潛浮標(biāo)系統(tǒng)在民用領(lǐng)域中的應(yīng)用主要集中在海洋測量領(lǐng)域,近年來逐漸由全功能向?qū)S眯秃腕w系化建設(shè)發(fā)展。本文總結(jié)了潛浮標(biāo)系統(tǒng)在專用型和海洋觀測體系建設(shè)中的應(yīng)用。
?、偎臍庀蟾?biāo)
水文氣象浮標(biāo)是世界上應(yīng)用最早、使用最多的一類浮標(biāo)。水文氣象浮標(biāo)能夠全天候、不間斷、自動(dòng)采集和上傳數(shù)據(jù)。2019年,王柏林等設(shè)計(jì)出基于STM32的海洋氣象浮標(biāo)采集系統(tǒng),可實(shí)時(shí)測量近海水域水文資料并通過無線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)回傳。
②水質(zhì)浮標(biāo)
水質(zhì)浮標(biāo)能連續(xù)、實(shí)時(shí)檢測海洋環(huán)境要素的變化,對(duì)研究近岸海域水質(zhì)變化趨勢有重要意義。水質(zhì)浮標(biāo)通常由浮標(biāo)體、水體水質(zhì)監(jiān)測傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、浮標(biāo)運(yùn)行控制系統(tǒng)、供電系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端組成。水質(zhì)浮標(biāo)具有自適應(yīng)強(qiáng)、適用范圍廣、監(jiān)測時(shí)間長和節(jié)省人力物力的優(yōu)點(diǎn),在廣闊的海域上,水質(zhì)浮標(biāo)配合相應(yīng)手機(jī)和處理單元,可以做到實(shí)時(shí)監(jiān)測目標(biāo)水域]。
?、蹖?dǎo)航浮標(biāo)
導(dǎo)航浮標(biāo)是一種漂浮在海上的浮標(biāo)終端,采用太陽能板對(duì)其進(jìn)行供電,可采集多種海洋物理數(shù)據(jù),如溫度、鹽度、pH、聲納等。浮標(biāo)終端和船載終端均安裝衛(wèi)星通信卡,通過通信衛(wèi)星完成兩者之間的數(shù)據(jù)交換。
天津海事局主持研發(fā)了一種利用北斗傳輸?shù)暮Q髮?dǎo)航浮標(biāo),布設(shè)在天津港復(fù)式航道上,既可以作為導(dǎo)航浮標(biāo),又能作為海洋觀測的載體浮標(biāo),可利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
④波浪浮標(biāo)
波浪浮標(biāo)是一種監(jiān)測近海波高、波向和表層水溫的小型遙測系統(tǒng),主要由浮體、錨系和岸站3部分組成。山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所近年來研制了一款SBF3-2型波浪浮標(biāo),采用CDMA/GPRS方式傳輸,可通過鋰電池供電。目前已有30多套該型號(hào)波浪浮標(biāo)分布在中國沿海和內(nèi)陸湖泊,為國家海洋環(huán)境監(jiān)測事業(yè)發(fā)揮了重要作用。
?、莺[浮標(biāo)
海嘯浮標(biāo)的本質(zhì)是“海底壓強(qiáng)計(jì)”,一般安裝在海底,用于記錄海嘯數(shù)據(jù)并做海嘯預(yù)警。海嘯浮標(biāo)系統(tǒng)由1個(gè)水下單元和1個(gè)同步錨泊在水面的浮標(biāo)組成。安裝在水下單元的聲通訊傳感器將數(shù)據(jù)從水下單元傳輸?shù)剿娓?biāo),水面浮標(biāo)將這些數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星(海事衛(wèi)星或北斗衛(wèi)星)實(shí)時(shí)傳輸?shù)疥懙亟邮照镜臄?shù)據(jù)處理中心以供提前預(yù)警。
⑥海冰浮標(biāo)
