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光谱干涉式海水密度传感器的动态性能
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作者 白小雪 王鑫 +3 位作者 张牧子 王梦真 苏娟 吴锜 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第5期351-358,共8页
光学传感器在海水密度测量中具有抗电磁干扰和高灵敏度等优势,光学折射率法能够直接测量海水密度,并对非离子溶质的影响更为敏感,从而提高测量的准确性。然而,在动态海洋环境中,传感器的测量稳定性可能受到流体流动的影响,因此提高传感... 光学传感器在海水密度测量中具有抗电磁干扰和高灵敏度等优势,光学折射率法能够直接测量海水密度,并对非离子溶质的影响更为敏感,从而提高测量的准确性。然而,在动态海洋环境中,传感器的测量稳定性可能受到流体流动的影响,因此提高传感器的抗流动干扰能力是确保其测量精度的关键问题。为此,提出了一种抗流设计,并通过实验验证了其有效性。首先,在实验室水池环境中,研究了传感器在不同流速条件下的测量标准差和波动范围,以评估其抗流动能力。随后,在海洋观测现场开展剖面实验,将传感器测量的密度数据与温-盐-深传感器计算的密度进行对比,分析其在动态环境中的测量一致性。实验结果表明,在不同流速条件下,传感器的测量标准差保持在1×10^(-3)kg/m^(3)以内,展现出良好的抗流动干扰能力。在现场剖面实验中,光学传感器与温-盐-深传感器测量的密度之间的差异低至4×10^(-3)kg/m^(3),进一步验证了抗流设计在动态环境中的适用性。本研究为光学海水密度传感器的抗流动优化提供了实验依据,并为实际海洋观测中的动态密度测量提供了技术参考。 展开更多
关键词 光学传感 海水密度 剖面测试 抗流设计
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新型海缆巡检水下机器人浮体设计
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作者 刘艳贵 傅望安 +2 位作者 王海明 曾崇济 劳文欣 《机械管理开发》 2025年第9期112-114,共3页
针对海上风电场海底电缆巡检的需求,设计一款新型海底电缆巡检水下机器人开展浮体,基于浮力配平理论开展浮体设计,研究了浮材配平理论方法,分析了机器人系统的重心-浮心特性,设计出紧凑型的浮材系统,并验证了所设计浮材系统的合理性,证... 针对海上风电场海底电缆巡检的需求,设计一款新型海底电缆巡检水下机器人开展浮体,基于浮力配平理论开展浮体设计,研究了浮材配平理论方法,分析了机器人系统的重心-浮心特性,设计出紧凑型的浮材系统,并验证了所设计浮材系统的合理性,证实了所采用浮体设计方法的可靠性,以期该浮材设计方法给相关水下机器人设计人员提供参考。 展开更多
关键词 海底电缆 水下机器人 浮体
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体散射函数及衰减系数快速剖面仪的研发及应用
3
作者 李彩 刘聪 +6 位作者 张现清 陈飞 肖志会 杨泽明 郑媛宁 周雯 许占堂 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-11,共11页
水体体散射函数(volume scattering function, VSF,β(θ,λ))、吸收系数a(λ)及衰减系数c(λ)是海水固有光学特性的基础性参数,基于上述参数可以进一步推算得到水体所有特征性光学特性参数,进而为海洋初级生产力、全球碳循环等基础和... 水体体散射函数(volume scattering function, VSF,β(θ,λ))、吸收系数a(λ)及衰减系数c(λ)是海水固有光学特性的基础性参数,基于上述参数可以进一步推算得到水体所有特征性光学特性参数,进而为海洋初级生产力、全球碳循环等基础和前端领域研究以及水色遥感、水环境监测及灾害预警、水下光场分布、目标追踪、光伏发电等军民融合领域的应用和发展提供重要的数据支撑。受限于体散射函数的强方向性,其测量技术难度大且发展不成熟。文章以高角度分辨率多角度体散射函数及衰减系数高频剖面测量为目标,研发了可同步获取17个角度体散射函数、水体衰减系数、剖面深度及温度信息的快速剖面测量仪(volume scattering and attenuation meter,VSAM),其测量频率最高可达20Hz,体散射函数测量角度范围为10°~170°,角度分辨率10°,剖面最大工作深度200m。利用VSAM对三亚湾和崖州湾水体光学特性分布进行剖面调查研究:整体上,崖州湾和三亚湾水体体散射函数及衰减系数均存在较大的水平、垂直及角度(体散射函数)变化特征;同一水层,自西向东衰减及体散射函数呈递减趋势;同一站位,衰减及体散射函数随剖面深度呈递增趋势;前向10°体散射函数最大,后向120°体散射函数最小,前后向体散射函数相差2个数量级甚至更高。结合同期获取的水体浊度和叶绿素浓度剖面调查结果发现,浊度是崖州湾水体体散射函数及衰减系数显著高于三亚湾的主导贡献者,且上述海域水体浊度与颗粒物散射βp(90°, 650)及衰减cp(6 50)具有很好的线性相关性。VSAM测得的衰减系数及后向体散射函数分别与Viper(Trios公司,德国)及ECO-VSF3 (Seabird公司,美国)测量结果在剖面分布上具有较好的一致性。 展开更多
