argo浮标的工作原理
浮标的原理
浮标的原理
浮标是一种用于海洋、湖泊等水域中的导航设施，它能够帮助船只和航空器确
定自己的位置，指引航行方向。
浮标的原理主要包括浮力原理、稳定性原理和导航原理。
首先，浮标的原理之一是浮力原理。
根据阿基米德原理，当一个物体浸入液体
中时，会受到一个向上的浮力，这个浮力的大小等于物体排开的液体的重量。
浮标利用这个原理，通过设计合理的形状和材料，使得浮标在水中能够产生足够的浮力，从而能够浮在水面上并保持稳定。
浮标通常由浮筒、桅杆、标志牌等部件组成，其中浮筒起到支撑和浮力作用，确保浮标能够浮在水面上，不被水淹没。
其次，浮标的原理还涉及到稳定性原理。
为了确保浮标在水中不被风浪推倒或
翻转，设计者通常会在浮标的底部设置重物，或者通过调整浮标的重心位置来提高其稳定性。
此外，浮标的形状和结构也会影响其在水中的稳定性，例如一些浮标会采用球形或者圆柱形设计，以减少受到风浪作用时的倾斜和摇晃。
最后，浮标的原理还涉及到导航原理。
浮标通常会在其标志牌上标注有关航行
的信息，比如水道的方向、水深、危险区域等。
船只和航空器可以通过观察浮标的标志牌来确定自己的位置和航行方向，从而安全地进行航行。
同时，浮标的颜色、形状和灯光等也会被用来作为导航标志，帮助船只和航空器进行夜间或恶劣天气下的导航。
总的来说，浮标的原理主要包括浮力原理、稳定性原理和导航原理。
通过合理
设计浮标的结构和功能，能够确保浮标在水域中起到良好的导航和标志作用，为船只和航空器的安全航行提供重要的帮助。
ARGO浮标
Argo是一个海洋观测系统的名称，可为气候、天气、海洋学及渔业研究提供实时海洋观测数据。
该观测系统由大量布放在全球海洋中小型、自由漂移的自动探测设备（Argo剖面浮标）组成。
大部分浮标在1000米漂移（被称为停留深度），每隔10天下潜到2000米深度并上浮至海面，在这过程中进行海水温度和电导率等要素的测量，由此可计算获得海水盐度和密度。
观测数据通过卫星传送到地面科研人员，并向所有人免费、无限制提供。
Argo计划的名字起源于希腊神话中勇士杰森（Jason）和阿格诺（Argonauts）寻找金色羊毛（Golden Fleece）时所乘的船。
之所以选用该名字，意在强调Argo计划与杰森（Jason）卫星高度计的相互补充。
历史：Argo计划首先在1999年召开的海洋观测大会上提出，该会议是由国际机构组织的，旨在创建可协调的海洋观测方式。
原始的Argo 计划书由一个科学家组成的小组编写，该计划书描述了一个由3000个浮标组成的全球海洋观测网计划，并将在2007年的某时完成。
2007年11月，由3000个浮标组成的全球海洋观测网全面建成。
Argo指导工作组于1999年在美国马里兰召开了第一次会议，并在会上概述了全球数据共享原则。
Argo指导工作组于2009年向海洋观测大会提交了十年进展报告[3]，并收到了有关如何完善观测网的建议。
这些建议包括在高纬度海区、边缘海（如墨西哥湾和地中海）和沿赤道海区加强观测，在西边界强流区（如湾流Gulf Stream和黑潮Kuroshio）强化观测，向深海扩展观测以及利用新型传感器监测海洋生物和化学变化等。
2012年11月，Argo观测网已收集了100万条剖面（是20世纪所有调查船观测资料的两倍），并在多家组织的网站上进行了报道。
浮标设计及运行通过改变浮标自身的有效密度，按照预定的时间表在海中上浮和下沉是Argo浮标的重要特点。
任何物体的密度由物体的质量除以体积获得。
Argo浮标在自身质量不变的情况下，通过改变体积的方式改变密度。
一种专门用于低纬度洋区观测的Argo剖面浮标
1引言早在1999-2000年期间，刚成立的国际Argo 科学组用了较长一段时间来讨论Argo 计划中所采用的剖面浮标的技术规范问题。
最终决定，浮标应悬浮在1000m 深处，并能测量从海面到2000m 水深内的温、盐度剖面。
现在，将近十年过去了，Argo 计划中布放的大部分浮标都是按照该要求编制程序的。
然而，世界范围内还有一部分海洋区域，想要测量从海面到2000m 水深的剖面就显得非常困难，甚至根本无法做到，如距赤道约15个纬度内的洋区就是这样的一片海域。
