海和航空测量结果,反演CDOM在355和337nm波长处的吸收系数的算法,该荧光发射是由355和337nm波长激励产生的。     

Kraken声场建模下目标辐射噪声模拟技术研究

水面目标辐射噪声模拟技术是测试被动声呐系统、目标识别定向及水声软对抗的关键技术。通过对辐射噪声信号特性的描述及分析,建立了水面目标频域线谱及连续谱分量的数理仿真模型。针对水声信道影响因素,将Kraken简正波声场模型与信号本身特性有机结合。以1/3倍频程滤波带宽算法为基础,完成了对宽带FIR滤波器组的设计。采用现在应用广泛的GPU(Graphic Processing Unit)并行加速平台,实时实现了目标噪声模拟器整体架构,大大降低了系统硬件资源的消耗。通过对模拟器输出信号进行数理分析,证明了该模拟器能较好地实现水面目标的辐射噪声特性,具备良好的科研应用价值。     

多瓶自动采水器首次进行海上试验

海洋技术研究所研制的多瓶自动采水器,今年六月二十日至七月六日参加了“向阳红16号”远洋考查,在太平洋上进行了首次深海采水试验,获得了较好结果。多瓶自动采水器其显著的特点就是能自动采取选定深度层次的水样。它是通过深度传感器测深,给出深度信号,用该信号控制采水器的释放机构,使采水瓶在选定的深度上自动进行采水。     

线性温度计与线性校准技术

本文简述了一种海洋线性温度计的测温电路和显示电路的设计原理,并以此为例,重点讨论了线性校准技术,给出了数学公式及现场校准方法。该技术也适用于其他线性直读仪器。