关键词 体散射函数 衰减系数 剖面测量 三亚湾 崖州湾
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缆控式海底沉积物声温同步探测取样系统研发与应用
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作者 王浩森 张建兴 +2 位作者 刘玉斌 郭常升 栾振东 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期85-95,共11页
为精确测量海底浅表层沉积物声学及温度参数,自主研发了一种缆控式海底沉积物声温同步原位探测取样系统。与国内外传统的沉积物声学原位探测系统相比,该系统能够完成深海浅表层沉积物声速、声衰减等声学参数以及多点位温度的原位实时测... 为精确测量海底浅表层沉积物声学及温度参数,自主研发了一种缆控式海底沉积物声温同步原位探测取样系统。与国内外传统的沉积物声学原位探测系统相比,该系统能够完成深海浅表层沉积物声速、声衰减等声学参数以及多点位温度的原位实时测量,同时实现了可视化同步精准取样。整套系统以5个单元为基础构建,包括声学参数原位测量系统、多点位温度梯度探测系统、浅表层沉积物取样系统、固定组件以及实时通讯控制系统,实现了声波发射和接收、沉积物取样、多点位温度探测等关键技术的融合。本套系统于2022年5月在台西南盆地进行了海试应用,成功获取了试验区域海底浅表层沉积物的声速、声衰减系数、温度梯度等原位参数。海试结果表明,该系统工作稳定,声速测量精度小于2%,原位温度梯度精度误差小于0.001℃。同时,获取低扰动高保真的原位柱状沉积物样品共计超过3 m,用于后期实验室与原位测量的对比分析。该系统的成熟应用,有助于提高海底浅表层沉积物声学参数的探测效率与精度。 展开更多
关键词 海底沉积物 原位测量 声速 衰减 温度梯度
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古盐度复原法综述 被引量:40
5
作者 游海涛 程日辉 刘昌岭 《世界地质》 CAS CSCD 2002年第2期111-117,共7页
古盐度的复原是恢复古环境、认识环境变化过程与机理的一种重要方法。其中包括适用于半咸水环境的沉积磷酸盐法 ,目前应用广泛的同位素法 (主要是氧同位素法和碳同位素法 )。微量元素法也是一种重要的古盐度复原法 ,其依据采样环境不同... 古盐度的复原是恢复古环境、认识环境变化过程与机理的一种重要方法。其中包括适用于半咸水环境的沉积磷酸盐法 ,目前应用广泛的同位素法 (主要是氧同位素法和碳同位素法 )。微量元素法也是一种重要的古盐度复原法 ,其依据采样环境不同可分为硼元素法 (适用于粘土性矿物 )和Sr/Ca法 (常用于对湖泊沉积物进行分析 )等。由于古环境是一个开放体系 ,因此不可避免地要受到外界环境的干扰 ,为了使古盐度复原更加接近实际 ,上述方法应该综合使用。 展开更多
关键词 古盐度 复原 微量元素
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导航雷达反演海面波高的方法研究 被引量:4
6
作者 沈继红 宋静怡 +2 位作者 李焱 戴运桃 王淑娟 《中国航海》 CSCD 北大核心 2013年第1期9-12,共4页
海浪的有效波高对海运和港口安全起着非常重要的作用。但在遥测技术中,仅从海浪的雷达图像中无法直接得到有效波高。根据有效波高与回波强度的关系,可通过最小二乘法拟合得到的经验参数估计海浪的有效波高。为得到经验参数,对由波浪浮... 海浪的有效波高对海运和港口安全起着非常重要的作用。但在遥测技术中,仅从海浪的雷达图像中无法直接得到有效波高。根据有效波高与回波强度的关系,可通过最小二乘法拟合得到的经验参数估计海浪的有效波高。为得到经验参数,对由波浪浮标测得的真实数据进行固定端点的分段拟合。其中,利用样本分位值剔除测量过程中不便检测的异常点的方法提高了拟合精度。通过验证发现在拟合得到的有效波高的变化趋势和相对误差方面,该方法优于传统方法,并且相关系数可达0.947左右。 展开更多
关键词 船舶 舰船工程 导航雷达 有效波高 分段最小二乘法 样本分位值 雷达图像
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光学浮标控制系统硬件设计 被引量:4
7
作者 杨跃忠 卢桂新 +1 位作者 柯天存 许占堂 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期7-11,共5页