但为了实现国际Argo 科学组在十年前的报告中提出的“要获取全球大洋2000m 水深剖面资料”的目标，美国Webb 研究公司从2004年开始进行了不懈努力，并取得了可喜的技术突破，从而使得今天已经建成的全球Argo 实时海洋观测网具备了覆盖全球大洋进行2000m 水深剖面观测的能力。
为此，美国华盛顿大学的Stephen C Riser 教授在国际Argo 科学组主办的《Argonautics 》简讯上著文介绍了这一改进技术。
我们对全文进行了翻译和整理，以供国内浮标技术研制人员参考。
2剖面浮标工作原理及要解决的问题剖面浮标是通过改变其密度来实现其在水体中的下沉或上浮的。
在2000m 深度，世界大部分洋区的密度大致相同，而赤道附近的表层水通常都很热，因而密度也比较小。
低纬度海区2000m 水深处与海面之间的密度差最大。
众所周知，世界大部分洋区2000m 深度处的现场海水密度大约为1037kg/m 3，中纬度洋区海面的海水密度通常是1025kg/m 3，而热带海面的海水密度则低达1021kg/m 3。
因此，在中纬度海区浮标要从2000m 深处上浮到海面，其密度大约需改变12kg/m 3。
而在赤道海区，同样的浮标，其密度需改变16kg/m 3才能上浮到海面。
也就是说，在赤道海区浮标上浮要比在中纬度海区更困难些。
正因为如此，迄今为止的大部分APEX 型浮标（也包括SLOLO 型浮标），都设计为在较小的深度测取剖面，赤道海域附近一般为距海面1000m 。
Argo全球剖面浮标系列-中国Argo实时资料中心
Argo计划及其面临的技术问题1郭明编译（国家海洋局第二海洋研究所，杭州，310012）Argo，一个大范围的全球温盐剖面浮标观测网，已被计划作为海洋观测系统的一个重要组成部分，并已于2000年开始投放浮标，目前尚在建设之中。
实际上，Argo计划是基于现存的海洋上层热量观测系统，并对其在时间、空间、观测深度和准确性上进行了扩展，同时还增加了对盐度和速度的观测。
命名Argo，主要是为了强调全球浮标网与Jason高度计任务的密切关系，这是第一次人们可以几乎实时地系统测量和收集上层海洋的物理状态信息。
1Argo的诞生和设计全球剖面浮标观测网是在如下三方面技术的最新发展促使下诞生的，从而使得海洋和气候科学迈出了关键的一步。
（1）可以利用每隔10天测量全球海面高度一次的高精度卫星高度计资料建立了一个令人信服的现场实测数据库，但这个数据库需要有效的解译和补充海面地形。
（2）剖面浮标技术的发展使得它可以在常规条件下，在全球任何海区对海洋物理性质进行观测。
这是最重要的一点，因为这意味着在海陆空三维气候系统中，主要被海洋变化所左右的热量与淡水的贮存，将可以第一次被准确的测量出来。
（3）数据同化技术的成熟(包括硬件及软件的发展)使我们可以在把水下数据和遥感所得海面数据结合在一起。
这些数据包括风力（由散射计观测）、海平面变化和次表层要素等。
因此，在综合的卫星遥感系统和强有力的数据同化技术的支持下，使得实施全球次表层海洋观测网无论在科学上还是在运行中都具有广泛的优越性。
1本工作得到国家重点基础研究发展规划项目G1998040900第一部分和G1999043805以及国家海洋局的共同资助。
另外需强调的是，Argo并非一个完美无缺的现场观测系统。
它的目标是提供大尺度空间范围及时间尺度在数月以上的覆盖全球大洋上层的海洋资料。
该系统的这空间分辨率不足以用来计算边界流，而且其时间取样对于研究赤道波导也是不够的。
此外，浮标的设计深度只有2000m，故全球浮标观测网必须采用其他有效的手段给予补充。
热带太平洋海域的Argo浮标计划
热带太平洋海域的Argo浮标计划1朱伯康1）许建平1、2）编译（1、国家海洋局第二海洋研究所，杭州310012）（2、国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室，杭州310012）1、国际Argo计划国际Argo计划提出施放3000个剖面浮标组成一个海洋观测网，以便实时观测全球海洋上层的温、盐度结构。
每个浮标之间距离约为300km。
浮标将被设置在2000m水深附近漂移，且每隔10天上浮一次，把测量的温、盐度剖面资料和位置信息通过卫星传送到设在陆上的接收站。
然后，浮标再次下沉到预定的深度进行新一轮循环。
浮标的使用寿命为4年。
这些浮标的工作原理与大气无线电探测器相似。
