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深海走航投弃式剖面仪由于信道的时变特性,严重影响信号传输的准确性,成为深海走航投弃式剖面仪进一步发展的难题。针对该类信道进行了深入分析,首先提出了信道模型的建立方法,建立了准确的信道模型传递函数,并在此基础上,讨论了在3 000 m长传输线下,不同特性阻抗参数对信号传输性能的影响。通过分析可知:(1)在负载端使用大电阻可以极大地降低水上线轴电感量变化对信号的影响,最佳电阻取值为10 MΩ;(2)通过提高水下线轴电感量的方法可以提高信道相位延时的稳定性,从而提高DPSK信号解调的准确性;(3)为了让负载端获得稳定的幅值增益,要减小分布电容的数值,在信道中加入容性元件会降低信号幅值的稳定性,降低信号的传输质量。通过本文的分析,可以进一步明确对该特殊信道阻抗匹配方法,优化信道硬件电路模型,加快走航投弃式剖面仪向深海进军的步伐。 相似文献
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目前,国内外深海走航式XCTD剖面仪信道探测深度在2 000 m范围内,采用阻抗时变金属有线信道的传输方式严重影响了信号的传输质量,成为XCTD大深度测量的难点问题。首先阐述了信号传输DPSK相位解调方法,其次分析了2 000 m测量范围内信号传输的相频特性,进而重点讨论了时变电感、电容量、传输频率对传输信号相位的影响,提出在大深度测量中,时变电感量是影响相位变化的最主要原因,引起相位变化率超过40%,甚至产生振荡,最终提出通过串联固定电感量的方法,使整个测量范围内相位的变化率控制在5.9%,大大提高了DPSK信号解调的准确性,提高了XCTD剖面仪传输信号传输的稳定性。该文的研究结果为深海走航式XCTD剖面仪在大深度测量中提高信号传输质量提供了解决问题的办法,也值得深海走航式XBT、XCP等同类产品参考借鉴。 相似文献
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为了提高深海投弃式剖面仪ASK频带传输的可靠性,提出了RS-CC级联码的解决方案。首先,从信道模型入手,分析了XCTD时变信道的特点;其次,根据信道环境存在复杂噪声的特点,分析了信号在传输过程中可能产生的错码类型,设计了(255,223)RS码+(8,255)交织器+(7,1/2)卷积码的算法结构;最后,针对XCTD的工作特点,分析了不同探测深度、传输频率和噪声量级条件下信号传输的误码率。仿真结果表明,RS-CC级联码的编码方案能够保证XCTD以高传输频率在大深度、大噪声环境中测量时较高的数据传输可靠性,对提高深海投弃式剖面仪传输性能提供了一种新的研究思路。 相似文献
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由于XCTD(抛弃式盐温深)剖面仪下沉到一定深度后信号传输严重失真,传输电缆动态展开后的线间电容对信号的完整性传输的破坏性越来越大。根据具体应用环境建立了XCTD电缆电容计算模型,然后从理论上建立了平行电缆电容和偏心电缆电容的数学公式,最后采用Comsol Multiphysics进行建模仿真。结果表明,理论计算验证了Comsol平行电缆电容仿真模型的正确性,并进一步采用该方法计算出更为复杂的水下电缆的电容值,其对分析我国自主研发的XCTD剖面仪深水信道信号传输完整性具有重要的参考价值,为该课题的深入研究提供了一种全新的建模方法。 相似文献
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提出采用单模光纤作为XCTD的传输信道,首先对使用漆包线作为传输信道所面临的难题进行了简要的分析;其次,分析了单模光纤技术优势;最后,针对XCTD工作环境中海水温度变化对光纤传输信道带来的影响进行了理论研究和实验验证,实验结果表明,单模光纤信道在海水介质及0~20℃海温变化下,以10 MB/S的传输速率传输数据时误码率为0,且损耗变化几乎可以忽略,大大提高了信号传输的速率和传输稳定性,实验结果说明采用单模光纤作为XCTD的传输信道具有一定的可行性。 相似文献
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《海洋通报(英文版)》2015,(1)