海冰浮標(biāo)可實(shí)時(shí)監(jiān)測冬季結(jié)冰或寒區(qū)海域的海洋信息。通常該類浮標(biāo)包括:抗冰標(biāo)體、系泊系統(tǒng)、太陽能風(fēng)能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)、海洋觀測傳感器系統(tǒng)和觀測數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)等。例如,中國自主研發(fā)的無人值守海冰浮標(biāo)觀測系統(tǒng)“無人冰站”,由4部分組成,包括氣象塔、冰上主浮標(biāo)、副浮標(biāo)以及拖曳式海洋剖面觀測儀。該系統(tǒng)不僅可以探測海(冰)氣交換界面的環(huán)境參數(shù),還可探測水下環(huán)境剖面參數(shù),對(duì)于研究海冰生成與融化過程的環(huán)境條件、探測極區(qū)的氣象與水文參數(shù)、追蹤浮冰漂流方向和路徑,以及對(duì)洋流的研究均有重要科研價(jià)值。
?、邔?shí)時(shí)傳輸潛標(biāo)
實(shí)時(shí)傳輸潛標(biāo)是集多學(xué)科的海洋調(diào)查測量高新技術(shù)設(shè)備,能長期、隱蔽地對(duì)海洋動(dòng)力參數(shù)和環(huán)境要素進(jìn)行實(shí)時(shí)立體綜合監(jiān)測,近年來,實(shí)時(shí)傳輸潛標(biāo)在海洋調(diào)查研究領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。該潛標(biāo)系統(tǒng)由主浮體子系統(tǒng)、水面衛(wèi)星通信浮標(biāo)子系統(tǒng)、錨泊系留回收子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制處理中心子系統(tǒng)組成,其中主浮體上可搭載ADCP(多普勒剖面海流觀測儀)、海流計(jì)、溫度鏈等海洋測量設(shè)備,用于觀測海流剖面、水下溫度剖面和水下定點(diǎn)溫度、鹽度、深度、流速等多種深海流體動(dòng)力參數(shù)。
?、嗨聼嵬颗c混合儀潛標(biāo)
水下熱通量與混合儀潛標(biāo)由水下熱通量與混合觀測儀及測量背景流場、溫度場的儀器組成。此系統(tǒng)能夠同時(shí)長期觀測水下熱通量及湍流混合兩個(gè)湍流參數(shù),多層次揭示水下湍流特征。該系統(tǒng)突破傳統(tǒng)微結(jié)構(gòu)剖面觀測儀的局限,可直接觀測不同海洋條件下,包括內(nèi)孤立波、臺(tái)風(fēng)等過境時(shí)海洋引起的強(qiáng)混合及其對(duì)熱量的垂向輸送的湍流物理參數(shù),為揭示混合對(duì)暖池區(qū)海洋上下層環(huán)流的物質(zhì)交換的動(dòng)力機(jī)制和預(yù)測海洋災(zāi)害提供數(shù)據(jù)支撐。
⑨海洋觀測體系建設(shè)
“透明海洋”被納入聯(lián)合國“海洋科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展十年計(jì)劃(2021-2030)”的6大路線圖,近年來,中國致力于“透明海洋”體系建設(shè),基于中國當(dāng)前在深遠(yuǎn)海立體觀測系統(tǒng)初期建設(shè)的基礎(chǔ),以成熟浮潛標(biāo)等固定平臺(tái)為骨架,科考船為補(bǔ)充,以新型海洋觀測技術(shù)和新型衛(wèi)星為突破口,布局建設(shè)了包括天基觀測網(wǎng)、全球海氣界面觀測網(wǎng)、深遠(yuǎn)海水體觀測網(wǎng)和深遠(yuǎn)海海底觀測網(wǎng)在內(nèi)的“透明海洋”立體觀測網(wǎng)。
什么是漂流浮標(biāo)?漂流浮標(biāo)的詳細(xì)介紹2023-06-09
海洋監(jiān)測浮標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理2023-12-16
什么是風(fēng)廓線雷達(dá)2023-06-09