摘要：在精细化海洋观测领域,遥感卫星海浪方向谱的获取存在精度低、累积误差大等问题,设计了一种基于Transformer神经网络的海浪方向谱估计方法,通过引入稀疏自注意力机制以及物理引导模块等,实现海浪方向谱的高精度表达;海上试验测试结果表明,新提出的海浪方向谱估计方法与传统海浪方向谱估计方法相比,文章提出的模型估计方向谱更符合理论谱形,伪峰较少,平滑性和一致性方面表现较好,并且对数据噪声的容忍度更高。同时,设计了一种基于人工智能芯片的漂流波浪浮标系统,通过AI软硬件系统对不同任务进行动态调度分配,实现浮标低功耗运行,有效提升了波浪测量性能及海上工作时间,是遥感卫星高精度获取大范围、长时序全球性海洋观测数据的一种有效补充。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：针对一类未配置推进器,仅依赖于舱体内的水泵和控制阀进行油体输送和浮力调节的水下自治漂流浮标系统,研制设计了定深控制技术方法。首先介绍了水下自治漂流浮标的浮力调节系统及其浮力调节原理,然后根据控制目标设计了关于深度跟踪误差和期望速度的特征函数曲线,进而基于试差法设计了水泵和控制阀的自动控制率,实现了浮标系统的定深控制。海上试验应用结果验证了所设计控制方法的有效性。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：针对海洋漂流浮标运行时运动轨迹姿态多变影响传感器观测要素可靠性的特点,设计了基于三轴MEMS陀螺仪、加速度计、磁阻传感器的漂流浮标姿态测量系统。介绍了系统硬件组成结构及软件算法流程,采用四元数方法和PI调节算法进行姿态解算以及数据融合,并采用椭球拟合和阀值滤波方法修正补偿系统误差。实验测试表明,系统姿态测量效果良好,静态误差小、动态抗干扰性能较好,满足海洋漂流浮标姿态测量基本需求。

摘要：一种适用于近海使用的表层漂流浮标,利用GPS定位,通过GSM/CDMA网络传输数据,是一种准确实时、成本低廉的环境监测和海流、污染跟踪工具。文章介绍几种溢油跟踪监测方法和特点、表层漂流浮标的设计及其在溢油漂移轨迹跟踪中应用的特点。

摘要：多参数表层漂流浮标可用于海洋水文要素和海面气象要素的实时观测,但存在体积和重量过大、在海浪中摇摆剧烈的问题。针对以上问题,提出了一种结构优化方案,并从稳性和耐波性两个方面进行性能分析,分别用回复力臂和摇摆固有周期两个关键参数衡量优化方案的优劣。结果显示:倾角在0°~85°范围内,优化方案的回复力臂曲线在零点处的斜率比原漂流浮标增加96%,优化方案的回复力臂最大值比原漂流浮标增加41%;优化方案的摇摆固有周期减小到3.21 s,远小于原漂流浮标7.30 s的摇摆固有周期,且避开了波浪主能量周期范围。优化方案的稳性和耐波性比原漂流浮标明显改善,为多参数表层漂流浮标的结构设计提供参考。

摘要：政府间海洋学委员会考虑到(1)由联合国资助的项目,包括全球海洋观测系统(GOOS)、全球气候观测系统(GCOS)及全球气候变异与预测实验(CLIVAR),正在设计一个试验性的计划,即全球海洋数据同化试验(GODAE),其目的是帮助海洋预报,为近海预报提供边界条件,以及帮助季节性、年际间的天气预报.