XCTD作为深海探测的一种最为重要的仪器,是深海水文数据获取的重要手段,但传统的金属漆包线信道存在一些难以解决的技术问题,成为XCTD发展的主要瓶颈。针对这一问题,本文提出采用单模光纤作为XCTD的传输信道。本文首先对使用漆包线作为传输信道所面临的难题进行了简要的分析;其次,分析了单模光纤技术优势;最后,针对XCTD工作环境中海水温度变化对光纤传输信道带来的影响进行了理论研究和实验验证,实验结果表明,单模光纤信道在海水介质及0~20°海温变化下,以10 MB/S的传输速率传输数据时误码率为0,且损耗变化几乎可以忽略,大大提高了信号传输的速率和传输稳定性,实验结果说明采用单模光纤作为XCTD的传输信道具有一定的可行性。 相似文献
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针对国产走航式声学海流剖面仪的应用性能进行评价,为用户及生产厂家提供借鉴。首先,就国产走航式声学海流剖面仪的实际数据,从不同角度和层面,全面分析和考察了其测量数据的各项性能,有针对性地绘制了各类图件,并通过数据质量、数据有效性、测流精度、测流深度等各方面的分析比对,对国产走航式声学海流剖面仪做出定性评价。其次,通过与国外同类仪器的以往应用情况进行对比分析,发现在船只转向和往复航行、加速和减速航行、高速航行时,国产走航式声学海流剖面仪表现更佳。最后,基于应用中的不足给出相关建议。 相似文献
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随着国产投弃式温深仪(XBT)性能的提高,其使用范围和规模也逐步扩大,受某专项办的委托,厦门大学在南海东北部开展了"海洋监测设备适用性检验规范及海上试验研究(国家863计划)"项目,针对海洋技术领域研发的技术较为成熟、具备产品化条件的XBT开展检验与验证,对国产XBT的性能和实际使用情况进行分析和总结。试验中,在不同站点进行温盐深仪(CTD)现场测量,以此数据为真值对国产和进口XBT精度做评估。在较高速度走航测量时,则以进口XBT数据为参照,对国产XBT进行评估。试验结果表明,国产XBT整体上表现良好,成功率大概为80%,有些型号的国产XBT精度与进口XBT精度接近,但国产XBT无效剖面较多。同时也发现,进口XBT的精度无法满足预期比测的要求,不能准确计算出国产XBT精度,但结果仍然具有参考价值。本次试验可以为国产XBT的规模化应用和推广提供数据支持,也可为其他型号XBT/XCTD/CTD等仪器的比测提供借鉴。 相似文献
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《海洋技术学报》2021,40(2)
海水声速剖面的准确获取对于利用多波束声呐系统进行水深测量至关重要,而传统的声速剖面获取方式都需要停船进行测量,导致海上调查作业效率较低。为了解决该问题,本文首先介绍了温盐深剖面测量仪(CTD)和抛弃式温盐深剖面测量仪(XCTD)间接测量声速剖面的原理,然后对"海洋地质六号"调查船在同一站位及时间利用CTD、XCTD和AML PLUS SV声速剖面仪测量得到的声速剖面进行了一个对比分析。研究结果表明,三者测量得到的声速剖面在相同水深处声速互差引起的水深差值最大为0.130 9 m。在多波束水深测量过程中,可考虑使用CTD和XCTD间接测量获得的声速剖面代替声速剖面仪直接测得的声速剖面,通过合理布设CTD站位以及使用XCTD来提高海上多波束水深调查的作业效率。 相似文献
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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。 相似文献
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XCTD定标方法研究 总被引：2，自引：0，他引：2
文章简要介绍了投弃式电导率、温度、深度剖面测量仪(XCTD)的定标原理,并对现行的两种定标方法—五点定标和三点定标方法进行了比较研究。指出:与五点定标相比,三点定标方法具有高效、快速的优点,更适于大批量生产的要求。 相似文献
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《海洋技术学报》2021,40(3)
为优化海洋动力参量拖曳式剖面测量系统(Underway Conductivity-Temperature-Depth instrument,UCTD)探头下降速度与稳定性,达到设计测量深度,提高观测数据质量,本文利用外型曲线解析式和探头基本运动方程完成初步设计,通过Fluent软件建立UCTD探头的流体动力学分析模型,计算相应的阻力系数,对其进行结构优化和重量调整,以满足技术指标的要求。2017年春季航次海试数据验证了数值仿真计算与探头结构设计的科学性和合理性,研究结果为UCTD探头水下运动规律研究和探头的设计提供参考。作为走航温盐剖面测量装置,UCTD可以快速、低成本地获取海洋水文剖面资料,广泛应用于海洋环境监测、海洋科学研究以及军事领域。 相似文献
