海洋浮標(biāo)介紹

ThismodelpaperwasrevisedbyLINDAonDecember15,2012.ThismodelpaperwasrevisedbyLINDAonDecember15,2012.海洋浮標(biāo)介紹上海澤銘公司曹兵：系列海洋資料浮標(biāo)介紹中國海洋大學(xué)唐原廣（電話：3，）SZF型波浪浮標(biāo)3m多參數(shù)海洋監(jiān)測浮標(biāo)10m大型海洋資料浮標(biāo)

一、SZF型波浪浮標(biāo)中國海洋大學(xué)生產(chǎn)的SZF型波浪浮標(biāo)是國家863計(jì)劃海洋監(jiān)測技術(shù)成果標(biāo)準(zhǔn)化定型產(chǎn)品，先后得到了國家“九五”863計(jì)劃、國家“十五”863計(jì)劃的支持，并在“十五”期間國家863計(jì)劃海洋監(jiān)測技術(shù)成果標(biāo)準(zhǔn)化定型項(xiàng)目中得到定型（如右圖）。是國家海洋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《波浪浮標(biāo)》的編寫制訂單位，并于2005年10月正式發(fā)布施行。制定了波浪浮標(biāo)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立了波高、周期、波向的檢測設(shè)備。SZF型波浪浮標(biāo)已在全國范圍內(nèi)推廣使用，并已部分銷往國外。目前主要用戶有國家海洋局各海洋環(huán)境監(jiān)測站、總參、海軍、中國海監(jiān)、海上石油、中交集團(tuán)、相關(guān)的各大院所及海洋工程部門，用戶已達(dá)100余家。右圖為：非洲蘇丹港波浪觀測SZF型波浪浮標(biāo)的主要特點(diǎn)SZF型波浪浮標(biāo)是一種無人值守的能自動、定點(diǎn)、定時(shí)（或連續(xù)）地對海面波浪的高度、波浪周期及波浪傳播方向等要素進(jìn)行遙測的小型浮標(biāo)測量系統(tǒng)。SZF型波浪浮標(biāo)既可在離岸海區(qū)錨泊布放使用，也可隨船系泊使用?？蓡为?dú)使用，也可作為海岸基/平臺基海洋環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)的基本設(shè)備。該系統(tǒng)主要用于波浪觀測工作和近海環(huán)境工程的監(jiān)測工作。隨著波浪浮標(biāo)的應(yīng)用，替代了我國已經(jīng)使用了幾十年的岸用光學(xué)測波浮標(biāo)，結(jié)束了我國人工觀測波浪的歷史，解決了夜間不能觀測波浪的缺陷。同時(shí)也替代了進(jìn)口同類產(chǎn)品，打破了國外進(jìn)口海洋儀器設(shè)備一統(tǒng)國內(nèi)市場的格局。該浮標(biāo)的成功研制使我國成為國際上少數(shù)幾個具有研發(fā)、生產(chǎn)波浪方向浮標(biāo)能力的國家之一。二、SZF型波浪浮標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)和功能SZF型波浪浮標(biāo)在海上可以連續(xù)工作3-12個月,目前新增加了帶有嵌入式太陽能充電功能的波浪浮標(biāo)，可滿足波浪浮標(biāo)在海上長期工作的需求。工作方式有定時(shí)測量、連續(xù)測量兩種。在定時(shí)測量方式中具有測量間隔3h（標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)測量方式）和1h兩種狀態(tài)，測量間隔3h工作狀態(tài)應(yīng)能夠自動加密轉(zhuǎn)換成1h工作狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集間隔：；。數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收通過VHF無線數(shù)據(jù)傳輸機(jī)或手機(jī)短信實(shí)現(xiàn),通訊距離≥10km或移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)接收處理機(jī)的數(shù)據(jù)有效接收率不小于95%。