投弃式海流剖面测量仪测量原理研究

根据投弃式海流剖面测量仪的测量原理建立了二维海流运动感生电场离散和连续模型,通过模型推导得到了海流与感生电场间的关系公式。通过对海流感生电磁场的分析,对海流测量的基本方法进行了研究,通过感生电磁场的量级的计算,确定了投弃式海流剖面测量仪研究的主要方向和关键技术。

投弃式海流电场剖面仪中模拟电路的研制

投弃式海流电场剖面仪(XCP)是利用海流切割地磁场产生感生电场的原理进行快速测量海流的观测仪器,在地磁场稳定的情况下,感生电场的大小主要取决于海流的速度。因此,通过测量海流产生的感生电场便可以研究海流的运动特征。本文研制了用于XCP中的模拟电路,实现了对XCP中电极信号、罗盘线圈信号及温度信号的采集预处理。所设计模拟电路主要实现以下功能:(1)通过INA128放大电路实现对电极信号与罗盘线圈信号的多级放大处理;(2)考虑到电极信号与罗盘线圈信号均为频率16 Hz左右的信号,在电路中加入中心频率点为16 Hz的二阶带通滤波电路以提取有效信号;(3)进行硬件电路补偿,在一定程度上克服XCP探头下沉引起感生电场的强干扰。实验测试结果表明,所设计模拟电路稳定可靠,可以实现滤除噪声,提取前端微弱信号并进行多级放大,满足实际应用需求。

投弃式海流电场剖面仪研制

本文分析了投弃式海流电场剖面仪的发展,简介了海流感生电场的基本原理,提出了投弃式海流电场剖面仪的技术方案.根据投弃式海流电场剖面仪的实际需求,研发了XCP海流电场传感器,并通过XCP探头的自旋转(16r/s),实现了将海流电场信号AM调制并频移至海流电场传感器的超低噪声频段,解决了在高噪声背景下快速测量纳伏级微弱海流电场信号.设计实现了XCP探头前端弱信号处理电路,对海流电场微弱信号进行滤波提取的同时可实现对海流电场同向分量进行硬件电路补偿,在一定程度上克服了XCP探头下沉引起感生电场的强干扰.在XCP探头内部采用SoPC技术实现对海流电场信号、罗盘线圈信号和温度信息的快速测量及其数字化处理,并将数字信息以UART协议及LVDS物理层数传方式发送到XCP浮筒端.开创了长度2km、直径0.1mm漆包线动态数据传输技术,解决了XCP探头和XCP浮筒之间的数字化数据传输问题.根据XCP探头所采集的海流电场信号与罗盘线圈信号的同相分量In、正交分量Qn、基线量Bn数据,研究了XCP探测方法,从而计算出了海流的东向与北向相对速度分量VEr、VNr.采用所研发的XCP,在我国南海海域首次采集到海面至海下千米深度的XCP海流电场信息和海洋温度信息.

一种投弃式快速海流剖面观测仪器

文中介绍了投弃式海流剖面测量仪的基本组成、工作方式和基本工作原理,在此基础上分析了该类设备的适用范围。

投弃式温盐深测量仪发展概述

投弃式温盐深测量仪(expendable conductivity temperature and depth,XCTD)是一种先进的海洋动力环境要素测量仪器,能够在各种民用、军用船只、飞机或者潜航器上使用,用以快速获取水下环境信息数据。其使用灵活、快捷经济、操作简便,是海洋调查的常备仪器,也是对海洋环境监测浮标、潜标、船载CTD等传统测量仪器的重要补充。目前,投弃式温盐深测量仪因其测量投放简便、测量效率高、硬件成本低等特点,在海洋剖面观测领域中被大量使用。为了了解国内外发展的差距,明确该领域未来发展方向,从投弃式海洋仪器设备的分类谈起,通过对比分析和归纳总结,阐述了投弃式温盐深测量仪的国内外发展现状,对比了国内外投弃式温盐深测量仪的主要差距,重点介绍了潜射式温盐深仪(SSXCTD)的工作原理及关键技术,总结了在潜射式温盐深仪的研究领域需要加强研究的方向。

采用RS-CC级联码提高深海投弃式剖面仪传输可靠性的研究

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。

国产走航式声学海流剖面仪的应用分析

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。

海洋投弃式温深剖面仪应用发展概述

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。

自容式海流剖面测量系统的研制

随着海洋声学技术的应用和相关理论的深入研究 ,人们发现 ,将其应用于海洋监测是目前 ,也是今后相当长时期内最重要、最有效的手段之一。本文结合海洋领域的一些重要课题以及正在进行的研究开发工作 ,介绍一种自容式海流剖面测量系统。