2、实施Argo计划的意义利用Argo浮标进行全球次表层观测，并结合覆盖全球海洋表面的卫星观测，将会提高业务预报和科学研究的水平。
这些资料会直接有助于提高与ENSO有关的（如洪水、干旱等）季预报能力，还将有助于提高海洋对气候的作用，以及其它与ENSO相似的事件（如太平洋十年涛动等）的认识。
另外，这些资料为处理沿海诸如珊瑚礁及近海渔业资源的健康问题提供了广泛的背景材料。
3、资料政策全部Argo数据（包括实时资料和延迟模式资料）都向公众开放，且不受使用时间限制。
实时资料通过全球通讯系统（GTS）传送，以供业务预报机构使用；延迟模式数据在90天内经过质量控制处理，通过互联网（Internet）发送。
1本工作得到国家重点基础研究发展规划项目G1998040900第一部分和G1999043805以及国家海洋局的共同资助。
4、Argo计划的实施Argo计划始于1998年。
那时，日本、英国和美国等国家已着手筹措经费用于Argo计划。
随后，澳大利亚、加拿大、欧共体、法国、新西兰等国从原有的资金渠道开始购置Argo浮标，另外的一些国家，如中国、德国、印度、挪威、韩国、西班牙也开始提出计划，申请经费实施Argo计划（图1）。
直到目前为止，国际团体已经筹划到395个浮标所需的资金；在未来3年中还有2234个浮标的计划。
声呐浮标工作原理
声呐浮标工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊声呐浮标这玩意儿的工作原理，可有意思啦！
你想想看啊，声呐浮标就像是大海里的小侦探。
它被投放到水里后，就开始自己的工作啦。
它里面有个神奇的装置，能发出声波，就像我们说话一样，但这声波咱可听不见哦。
这声波在水里传播出去，碰到各种东西，比如鱼啊、潜艇啊之类的。
然后呢，这些声波就会被反射回来。
声呐浮标就像个机灵的小耳朵，把这些反射回来的声波都给“听”到啦。
这不就跟我们在黑夜里打着手电筒找东西一样嘛！手电筒的光射出去，碰到东西反射回来，我们就能看到是什么啦。
声呐浮标也是这样，通过接收反射回来的声波，来了解水下的情况。
而且啊，声呐浮标还特别聪明呢！它能分辨出不同的声波反射，从而判断出是什么东西。
是一条小鱼游过，还是一艘大大的潜艇呢，它都能搞得清楚。
要是没有声呐浮标，那我们对水下的世界可就两眼一抹黑啦！海军的叔叔们怎么知道有没有潜艇偷偷靠近呢？科学家们又怎么去研究那些神秘的海洋生物呢？
声呐浮标就像是水下的眼睛和耳朵，默默守护着我们的海洋。
它在那里静静地工作着，为我们提供着重要的信息。
你说它厉不厉害？它虽然小小的一个，可作用却大得很呢！就像我们身边那些看起来不起眼，但却有着大本事的人一样。
所以啊，可别小瞧了这声呐浮标，它可是海洋世界里的大功臣呢！它让我们对海洋有了更多的了解，也让我们的生活变得更加安全和有趣。
难道不是吗？
总之，声呐浮标就是这么神奇，这么重要！它在水下默默地发挥着自己的作用，为我们探索海洋的奥秘立下了汗马功劳。
让我们一起为声呐浮标点赞吧！。
ARGO资料
ARGO资料的重要性ARGO浮标将提供全球海洋2 000m深度以浅的次表层温、盐度资料。
这些资料将直接有助于提高对与ENSO有关的海洋、天气灾害（如洪水、干旱等）预报的能力，还将有助于提高海洋对气候的作用，以及其他与ENSO事件相似的，如太平洋十年振荡（PDO）、北大西洋振荡（NAO）、北极振荡（AO）和南极绕极波（ACW）等气候和海洋现象的认识，从而能对大尺度大洋环流，也包括海洋内部的质量、热量和淡水输送平均状况和变化过程进行全球性描述。
ARGO资料还可以对大洋上层的演变过程及海洋－气候变化的模态（如热量和淡水的贮存和输运等）进行细致的描述；还可以通过对海面以下温、盐度垂直结构及参考层流速的测量来提升杰森卫星高度计资料的使用价值，并为解译由高度计获得的海面高度资料提供足够的覆盖范围和分辨率。
目前，全部资料主要是利用ARGOS系统收集和转发，实现从海上到陆地的实时接收。
ARGO 浮标数据除了必须经过“ARGOS 资料服务中心”作处理外，还需进行“实时质量控制”和“延时质量控制”的校正处理后，才能为海洋预报、气候预报以及其它方面的科学研究提供有价值的、可靠的科学数据。