以光学浮标为控制对象,以工作稳定、低功耗为目的,设计海上工作控制硬件。采用嵌入式PC/104CPU主板和以单片机为核心多功能板组合,由PC/104CPU主板完成采集数据、保存数据、通讯等工作,多功能板实现计数、I/O控制、A/D转换、定时等功能... 以光学浮标为控制对象,以工作稳定、低功耗为目的,设计海上工作控制硬件。采用嵌入式PC/104CPU主板和以单片机为核心多功能板组合,由PC/104CPU主板完成采集数据、保存数据、通讯等工作,多功能板实现计数、I/O控制、A/D转换、定时等功能。单片机结合日历时钟和电源总开关组成二级"看门狗",实现了海洋光学浮标控制系统无人值守、全天候、全过程独立工作。 展开更多
关键词 海洋光学 控制系统 浮标
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大深度触底指示器Pinger换能器及其声反射系统 被引量:3
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作者 王清池 许肖梅 +1 位作者 许鹭芬 黄锡明 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 1997年第6期61-63,共3页
The pinger transducer, a core part of the bottom finding indicator, and its acoustic reflection system were introduced here. By utilizing acoustic reflection system, a high beam pattern of pinger transducer was formed... The pinger transducer, a core part of the bottom finding indicator, and its acoustic reflection system were introduced here. By utilizing acoustic reflection system, a high beam pattern of pinger transducer was formed in vertical direction. The directivity index of pinger transducer has 20 dB increase. By experimenting in the Pacific Ocean of the depth of more than 5 000 meter, the information of the bottom finding indication was 展开更多
关键词 触底 声遥测 换能器 声反射系统 指示器 海洋
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仿海洋环境下地质勘探仪器的沉放与曳引实验 被引量:3
9
作者 邓明 魏文博 +3 位作者 邓靖武 谭捍东 金胜 罗贤虎 《实验技术与管理》 CAS 2002年第6期17-20,共4页
围绕仪器下沉速度和抗底流推曳等问题,通过模拟实验提出有效的技术解决方法,为即将开展的海底地质勘探奠定实验基础.
关键词 海洋地质 探测技术 水下模拟
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短基线水声定位精度仿真研究 被引量:5
10
作者 杨贵海 李兵 马锦垠 《海洋测绘》 2010年第3期34-36,共3页
采用数值仿真方法,重点研究了测深、测距精度及定位点与测量基阵的位置关系等因素对短基线水声定位精度的影响,为设备研制方案的确定以及试验测量方案的制定提供了有效参考。
关键词 水声定位 短基线 定位精度 测量基阵
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X-波段导航雷达测波系统的设计与研究 被引量:13
11
作者 李继刚 王剑 +1 位作者 陈诚 周涛 《海洋技术》 2006年第2期15-18,共4页
基于布拉格散射原理和多普勒频移原理,利用X-波段导航雷达可以进行海浪和海流的观测。基于此项技术的X-波段导航雷达测波系统,作为海洋观测和应用领域的新一代海浪监测设备,正在日趋成熟。文章针对X-波段导航雷达测波系统的总体设计与研... 基于布拉格散射原理和多普勒频移原理,利用X-波段导航雷达可以进行海浪和海流的观测。基于此项技术的X-波段导航雷达测波系统,作为海洋观测和应用领域的新一代海浪监测设备,正在日趋成熟。文章针对X-波段导航雷达测波系统的总体设计与研发,从软、硬件设计到算法研究进行了介绍和讨论,并指出研发的关键仍集中于调制机理的研究。 展开更多
关键词 X-波段 导航雷达 海浪
