基于海洋气象漂流浮标的动态测风技术研究

利用海洋气象漂流浮标对海洋风数据进行观测具有成本低、可抛弃性的优势,然而,海洋气象漂流浮标在海上动态观测环境中传感器倾角不断变化且改变速度不确定,引起了较大的测量误差;针对这一问题,搭建了模拟海洋动态环境的测风实验平台,选用FT742-SM型超声波测风传感器对风速风向数据进行测量,并利用欧拉角模型和四元数模型对测风传感器姿态变化时的三个倾角进行解算;通过多次实验数据对比分析,发现传感器俯仰角θ和横滚角γ对风速风向测量影响最大,进而提出了多变量拟合的方法对所测风速风向数据进行误差补偿,补偿后的数据准确性得到了较大的提升;最后,结合真风订正算法设计了漂流浮标测风算法总流程,为后续的海洋气象漂流浮标测风提供了很好的参考价值。

基于北斗通信系统气象水文漂流浮标设计与实现

目前海洋监测大都采用锚碇浮标和Argos卫星通信技术,针对其监测范围有限、通信时限受卫星过顶时间限制、供电系统续航能力差、数据的安全得不到保证等问题,在参考已有的漂流浮标系统的基础上,设计一种新的小型化系统结构,在其经过的路径完成对相关海域的气象水文数据实时、连续、长期、准确地采集。为了最大限度地提高浮标运行时长,采用超低功耗微处理器、配置太阳能充电模块及为所有部件设置独立电源控制。浮标通信主要采用我国自主研发的北斗通信系统,不仅覆盖范围广,而且数据安全性能得到保证。实验测试结果表明该浮标数据采集及通信系统性能优良,对于深远海洋气象水文观测意义重大。

基于北斗通信的多参数锚碇浮标设计

利用我国自主研发的北斗通信系统,在参考地面气象观测系统的基础上,设计一种集成多种传感器的海洋气象水文浮标。以锚系浮标体为工作平台,建立海洋气象、海洋水文及海洋水质综合观测系统。在北斗卫星通信覆盖的海域范围内,实现定点、长期、连续、安全、准确地收集海洋气象、水文及水质数据资料,并将数据实时传输到岸基数据处理中心。

基于MSP430超低功耗海洋漂流浮标采集器的设计

为了满足远海气象水文监测需要,设计一种基于MSP430MCU海洋气象水文漂流浮标采集器;重点研究采集器电路设计及程序设计。为了最大限度提高采集器运行时长,采用超低功耗微处理器,供电系统采用锂电池与太阳能电池板,充电控制采用最大功率点跟踪(MPPT),并为所有部件设置独立电源控制;采集器运用国内自主研发的北斗通信方式,实现深远海气象水文数据采集。实际测试结果验证了系统的合理性和实用性,对于深远海洋气象水文观测意义重大。

基于MSP430海洋气象漂流浮标采集器的程序设计

随着国家对海洋发展战略不断推进,为满足海洋水文气象数据的监测全面化和智能化需求。在采用MSP430系列单片机硬件平台的基础上,重点阐述漂流浮标采集器的程序设计。采集器程序在结构方面采用模块化设计,在运行控制方面采用以事件驱动的处理模式。模块化的设计使整个程序结构清晰,运行效率高;程序控制采用事件驱动控制方式,即把各种操作处理定义为事件,在需要执行时,设置相关的事件标志位。在程序的主循环中查询是否存在需要处理的事件标志,如果有则执行相关的操作处理,执行完成后,退回到主循环查询处理中。得到了较好的运行结果。

深水连接器毂座止口结构优化设计方法

深水连接器作为水下生产系统的关键组成部分,潜水员无法辅助其完成安装过程,其自身对中性能的好坏至关重要。针对应用于1 500 m水深的?304.8 mm水平套筒式连接器毂座止口对中结构,将其进行参数化后,得到了其在不同对中形式下仍能满足要求时的参数约束条件,并研究分析了各参数与对中性能的影响关系。最后在角度偏离的工况下,考虑最大纠偏能力大于10°等约束条件,得到了相应的半无限多变量约束条件,以止口结构的最大纠偏量为优化目标,采用Matlab优化工具箱的fseminf函数优化出各参数的最佳取值。所得结果为深水套筒式连接器止口结构的优化设计提供了理论基础。

手持式低功耗气象数据采集器设计与研究

常规气象站观测具有一定的局限性,为满足现场实时气象要素测量需求,设计一种手持式低功耗气象要素采集器。采用低功耗微处理器MSP430,配置气象要素传感器、定位模块、显示模块等。并从软、硬件设计方面兼顾低功耗。实际测试结果验证了系统的合理性和实用性,该系统具有精度高、低功耗的特点,能够满足现场气象数据采集要求,可运用于环境、交通、农业、建筑施工等领域。

成都市主城区日供水量的气象相关性分析

采用成都市主城区日供水量数据,对日供水量与气温、降水、日照等气象要素进行相关分析,选取相关性较高的平均气温作为预报因子,建立逐月、逐季、逐年日供水量的简易预报模型,完成日供水量的1℃效应量分析。日供水量预报模型的建立,通过在自来水专业气象服务业务应用,对供水调度起到一定指导作用,并在一定程度上解决了供水调度存在的盲目性。