基于曲线拟合的投弃式剖面仪电感量算法

本文研究的结果,为深海走航投弃式剖面仪在大深度测量的信道分析过程中电感量的计算提供了一种可行的计算方法,对于深海投弃式剖面仪信道分析的研究具有一定的意义。

声学多普勒海流剖面仪误差源分析

介绍了声学多普勒海流剖面仪的测速原理,推导了多普勒海流剖面仪的速度解算方法,同时指出测量中存在的误差源并对其进行分析,研究了消除或减小误差的方法,为提高多普勒海流剖面仪的测量精度提供了理论依据和可行的方法。

ADP和S4海流计测量结果比较分析

声学多普勒海流剖面仪(以下简称ADP)和S4海流计是靶场水文测量的重要设备。根据某型试验任务水文测量的实际,简要介绍设备工作原理和测量方法,通过流速测量结果,验证了两型设备的测流性能,并从设备载体、安装条件等方面分析了造成测量误差的原因。

海流测量技术综述

简单介绍了海洋流场及测量方法,阐述了海流测量设备的分类、原理和应用的局限性,最后简单介绍了我国目前海流测量设备的研究现状。

深海走航剖面仪目标探测信号传输率优化仿真

现有单载波传输方式下,深海走航投弃式剖面仪的信号幅值会随信号速率增大而剧烈衰减,从而使得信号传输准确性降低,严重影响了信号传输速率的提高。提出了对抗信道衰落和窄带干扰的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术,以增加载波数量来提高信道带宽利用率,在保证准确性的同时提高投弃式温盐深剖面仪(Expendable Conductivity-Temperature-Depth profiler,XCTD)信号传输速率。设计了基于SIMULINK平台的OFDM算法仿真系统,从XCTD信道模型入手,针对不同的传输频率、探测深度和噪声量级,分析了OFDM算法与ASK、DPSK单载波的传输方式。通过OFDM算法与单载波传输方式对比的仿真结果表明,OFDM算法对于提高XCTD信号传输速率具有较高的可行性和有效性,对提高深海走航投弃式剖面仪信号传输速率的研究提供了一种新的思路。

定点垂直升降剖面测量系统

介绍了定点垂直升降剖面测量系统的设计与实现。该系统测量平台可搭载盐温深测量仪(CTD)、海流计等多种传感器,沿系留钢索上下移动,进行剖面数据的循环采集,并将测量结果记录下来。

声相关流体速度测量理论和信号处理方法

研究了测量流体速度的声相关测速理论和信号处理方法。获得了在声呐阵夫琅和费区域内适用的声呐阵时空相关函数,它是指数函数,这是相关测流速的理论模型。重点研究了时空声相关函数最大值附近的特性,它包含流速的主要信息。提出了局域最小二乘估计作为速度估计准则,采用序列二次规划作为最优化的方法,由此建立了声相关流速测量的信号处理方法。进行多次海上系统试验,验证了理论模型；给出了声相关海流剖面仪测得的流速、流向和流速剖面,与声多普勒海流剖面仪进行了对比,结果符合；最后给出了声相关海流剖面仪的测速均方差,稍大于理论值。

遥测沉浮式数采站

介绍了美国 Apprise Technologies公司近期研制并广泛使用的一种遥测沉浮式数采站 ,作者探索了其自动沉浮的控制原理 ,并与常规监测方式进行了比较。该监测系统包括现场沉浮式数采器和岸上接收器两部分。沉浮式数采器可按预定程序在表层至一定深度范围内作下降和上升运动 ,完成监测站的水文及水质的剖面监测和气象监测。这种工作方式比船用绞车监测方式有许多优越性 ,可广泛用于近岸浅海、湖泊和水库 ,监测现场水质。

基于嵌入式系统辙叉X-Y剖面测量仪的研究

一、研究背景 辙叉一般由叉心、翼轨和联结零件组成,是使铁路列车车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的设备。由于我国铁路高密度、大运量、大轴重、客货混跑的特殊运输条件,辙叉在使用过程中受到车轮巨大交变冲击载荷作用。在接触应力的作用下,轨顶面次表层不断产生层状剥落,最终导致辙叉磨损到限失效。而辙叉磨损病害是引起列车运行不平稳的重要原因之一,所以工务段需要定期检测辙叉,及时掌握辙叉磨损程度,消除安全隐患。目前,国内辙叉检测主要采用手工测量的方法,

60m船用多功能ADCP悬浮沙浓度测量及比测数据分析

本文简述了 6 0 m船用多功能 ADCP悬浮泥沙测量的理论依据 。

两种测流设备的测量结果比对分析

声学多普勒海流剖面仪（以下简称ADP）和S4海流计是水文测量的重要设备。文章通过流速测量数据和曲线，验证同型和两型设备的测流性能，并从设备载体、安装条件等方面分析造成测量误差的原因。