摘要：实时监测是实现内孤立波预警的前提和基础。文章根据内孤立波过程海流的特征,提出了一种基于天通通信的内孤立波监测系统。该系统在浮标端搭载海流计进行剖面海流的实时观测,并将数据进行分帧传输和丢包重传,保证观测数据的可靠实时传输;在云端采用数据接收存储和内孤立波识别功能解耦的设计,在实现内孤立波监测的同时,降低模块间的交互调用,提高系统运行的稳定性。海上工程应用结果表明,该系统运行稳定,浮标端数据采集率达100%,云端有效数据接收率达95.1%,且系统自动化内孤立波监测的功能有效地提高了内孤立波识别效率,保障了目标海域的施工安全。

摘要：数据采集与控制技术是浮标观测系统的核心。结合无线通信技术提出了基于物联网的浮标数据采集与控制系统方法,并研制了基于Socket协议的通信控制器和数据融合采集系统,实现了浮标观测系统通过软件配置的方式进行传感器的接入与管理,解决了总线式数据采集与控制技术在传感器可扩展性、即插即用性方面的不足。组网测试结果表明,该系统网络内部数据发送与接收准确率达100%,远程数据中心数据平均接收率大于等于98.3%,且系统接入传感器无须软硬件设计编码,具有数据接收稳定、观测系统扩展复杂度低和新增硬件功耗低等优点,在海洋浮标观测系统应用方面具有良好前景。

摘要：泰勒级数展开是实施位场向下延拓解算的主要方法之一。该方法的有效性主要取决于位场延拓参量各阶垂向(或径向)偏导数的求取精度及其可靠性。为了避免使用封闭解析核函数在球边界面出现奇异性带来的不确定性问题,依据各类重力观测经滤波处理后均表现为一类有限频谱带宽信号的特点,提出将地球外部重力异常泊松积分式的核函数表示为球谐级数展开式,并将其截断为与重力观测值频谱范围相一致的带限求和式,进而通过直接求导方法,推导得到一组与带限核函数相对应的重力异常高阶径向导数带限计算公式,同时对该组公式进行了实用性改化,并将其应用于重力异常向下延拓泰勒级数展开式计算。使用超高阶地球位模型EGM2008设计两个阶段的数值计算检验方案,分别对重力异常高阶径向偏导数带限模型及其泰勒级数展开向下延拓模型的计算精度进行了检核评估,表明新模型具有良好的可靠性和有效性,在解算稳定性和计算精度两个方面都优于其他同类模型。

摘要：针对海洋资料浮标观测数据在公益应用如预报减灾、科学研究等过程中存在易被黑客攻击破坏、非法访问、重要数据泄露等数据安全性问题,文章提出并实现了基于混合加密的浮标数据安全管理系统。系统采用混合加密方案对浮标观测数据进行加密存储,并设计密钥安全管理策略提高加密算法的安全性。在业务数据分发过程中通过密文传输和终端解密来保证数据分发的机密性。安全性分析结果表明,系统在满足业务应用的同时,能够确保原始数据在存储、应用分发过程中的数据安全。

摘要：为提高气象监测系统的快速组网和传感器即插即用能力,文章结合无线通信技术设计了一种基于自组网的气象监测系统。该系统搭载了数据采集控制与融合软件,能够通过配置方式兼容不同传感器的输出格式和数据解析协议,可使气象传感器以软件配置的方式接入监测系统。基于广东某码头工程建设项目的应用结果表明:该系统运行稳定,数据获取率高,新增和扩展监测节点时减少了软硬件设计变更,具有组网部署快速和扩展性好的优点,可推广应用到其他无人值守环境监测平台。

摘要：机载海洋激光测深系统发射的激光脉冲经由大气、海气界面和海水的复杂信道传播,信号功率随海水深度的增加呈指数衰减,同时脉冲波形随深度增加发生严重的脉冲展宽与波形失真,此两类传输特性分别限制了最大测量深度与测深精度。为了在确保最大测量深度指标的前提下改进机载海洋激光测深系统的测深精度,首先结合实测水质数据与蒙特卡罗仿真方法,研究不同深度下的回波信号特性,揭示激光信号的传输特性,建立新的激光测深系统参数设计方法,可满足国际上现有机载海洋激光测深系统的指标;然后在系统参数确定的条件下,对不同深度回波信号的波形失真进行仿真,设计了自适应匹配滤波算法以提高测深精度。仿真结果表明,所设计的系统参数及自适应匹配滤波算法可以实现机载测绘性能为白天测深深度50 m、测深精度166 mm,夜晚测深深度70 m、测深精度172 mm。

摘要：针对直湾岛LNG码头工程的平面布置设计需求进行了潮流数学模型研究及泥沙淤积分析。基于水动力模拟结果,结合码头回淤经验公式,计算工程前后码头、泊位所处位置的正常天气和极端天气下的泥沙回淤强度。计算结果表明:1)工程所在海域潮流主要以往复流为主,工程后仅在码头附近流速有较小变化。2)正常天气下仅直湾岛西南侧的码头泊位会出现回淤,但年平均淤积不超过0.02 m,其余海域不会出现回淤。3)极端天气下工程海域的回淤也较小,50 a一遇风浪淤积厚度为0.32 m。研究主要结论为:1)工程所在位置水清沙少,流速强度弱,泥沙回淤小。2)工程后对周边海域水动力泥沙环境影响整体较小。

摘要：为满足孪生流域等数字孪生建设对基础地理信息数据的强烈需求,确保工程建设高程基准的统一,基于GNSS观测技术和重力场模型,开展了数字孪生基础数据高程基准统一研究。构建了顾及地形特征的高精度区域似大地水准面模型,形成了数字孪生基础数据高程基准统一模型库,并利用模型精度和检测精度两种评价方法对高程模型和多场景采集的多源基础数据的高程改正成果开展精度评价。结果表明:①似大地水准面模型的内符合精度为±2.6 cm,外符合精度为±3.1 cm,优于EGM2008模型结合二次曲面拟合法等其他拟合算法,成果精度满足规范要求;②多源基础数据的高程改正成果中误差在±10 cm以内,满足数字孪生建设对基础数据的精度要求。该模型方法构建简单且精度高,具有广阔的应用前景,不仅可应用于数字孪生建设等领域,也可为大范围的工程测量、陆海高程基准统一等提供技术支撑。

摘要：精确获取剖面风数据对海上风电场规划选址、风能资源评估等至关重要。针对测风塔建设成本高、拆卸移动困难,而传统浮标电源供给较小、摇晃角度大等缺点,设计一种新型激光雷达浮标,实现了对目标海域的风资源剖面数据的观测、解算与自存储。在南海海域进行海试应用,并对观测的剖面风数据和传统大型海洋资料浮标风数据进行同步比测分析。结果表明,激光雷达测风浮标的测量结果与大型浮标测风数据吻合较好,风速R2相关系数达到0.975,风向R2相关系数达到0.932。该研究成果可为激光雷达测风浮标在海上风电开发和开展风场变化的科学研究等提供参考。

摘要：为提高我国海洋测绘管理水平和促进海洋测绘市场发展,文章基于海洋测绘的内容和分类,分析我国海洋测绘市场存在的问题、海洋测绘和陆地测绘的关系以及海洋测绘监管的必要性和依据,并提出完善海洋测绘监管的建议。研究结果表明:我国海洋测绘市场存在监管和技术薄弱等问题;随着海洋开发利用和海洋测绘活动的增多,亟须加强对海洋测绘的监管;应进一步加强顶层设计、厘清监管边界、培育业务市场、完善监管模式、提高数据服务能力和加强交流合作。