ARGOS系统和实时接收、处理数据1978年10月，在法国国家空间研究中心（CNES）和美国海洋大气局（NOAA）以及美国宇航局（NASA）之间启动了一个划时代的合作研究项目，即在泰罗斯－N／诺阿（TIROS－N／NOAA）系列卫星运行期间，建立一个以收集环境资料为目的的服务系统，这就是一阿戈斯系统”。
阿戈斯系统主要由观测平台、卫星、地面接收站和数据处理中心等子系统组成，各个子系统中又包含了若干个单元，各自肩负着不同的使命，从而形成了一个从地球表面到空间的庞大通讯体系，为人类认识自然环境做出了巨大贡献。
观测平台是安装各种测量仪器（或传感器）的载体，它可以是移动的船舶、气球和浮标，也可以是固定的海洋和气象观测站以及地震观测台等。
但只有在这些载体上装备了平台发射机终端（PTT）后，才能真正成为阿戈斯系统的组成部分。
HM2000型Argo浮标浮力调节机构测试平台设计
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Байду номын сангаас
《计量与测试技术》２０１９年第 ４６卷第 ６期
待到达设定 深 度；当 接 近 设 定 的 剖 面 测 量 时 间 （一 般为 １０天一个测量周期）时，浮标会唤醒并继续下 潜至设定的最大测量深度（一般为 ２０００ｍ）处，随即 转入上浮过程，液压装置再次驱动，将缸体内的液压 油充回到外油囊中，浮标逐渐上浮，并采集每一观测 层上的海水温度、盐度和深度数据；当浮标抵达水面 后，会自动打开通信模块，通过卫星向地面控制中心 传送该浮标收集的全部采样信息及测量的温、盐、深 度剖面数据等。
０ 引言 ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标是一种新型国产海洋观
测仪器设备，利用了北斗卫星导航系统提供的精确 定位和双向通讯功能，可以长期在海上自由漂移并 连续测量（０～２０００）ｍ 水 深 内 的 海 水 温、盐 度 剖 面 数据（见图 １）。
图 １ ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标
２０１５年 ９月，ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标正式被国际 Ａｒｇｏ信息中心（ＡＩＣ）接纳，进入全球 Ａｒｇｏ实时海洋 观测网，成为我国第一种被正式用于全球 Ａｒｇｏ海洋
沈锐：ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标浮力调节机构测试平台设计
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ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标浮力调节机构测试平台设计
沈 锐
（宜昌测试技术研究所，湖北 宜昌 ４４３００３）
摘 要：ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标是一种新颖的国产海洋观测仪器设备，本文在分析 ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标浮力调节机构工作原理的基础上，设计了 一种测试平台，能够模拟浮标在水下随深度变化时，液压驱动装置受到的外压变化，在浮标生产过程中检验驱动装置工作的性能。本文给出了 测试平台硬件组成和软件流程，经测试平台检验的驱动装置已成功应用于多批次 ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标，提高了浮标的可靠性。 关键词：ＨＭ２０００；Ａｒｇｏ浮标；液压驱动装置；测试平台 中图分类号：７１５２ 文献标识码：Ｂ 国家标准学科分类代码：４６０４０３０ ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０１９．６．０１４
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Argo浮标的工作原理
1. 引言
Argo浮标是一种用于监测全球海洋和大气变化的自动浮标系统。
它由一系列浮标
组成，能够在全球范围内收集海洋和大气数据，并将这些数据传送回地面站点。