浮標(biāo)有GPS定位和閃光燈功能。1.測量指標(biāo)測量參數(shù)測量范圍測量準(zhǔn)確度波浪高度0.3m~±（+5%×測量值）m波浪方向0°~360°±10°波浪周期2s~20s±可靠性：MTBF≥3000h平均修復(fù)時(shí)間：MTTR≤2.浮標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)參數(shù)規(guī)格及指標(biāo)設(shè)計(jì)排水量140kg浮標(biāo)體呈橢球形、型寬86cm、型高采樣間隔、浮標(biāo)自重130kg參數(shù)規(guī)格及指標(biāo)采樣長度每個測量參數(shù)每次的采樣長度均為2048個點(diǎn)錨燈黃光、閃，停6s通訊方式單向VHF數(shù)字通訊GSM（FM）短信通訊（適用于GSM覆蓋海域內(nèi)）最大通訊距離VHF通訊：不低于10kmGSM（FM）短信通訊：在GSM全網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)通訊3.浮標(biāo)使用環(huán)境條件最大水深：30m（超過此水深，需重新設(shè)計(jì)錨系）；最大流速：2m/4．浮標(biāo)內(nèi)波浪數(shù)據(jù)處理波浪浮標(biāo)在每次測量結(jié)束后，對波高、傾斜角、方位角的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到波浪特征值最大波高、平均波高、有效波高和十分之一大波波高（HMAX、、HMEAN、H1/3、H1/10）及對應(yīng)的周期值（TMAX、TMEAN、T1/3、T1/10））和按16個方位角劃分的波向出現(xiàn)率。浮標(biāo)內(nèi)測量數(shù)據(jù)的存儲依據(jù)用戶預(yù)先設(shè)置的“存儲門限值”進(jìn)行，浮標(biāo)自動判別和存儲測量數(shù)據(jù)。5.GPS定位功能浮標(biāo)內(nèi)裝有GPS定位接收機(jī)。GPS接收機(jī)每小時(shí)一次自動接收GPS衛(wèi)星系統(tǒng)對浮標(biāo)的位置定位數(shù)據(jù)并發(fā)射定位數(shù)據(jù)。當(dāng)浮標(biāo)移位時(shí)，將啟動報(bào)警聲訊器。6.接收處理機(jī)數(shù)據(jù)接收、存儲和傳輸接收處理機(jī)具有數(shù)據(jù)接收、打印、存儲和轉(zhuǎn)送功能。微型打印機(jī)打印觀測時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分），波浪統(tǒng)計(jì)特征值、波向出現(xiàn)率及浮標(biāo)電池電壓值和GPS定位數(shù)據(jù)。7.浮標(biāo)體浮標(biāo)體采用復(fù)合型材料制作，具有較高的強(qiáng)度及安全性，浮標(biāo)殼體采用3層材料保護(hù)，最外層為加厚玻璃鋼體，內(nèi)層采用316L不銹鋼制作密封儀器艙，浮標(biāo)體的中層填充具有一定彈性的聚氨酯泡沫，標(biāo)體鋼材部分全部采用316L不銹鋼材料。8.浮標(biāo)布放方式：定點(diǎn)布放或隨船漂浮使用。定點(diǎn)布放：錨系采用復(fù)合型錨系，固定鐵錨的錨鏈不直接連接在測波浮標(biāo)上，通過一浮力浮標(biāo)連接錨鏈，浮力浮標(biāo)與測波浮標(biāo)之間通過一無扭矩鋼絲繩連接，此連接方法可最大限度的消除海流對測波浮標(biāo)的作用，使其能更精確地測量波向。隨船漂浮使用：測波浮標(biāo)通過一中性纜繩與測量船相連，隨船漂浮測量。9.電源規(guī)格：有2種規(guī)格。普通型：采用免維護(hù)鉛酸電池，3-4個月需更換電池。太陽能充電型：浮標(biāo)體帶有嵌入型太陽能電池板，輔助充電，可長期工作。