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国家海洋技术中心根据科研需求研发了抛弃式温度剖面仪(XBT)等一系列抛弃式产品.针对2014年8月份在西太平洋海域投放的XBT和XCTD所获取的温度数据进行对比分析,单剖面结果显示两者相关系数达到了0.95,在温跃层处出现温度差,断面标准差分析结果为200 m以上温跃层处较大而200m以下标准差较小,最大和最小标准差值分别为0.39和0.08.温度断面分析结果显示两者在同样的位置出现等值线的凹凸现象,对大洋水团特殊物理海洋现象描述基本一致.分析温跃层处两者温度存在偏差的原因有3个:不同传感器的不同响应时间引起的误差、深度测量公式的误差以及传感器本身的测量误差影响.国产XBT的数据质量较好,总体上性能能满足对环境复杂海域的快速走航观测,数据质量准确度和可靠性都较好. 相似文献
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海洋温度的变化会显著影响水下声传播、生物活动、气象和洋流等现象，温深是反映海洋变化运动规律的基本参数。投弃式温深剖面仪（Expendable Bathythermograph，XBT）、温盐深测量仪（Conductivity Temperature Depth，CTD）、全球海洋实时观测网（Array for Real-time Geostrophic Oceanography，Argo）等是目前进行海水温深测量的主要仪器。其中XBT因其现场测量简便、效率高、硬件成本低等特点，正在被大规模使用。本文主要介绍有关海洋温度测量的背景及演化历史，分析对比了国内外相关仪器设备的发展现状，总结了国产化产品还存在的差距和不足，另外对传感器、结构设计、数据通讯传输、数据后处理、可靠性研究等关键技术和研究热点进行了详细介绍，最后对未来无人平台的技术发展路线给出了思路和见解，开展投弃式温深剖面仪的相关技术研究和产品研制对实现国产化有积极的推动意义。 相似文献
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投弃式温度剖面测量仪 (Expendable bathythermograph, xBT) 以 及 投 弃 式 温 盐 剖 面 测 量 仪 (Expendable Conductivity-Temperature-Depth profiler, xCTD)是观测海洋温深/温盐深剖面的重要仪器,由于其易于操作,成本较低且技 术成熟,因此被广泛地应用于海洋边界流、海洋热含量、气候变化和经向热输送研究。本文首先介绍国内外 xBT/xCTD 仪器 的发展及其现状,然后针对国际上 xBT/xCTD 仪器的误差来源以及数据处理过程中存在的问题进行分析,并对较为先进的数 据校正方案及其应用进行了方案调研和比对。最后,本文总结当前 xBT/xCTD 在国际合作项目中的应用现状,并对国内外相 关的数据处理方法进行总结归纳,对目前 xBT/xCTD 仪器存在的问题以及未来的发展趋势进行进一步的探讨,为国内投弃式 剖面测量仪的数据处理方法的进步和仪器的进一步发展提供了参考。 相似文献
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声学多普勒流速剖面仪(ADCP)是对海洋内波监测的有效手段,但受到仪器本身和复杂的海洋环境噪声等影响,走航式ADCP记录的海流数据存在大量噪声,且混有流速异常值。为了进一步提高海洋内孤立波的提取精度与准确性,本文针对走航式ADCP海流数据特点引入IGG3方法的权函数因子,设计了一种抗差Vondrak滤波器,并与快速傅里叶变换、小波分析和滑动平均3种传统滤波方法进行对比,以验证抗差Vondrak滤波方法的有效性与优越性。研究结果表明,抗差Vondrak滤波方法不仅可以有效地滤除流速噪声,还可以自适应剔除海流观测数据中的异常值,由其提取出的内孤立波准确且各层水平流速清晰。因此,与传统滤波方法相比,抗差Vondrak滤波方法在内孤立波提取方面具有一定的优越性。 相似文献
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