Argo浮标系统的工作原理基于浮标的漂浮和下潜，以及传感器的数据采集和无线
传输。
2. 浮标的漂浮和下潜
Argo浮标包括一个浮标主体和一个浮标球astounding-barrier。
浮标主体通常由
聚氨酯材料制成，具有良好的浮力和耐腐蚀性能。
浮标球则是一个空心球体，通过一个绳子连接到浮标主体上。
浮标的漂浮和下潜是通过控制浮标球的空气压力来实现的。
当浮标需要漂浮时，浮标球内部的空气压力与周围水体的压力相平衡，使得浮标浮在水面上。
当浮标需要下潜时，浮标球内部的空气压力被增加，使得浮标重于水体，并向下沉入海洋中。
浮标的漂浮和下潜是通过一个电动机和一个压力传感器来控制的。
电动机控制浮标球内部的空气压力，压力传感器用于监测浮标球内部的压力变化。
根据压力传感器的反馈信号，电动机可以调整浮标球的空气压力，从而控制浮标的漂浮和下潜。
3. 数据采集和传输
Argo浮标系统通过一系列传感器来采集海洋和大气数据。
这些传感器包括温度传
感器、盐度传感器、压力传感器和光学传感器等。
这些传感器安装在浮标主体上，可以测量海洋和大气的各种参数。
温度传感器用于测量海洋和大气的温度，盐度传感器用于测量海洋的盐度，压力传感器用于测量海洋的压力，光学传感器用于测量海洋的光照强度。
这些传感器通过电缆连接到浮标主体上的数据采集系统。
数据采集系统负责将传感器采集到的数据进行处理和存储。
数据处理包括数据的滤波、校准和校验等操作，以确保数据的准确性和可靠性。
数据存储则将处理后的数据保存在浮标主体的存储器中，以备后续传输。
数据传输是Argo浮标系统的关键部分。
浮标主体上配备了一个无线通信模块，用
于将采集到的数据传输回地面站点。
数据传输可以通过卫星通信、海底电缆或近岸无线网络等方式进行。
无线通信模块将存储在浮标主体中的数据编码并发送出去，地面站点接收到数据后进行解码和分析。
4. 浮标的能源供应
Argo浮标系统需要稳定的能源供应来支持其长期运行。
浮标主体上配备了一个太
阳能电池板，用于收集太阳能并将其转换为电能。
太阳能电池板通常安装在浮标主体的顶部，以最大程度地接收到阳光。
太阳能电池板将收集到的太阳能存储在浮标主体上的电池中。
电池负责储存能量，并在夜间或阴天时提供给浮标系统使用。
电池还可以通过电动机的工作来充电，以保证浮标系统能够持续运行。
5. 浮标的定位和导航
Argo浮标系统需要准确的定位和导航信息，以确保数据的准确性和可靠性。
浮标
主体上配备了一个全球定位系统（GPS）接收器，用于获取浮标的经纬度坐标。
GPS接收器通过接收卫星发射的信号，计算出浮标的位置，并将位置信息与采集到
的数据相关联。
这样可以确保数据的时空一致性，以便后续的数据分析和应用。
6. 数据处理和分析
Argo浮标系统采集到的海洋和大气数据需要经过处理和分析，以提取有价值的信息。
数据处理和分析包括数据的滤波、插值、回归和模型计算等操作。
数据的滤波操作用于去除数据中的噪声和异常值，以提高数据的质量和可靠性。
插值操作用于填补数据中的缺失值，以确保数据的连续性和完整性。
回归和模型计算则用于分析数据之间的关系和趋势，以推断海洋和大气的变化规律。
数据处理和分析可以在浮标主体上进行，也可以在地面站点进行。
浮标主体上的数据处理和分析通常是基于嵌入式系统和算法实现的，而地面站点的数据处理和分析通常是基于计算机和软件实现的。
7. 数据的传播和应用
Argo浮标系统采集到的海洋和大气数据可以传播到全球范围，并应用于各种科学
研究和应用领域。
数据的传播可以通过互联网和科学数据中心等方式进行。
科学研究可以利用Argo浮标系统提供的数据来研究海洋和大气的变化过程和机制。
这些研究可以涉及气候变化、海洋生态系统、海洋资源开发等方面。
此外，Argo
浮标系统的数据还可以应用于海洋预报、气象预报和环境监测等领域。
8. 结论
Argo浮标系统通过浮标的漂浮和下潜、数据采集和传输、能源供应、定位和导航、数据处理和分析、数据的传播和应用等步骤，实现了对全球海洋和大气变化的监测和研究。
该系统的工作原理基于先进的传感器技术、无线通信技术和能源技术，以及先进的数据处理和分析方法。
通过Argo浮标系统，我们可以更好地理解海洋和大气的变化规律，为气候预测、海洋科学和环境保护等领域提供重要的数据支持。