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1Bit极性重合相关器的研究 被引量:2
12
作者 戚海峰 陈孝桢 《海洋技术》 北大核心 2003年第4期66-70,共5页
介绍一种应用于水声系统的接收电路 :1Bit极性重合相关器。由于水下信号传输系统存在着 :通道之间的频率间隔小、易受噪声干扰、用电池供电而要求长时间工作等问题 ,相应地 ,接受电路就必须具有窄带滤波能力 ,抗噪声性能良好 ,并且功耗... 介绍一种应用于水声系统的接收电路 :1Bit极性重合相关器。由于水下信号传输系统存在着 :通道之间的频率间隔小、易受噪声干扰、用电池供电而要求长时间工作等问题 ,相应地 ,接受电路就必须具有窄带滤波能力 ,抗噪声性能良好 ,并且功耗极低。而普通的模拟滤波器或数字滤波器无法全面地满足这些要求。 1Bit极性重合相关器极好地解决了这个问题 ,它不仅满足上述要求 ,而且有着结构简单、体积小、性能稳定等优点。作为水下信号传输系统的重要环节 ,1Bit极性重合相关器运行非常准确而且可靠 ,值得在水声系统中推广。 展开更多
关键词 1Bit极性重合相关器 水声系统 接收电路 窄带滤波 抗噪声 低功耗
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X波段导航雷达测波的运动补偿 被引量:2
13
作者 李继刚 王剑 《海洋技术》 2006年第1期31-34,共4页
X波段导航雷达测波技术的研究,对于海洋监测具有重要意义。由于舰船姿态等因素导致的运动补偿技术,构成该研究的一个组成部分。文中讨论了X波段导航雷达测波中的运动补偿问题,并给出了一种处理方法。
关键词 X-波段 导航雷达 海浪 运动补偿
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基于渐近线回归法的海浪波高仿真
14
作者 沈继红 宋静怡 +2 位作者 杜云峰 戴运桃 王淑娟 《控制工程》 CSCD 北大核心 2014年第4期463-466,共4页
导航雷达反演的海面信噪比与有效波高真值的数据量分布不均匀,会导致波高的拟合系数不准确,这是一直难以解决的问题。针对这一问题设计了一种新的渐近线回归方法,利用该方法可模拟大海浪下信噪比的开方与有效波高的比值,并生成新的拟合... 导航雷达反演的海面信噪比与有效波高真值的数据量分布不均匀,会导致波高的拟合系数不准确,这是一直难以解决的问题。针对这一问题设计了一种新的渐近线回归方法,利用该方法可模拟大海浪下信噪比的开方与有效波高的比值,并生成新的拟合系数。通过仿真实验验证了该方法的有效性。首先对原始数据以及拟合曲线进行转换;然后通过设定误差范围,在转换后的直线两侧生成新的信噪比开方与有效波高比值。通过逆变换可得到有效波高的仿真数据。利用已有数据对该方法进行验证,证明该方法对原数据点的模拟度高,仿真结果符合波高数据的分布和变化规律。将仿真结果应用于海上试验,可大幅度保障船舶的安全航行。该有效波高数值对于大波高测量工作具有重要的数值参考价值。 展开更多
关键词 导航雷达 有效波高 数值模拟 渐近线回归法
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一种测量海洋辐照度的自动量程切换的电流/电压变换电路
15
作者 王旭柱 邱永绥 +1 位作者 王汝霖 贺明霞 《电子技术应用》 北大核心 1999年第10期27-28,共2页
介绍一种测量海洋辐照度的自动量程切换的电流一电压变换电路,阐述其结构原理、硬件实现及应用结果。
关键词 自动量程切换 电流-电压变换 海洋辐照度
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联合XBT和WOA13模型盐度信息的深水走航声速准确确定 被引量:13
16
作者 黄辰虎 陆秀平 +3 位作者 王克平 申家双 张博 翟国君 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期554-561,共8页
在走航式海洋调查测量中通过投放XBT仪器来获取海水声速剖面,存在由于缺乏实测盐度信息导致的缺陷,其对深水海域的海水声速测量影响尤甚,并进一步影响到海洋水深测量精度。对国际WOA13模型进行了解析及适用性评估,提出了联合XBT和WOA13... 在走航式海洋调查测量中通过投放XBT仪器来获取海水声速剖面,存在由于缺乏实测盐度信息导致的缺陷,其对深水海域的海水声速测量影响尤甚,并进一步影响到海洋水深测量精度。对国际WOA13模型进行了解析及适用性评估,提出了联合XBT和WOA13模型中盐度信息的深水走航声速准确确定方法。实例结果表明,该模型可有效弥补XBT无实测盐度支持及自身探测深度不足的固有缺陷。多个声剖站的全深度声速推算值与实测值间的互差仅有-0.2~0.35 m/s。 展开更多
关键词 走航式水深测量 声速改正 声速剖面 温度 盐度 声速方程
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水下成像镜头的光学设计 被引量:31
