高精度海洋观测浮标运动测量系统设计与试验

海洋浮标受海洋动力环境影响产生运动,会对平台及仪器的可靠性产生影响,甚至会导致测量误差,影响海洋观测浮标 工作安全性和数据质量,因而浮标运动姿态的精确测量研究具有重要价值和意义。 本文通过搭建微型惯性测量单元(MIMU) 与全球导航卫星系统(GNSS)结合的硬件系统,获取浮标运动姿态相关数据,并采用载波相位平滑滤波模型进行数据预处理,融 合最小二乘降相关算法(LAMBDA)解算浮标姿态数据,获取高精度动态浮标姿态。 经过摇摆台模拟比对实验,系统姿态角均方 根误差小于 0. 5°,水平速度均方根误差小于 0. 05 m/ s。 通过实际海试实验,尤其是台风过境期间系统的测试结果,证明该系统 工作稳定可靠,无数据发散现象,整体有效数据达到了 95% 以上。     

Cross-spectral root-min-norm algorithm for harmonics analysis in electric power system

To avoid drawbacks of classic discrete Fourier transform (DFT) method,modern spectral estimation theory was introduced into harmonics and inter-harmonics analysis in electric power system.Idea of the s...     

岸基GNSS反射信号的波浪多参数反演方法研究

针对当前GNSS-R技术利用GNSS海面反射信号仅反演有效波高一个参数的不足，基于直射信号和反射信号构成的复相干场模型，建立海面相关时间与波浪的有效波高和平均波周期的映射模型，给出了基于直射信号多普勒频移、C/A码、导航数据位参数辅助的海面反射信号处理流程和方法，确立了基于GNSS海面反射信号的有效波高和平均波周期反演流程和方法，并在青岛小麦岛海洋观测站进行了岸边实验.实验结果表明，有效波高反演结果的均方误差为0.1 m，平均波周期反演结果的均方误差为0.61 s.所提反演方法对海洋观测新技术研究和新装备制造，及其在我国北斗系统中的应用等扩展领域，都具有明显学术价值和重要意义.     

原位叶绿素a和浊度传感器设计

主要研究了叶绿素a和浊度传感器技术及其设计实现.该传感器技术基于荧光诱导的叶绿素a检测原理和基于散射的浊度检测技术原理进行设计,实现后可以实时测量海水的相关参数.该设计经过仿真验证,能够实现设计所要求的微弱光信号检测功能,为后续系统联调做好了准备.     

海上风电场内激光雷达测风浮标摇摆运动的实验与仿真研究

激光雷达测风浮标对摇摆角度具有较高要求,为了改善激光雷达测风浮标的摇摆运动性能,文章采用数值仿真方法研究了浮标的横摇自由衰减运动,并进行了相应的水池实验,数值仿真结果与水池实验数据吻合较好。此外还分析了3种安装有舭龙骨的改进模型的横摇自由衰减运动,并与原始模型的仿真结果进行对比。对比结果表明：3种改进模型的横摇无因次阻尼系数和横摇固有周期均大于原始模型;当舭龙骨安装在靠近水线的上部位置时,横摇无因次阻尼系数提高了6.5%,横摇固有周期增大了6.6%。对于圆盘形浮标,舭龙骨对缓和浮标的横摇运动具有明显效果,舭龙骨安装位置靠近水线时效果最为明显。     

海洋资料浮标观测技术应用现状及发展趋势

海洋资料浮标是一个涉及电子、通信、控制等多个领域的复杂系统,可以在各种复杂的海洋环境中提供长期、连续、实时、可靠的海洋观测数据,是海洋观测技术中最可靠、最有效、最重要的手段之一。本文简述海洋资料浮标的系统结构及其关键技术,分析了我国海洋资料浮标技术的技术水平及其与国际先进水平的差距;重点总结了近年来国内外海洋资料浮标技术发展与应用现状,对比分析了我国典型代表浮标与国外同类浮标的系统参数及观测参数,在此基础上,结合我国当前面临的形势及迫切需求,展望了海洋资料浮标技术的发展趋势。     

基于海洋资料浮标的单摆式波浪能发电装置仿真模型研究

海洋资料浮标通常利用太阳能对其搭载的海洋监测仪器提供电能。为提高其供电能力,基于浮标的结构和运动特点,提出一种波浪能发电装置。该发电装置由将波浪能转换为机械能的单摆和将机械能定值输入到发电机的储能机构组成。基于势流理论建立含有发电装置浮标的水动力学方程,在求解水动力学方程的基础上,分析单摆运动规律及能量转换性能。研究表明,利用该发电装置能够将波浪能高效而周期性地转换为电能,增加储能弹簧的刚度,可有效提升浮标的供电能力。该研究为海洋资料浮标利用波浪能供电提供有价值的参考。     

触摸液晶的控制设计与坐标的获取

本文简述了液晶触摸屏控制的硬件电路与接口,介绍了液晶触摸屏触点坐标的获取和实现及在液晶屏上换算的算法,并给出了采用单片机C8051F020控制LCD触摸屏的应用与SPI通讯的软件流程。     

基于BMP085模块的海洋气象观测气压传感器设计

BMP085模块是一款高精度、超低能耗的大气压力传感模块。基于该芯片设计了一款新型智能输出的气压传感器。该传感器采用混合信号系统级芯片C8051F021作为数据采集处理器,进行新型海洋气象观测气压传感器的研制。文中对系统的硬件组成、软件设计进行了详细描述。对该气压传感器的样机标定试验表明,经校准后误差在0.3 h Pa以内,已经达到国外同类传感器水平。该传感器具有性价比高、精度高、稳定性好、功耗低、安装使用简便等优点,可广泛应用于气象站、船舶气象仪器、大型海洋资料浮标等场所。     

基于经验分析的近海小浮标布放关键技术

针对近海小浮标布放时和在位运行期间易受自然或人为损坏的几率较大的现状,在总结研究所多年研制、生产和维护近海小浮标的经验和知识,提出了一种基于经验分析的近海小浮标布放方法,有效地指导小浮标的布放和维护,该技术的推广应用表明,该技术可以提高小浮标的布放和维护效率、工作效率和作业安全性。