SZF型波浪浮標(biāo)用戶海區(qū)分布圖：

二、SZF型3m多參數(shù)海洋監(jiān)測浮標(biāo)中國海洋大學(xué)生產(chǎn)的3m多參數(shù)海洋監(jiān)測浮標(biāo)，是一種無人值守的能自動、定點(diǎn)、定時(shí)地對海面波浪的高度、波浪周期及波浪傳播方向、表層水溫、風(fēng)速、風(fēng)向，氣壓、氣溫等多種水文及氣象參數(shù)進(jìn)行遙測的小型浮標(biāo)測量系統(tǒng)（如右圖）。浮標(biāo)氣象平臺上可加掛風(fēng)速、風(fēng)向，氣壓、溫濕等氣象要素。浮標(biāo)除可測量波浪、水溫等參數(shù)外，還預(yù)留有多個接口，浮標(biāo)在其底部開有3個水下傳感器儀器井，可同時(shí)加掛表層海流（或剖面海流）、表層溫鹽、多參數(shù)水質(zhì)傳感器等。整套系統(tǒng)由海上測量浮標(biāo)、岸站數(shù)據(jù)接收處理機(jī)、錨系3大部分組成。海上浮標(biāo)部分包含：浮標(biāo)體、太陽能電源、太陽能電源充電器、數(shù)據(jù)采集及控制處理器、北斗衛(wèi)星或CDMA通訊機(jī)、波浪傳感器、水溫傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、氣溫傳感器、氣壓傳感器及浮標(biāo)安全傳感器及GPS定位等部分組成。3m浮標(biāo)體采用新型彈性體材料——聚脲制作，浮標(biāo)體為實(shí)心彈性體，浮標(biāo)中部裝有內(nèi)外2層儀器艙。浮體具有良好的抗擠壓、抗撞擊能力，強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)可靠、重量輕，便于安裝維護(hù)及運(yùn)輸、布設(shè)。浮標(biāo)體全部采用無磁性材料制作，內(nèi)部支架采用無磁性不銹鋼材料，解決了普通鐵殼浮標(biāo)體無法直接安裝海流計(jì)的缺陷。二、主要功能1.系統(tǒng)功能浮標(biāo)主機(jī)系統(tǒng)可根據(jù)相應(yīng)時(shí)序和系統(tǒng)工作參數(shù)，對系統(tǒng)中的所有設(shè)備進(jìn)行加斷電控制。浮標(biāo)主機(jī)系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)時(shí)序和系統(tǒng)工作參數(shù)，對系統(tǒng)中的所有傳感器的信號進(jìn)行采集、處理。浮標(biāo)主機(jī)系統(tǒng)在采樣過程結(jié)束后，將處理后的數(shù)據(jù)存入系統(tǒng)的存儲器。浮標(biāo)按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)1小時(shí)工作時(shí)，存貯可以達(dá)到2年。浮標(biāo)工作狀態(tài)有1小時(shí)或小時(shí)2種方式。浮標(biāo)主機(jī)系統(tǒng)在采樣處理過程結(jié)束后，將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后傳送到通信系統(tǒng)。當(dāng)波高測量值超過設(shè)定閾值時(shí)，系統(tǒng)具備加密采集處理功能。當(dāng)標(biāo)體儀器艙門打開、儀器艙進(jìn)水、標(biāo)體移位時(shí)，浮標(biāo)具有自動報(bào)警功能。浮標(biāo)系統(tǒng)在海上連續(xù)工作周期不小于1年。2.主要測量參數(shù)測量參數(shù)測量范圍測量準(zhǔn)確度、分辨率波浪高度0.3m~±（+5%×測量值）m波浪方向0°~360°±10°波浪周期2s~20s±風(fēng)速0～75m/s±0.3m/s，分辨率0.5m/s風(fēng)向0～360°±2°氣溫－15～40℃±℃氣壓850～1050hPa分辨率1%RH表層水溫－3～＋35±℃（溫鹽、表層流、剖面流、水質(zhì)等傳感器的測量參數(shù)決定所選的進(jìn)口廠商）3．?dāng)?shù)據(jù)采集格式測量數(shù)據(jù)格式滿足《海濱觀測規(guī)范》（GB/T14914－2006）的要求，并能與國家海洋局?jǐn)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)集成。4．通訊系統(tǒng)采用北斗衛(wèi)星或CDMA通訊方式，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)1小時(shí)發(fā)送一次，可加密狀態(tài)為小時(shí)發(fā)送一次。5．供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)采用高效率太陽能板和免維護(hù)蓄電池組合供電方式，對浮標(biāo)系統(tǒng)提供單一工作電壓。供電系統(tǒng)在太陽能電池板損壞或連續(xù)陰雨天（不出太陽）的情況下,仍能向浮標(biāo)觀測系統(tǒng)正常供電90天（發(fā)送間隔1小時(shí)）。6．岸站實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)接收系統(tǒng)具備接收、后處理、報(bào)表輸出等功能。接收到的海上浮標(biāo)發(fā)送過來的水文、氣象及浮標(biāo)工程參數(shù)，經(jīng)過實(shí)時(shí)處理后顯示、儲存。對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編報(bào)。能顯示浮標(biāo)的異常報(bào)警狀態(tài)并發(fā)出報(bào)警。能顯示時(shí)鐘及衛(wèi)星接收狀態(tài)等信息?？蓪?shù)據(jù)進(jìn)行查詢。通過岸上接收機(jī)能實(shí)現(xiàn)對浮標(biāo)的參數(shù)的修改設(shè)置（數(shù)據(jù)采集與發(fā)送周期等）。

第十二屆全運(yùn)會布放3m浮標(biāo)布放于東海海洋臺站的3m浮標(biāo)

三、10m大型海洋資料