17
作者 孙传东 李驰 +1 位作者 张建华 陈良益 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1998年第5期5-11,共7页
水下光学成像技术,如水下摄影、水下电视、水下激光距离选通成像系统等,是海洋研究与开发的得力工具,但由于水对光的散射和吸收等特殊的光学特性,以及使用环境的特殊性,使水下光学成像系统的设计和研制较陆上光学系统有更大的难度... 水下光学成像技术,如水下摄影、水下电视、水下激光距离选通成像系统等,是海洋研究与开发的得力工具,但由于水对光的散射和吸收等特殊的光学特性,以及使用环境的特殊性,使水下光学成像系统的设计和研制较陆上光学系统有更大的难度。本文指出了主要的技术关键,及设计与使用水下光学成像系统时需注意的问题,最后给出了水下电视光学成像系统设计研制的实例。 展开更多
关键词 水下光学成像 水下摄影 光学系统 海洋光学
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便携式海底沉积声学原位测量系统研制及应用 被引量:11
18
作者 阚光明 邹大鹏 +1 位作者 刘保华 李官保 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期135-139,共5页
详细介绍了最新研制的便携式海底沉积声学原位测量系统的工作原理和结构组成。与基于液压驱动的海底沉积声学原位测量系统相比,该系统操作简单,轻便灵活,易于吊放。2010年中国科学院南海海洋研究所"实验3"号科考船南海开放航... 详细介绍了最新研制的便携式海底沉积声学原位测量系统的工作原理和结构组成。与基于液压驱动的海底沉积声学原位测量系统相比,该系统操作简单,轻便灵活,易于吊放。2010年中国科学院南海海洋研究所"实验3"号科考船南海开放航次应用该系统在南海北部开展了海底沉积声学原位测量,首次获得该海区海底沉积物声速和声衰减系数原位测量数据。将原位测量声速与实验室测量声速进行了对比分析,结果表明二者存在明显差异,从而表明温度和压力等环境参数对沉积物声速具有重要影响。 展开更多
关键词 海底沉积物 声速 声衰减系数 原位测量 南海
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基于潜标测量的海洋环境噪声谱特性分析 被引量:12
19
作者 笪良龙 王超 +2 位作者 卢晓亭 韩梅 邓小花 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期54-60,共7页
利用海洋环境噪声测量潜标系统对南海典型海域开展了为期3个月的海洋环境噪声测量,16通道海洋环境噪声测量系统每小时测量两分钟噪声信号。数据处理结果表明,800~5000Hz范围内,噪声谱与风速相关性最好,且风速越大相关性越好,噪声... 利用海洋环境噪声测量潜标系统对南海典型海域开展了为期3个月的海洋环境噪声测量,16通道海洋环境噪声测量系统每小时测量两分钟噪声信号。数据处理结果表明,800~5000Hz范围内,噪声谱与风速相关性最好,且风速越大相关性越好,噪声谱与风速的相关性好于与浪高的相关性。风关噪声谱级在海水中部基本不随接收深度发生变化,但由于测量水听器阵长度未能覆盖整个水深,因此未给出海面和海底处谱级变化规律。在400Hz以上的高频段整个风速范围内噪声谱级都随风速发生变化,且噪声谱级与对数风速具有很好的线性关系。 展开更多
关键词 海洋环境噪声 潜标系统 相关性 风生噪声
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探测海洋目标的光学遥感器工作波段选择 被引量:6
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作者 万志 任建伟 +2 位作者 李宪圣 刘则洵 任建岳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1864-1868,共5页
在遥感器的研制任务中。工作波段的选择对于目标探测和识别至关重要。针对海洋目标探测这种从大背景下探测小目标的应用,分析了限制目标探测的主要因素。以深海水域舰船目标为例,利用大气辐射传输模型MODTRAN4.0模拟计算了某型号遥... 在遥感器的研制任务中。工作波段的选择对于目标探测和识别至关重要。针对海洋目标探测这种从大背景下探测小目标的应用,分析了限制目标探测的主要因素。以深海水域舰船目标为例,利用大气辐射传输模型MODTRAN4.0模拟计算了某型号遥感器在可见光谱区域内各个波段的目标/背景对比度和信噪比,并以此作为依据得出结论一以海洋目标探测为主要目的的宽波段遥感器的最佳工作波段为0.5~0.9μm。 展开更多
关键词 海洋遥感 光学遥感器 目标探测 波段选择 信噪比
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