极区冰下浅表层声学监测浮标系统研发与应用     

李聪克  李丙瑞  陈燕  窦银科  左广宇  杨波  路通 《极地研究》2023,(2):251-267

北冰洋海域的水声学研究在冰下通讯、导航定位、目标探测以及海洋环境参数反演等方面起着重要作用。而研发集成极区冰下浅表层声学监测浮标系统,获取长期连续气-冰-海界面的主要环境参数数据及冰下声学特性信息,是开展冰下水文和声学环境特性研究的重要手段。本文研究了一种极区冰下浅表层声学监测浮标系统的设计,该系统主要由主控制模块、供电模块、数据采集模块、数据远程传输模块、远程监控中心五部分组成,通过各个模块的开发与集成测试、数据的采集与传输测试、野外试验等,实现了对极区气-冰-海界面主要环境参数以及冰下浅表层声学特性参数数据的持续观测。本系统于2021年8月在中国第12次北极科学考察任务中完成现场应用,在极地低温恶劣环境下运行可靠稳定,实现了包括水声数据在内的极区各项环境观测参数的远程传输。  相似文献   

海表面盐度的高精度预测模型          下载免费PDF全文

王颖超  柳青青  李洪平  赵红 《海洋科学进展》2021,39(1):37-44

为了建立高精度的海洋表面盐度预测模型,采用BP神经网络的方法,针对SMOS卫星level 1C级亮度温度数据和辅助数据建立了一种海表面盐度预测模型,以ARGO浮标观测值作为海表盐度实测值来检验新模型预测结果的准确度,同时利用验证集对模型的精度进行验证.结果表明:通过新模型预测的海表盐度(SSS0)比SMOS卫星的3个粗...  相似文献   

GNSS漂流浮标实时在线波浪测量技术及其软件实现     

王亚彬  刘杨  刘焱雄  乔方利  蒋暑民  王岩峰 《海岸工程》2023,(4):317-329

波浪是一种重要且复杂的海洋水文要素,对海浪进行稳定、长期、有效的监测具有重要意义。针对传统波浪观测设备价格昂贵、实时性差的问题,本文研究了基于全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）载波相位历元差分算法的漂流浮标实时在线波浪测量技术及其实现方法,包括硬件选型及组成、实时在线软件的设计思路和工作原理。通过比较分析近海及远海试验的实时回传测波结果,验证了GNSS漂流浮标实时在线波浪测量技术及其软件的可行性和精确性。在近海试验中,对比2套测试浮标实时回传结果与Datawell DWR-G4浮标事后导出结果,表明两者有效波高差值的均方根（Root Mean Square, RMS）分别为6 cm和4 cm,优于主流测波浮标产品技术指标（0.1 m+5%H,H为波高）,两者平均周期差异RMS分别为0.48 s和0.49 s,要素反演性能良好。在远海试验中,4套测试浮标实时回传的有效波高和平均周期结果与再分析产品呈现出较高的一致性。  相似文献   

低功耗双处理器漂流浮标系统     

江帆  魏兆强  马昕  陈朝晖 《海洋技术学报》2023,(5):44-55

漂流浮标具有结构简单、易布放、不需要额外动力等方面的优点，在海洋观测领域已经有了较为广泛的应用。然而现有的漂流浮标为了控制成本和整体功耗，搭载的传感器较少，在使用中能够采集到的数据种类较少，并且由于电子系统设计相对简单，一旦出现故障，无法解决，导致实际使用时长往往达不到设计使用时长。因此，本文以低功耗、高可靠性、多样化载荷为设计目标，提出一种具备扩展性的双系统漂流浮标的设计方案，能够尽可能地提高漂流浮标的可靠性，同时基于双系统设计了一种低功耗切换算法。该款漂流浮标系统可在主模块损坏时及时启用备用模块工作，并可对当前电池电量、工作环境状态及模块功能状况进行处理分析，根据分析结果实现对系统未来工作模式的决策，系统功耗降低了20%，同时实现了漂流浮标系统的长时序高效观测。  相似文献   

基于振荡水柱原理的大型海洋浮标供电系统设计及优化     

谭梦琳  刘臻  张晓霞  李开开 《海岸工程》2023,(4):341-350

大型海洋浮标需具备独立工作、连续监测、实时传输数据的能力,稳定、便利的供电系统是保障浮标正常工作的关键。目前应用较为广泛的太阳能与蓄电池的混合供电系统,受昼夜交替、日照时长和海上高盐高湿环境影响较大,维护成本高。而波浪能作为一种清洁能源同时具有获能不间断的特点,可以为浮标持续性供电。本研究设计了基于振荡水柱原理的大型海洋浮标供电系统,通过数值模拟计算,研究了装置在不同结构形式下的气动性能,计算结果表明波长气室直径比L_d=5.5、孔板面积比e=1.25%、波长气室间距比L_k=7时装置具有最佳功率与俘获宽度比,装置从基本尺寸经结构优化后,俘获宽度比从0.178 m^-1增加至0.260 m^-1,提高了约46.1%。  相似文献   

基于新一代Argos卫星系统的表面漂流浮标设计   总被引：1，自引：0，他引：1  

李文彬  张少永  商红梅  邬海强 《海洋技术学报》2011,30(1):1-4,40

介绍了改进的表面漂流浮标的功能、组成和设计过程.该浮标加装了Argos卫星收发器和GPS模块,相比目前的表面漂流浮标,该浮标具有数据传输有效性高,功耗低,采集数据量大,可双向通信等特点.浮标在布放后可通过网络申请对浮标参数进行设置,再由卫星将设置参数发送给浮标:浮标利用GPS模块对其直接定位,且定位精度显著提高.浮标测...  相似文献   

国产海洋气象漂流浮标运行评估分析          下载免费PDF全文

秦世广  雷勇  李肖霞  曹晓钟  王艳青  徐鸣一  周薇 《气象科技》2022,50(4):467-475

利用2017年西太平洋海域国产海洋气象漂流浮标（以下简称浮标）实时运行数据、定位数据及观测数据，对浮标有效寿命、文件接收率、数据到报率和数据可用性等主要指标进行了评估。结果表明,浮标漂流速度是反映仪器有效寿命的关键指标，4套浮标有效寿命分别为193.8 h、837.8 h、330.8 h和2766.9 h；有效寿命内浮标文件接收率和数据到报率分别为79.86%和98.74%、97.37%和99.88%、94.65%和100%、65.45%和89.66%。经浮标运行状态参数影响分析和质量控制算法验证，浮标数据可用率分别为98.90%、99.68%、98.31%和60.14%。浮标太阳能充电模块可以一定程度上增加浮标工作寿命，但不能阻止电源损耗，电源电压变化趋势预测结果表明浮标工作寿命在5550 h至8400 h，满足设计指标。  相似文献   

自持式剖面循环探测漂流浮标水下运动过程实例分析   总被引：1，自引：1，他引：0  

董涛  杨庆保 《海洋技术学报》2006,25(1):20-23

文章对正在研制中的“自持式剖面循环探测漂流浮标”完成一个剖面测量任务的过程,进行了运动分析和数值计算。数值计算结果与试验数据的对比显示,数值计算结果是可信的,这对了解浮标在水下的运动状态提供直观的帮助,并为浮标的海上试验提供了参考依据。  相似文献