浮标式海洋信息实时观测系统
中国Argo浮标实时资料
中国Argo浮标实时资料卫星高度计数据集。
对高度计资料的光谱分析表明，全球海面距平变化，有半数波长小于1000km。
如果感兴趣的气侯信号包括所有大于1000km的波长，那么以每隔3个经纬度布设的浮标观测网将能够分辨出这些信号，其信噪比约为3:1。
研究还发现，测高谱中半功率点随纬度的改变而变化，它的波长从热带处的1300km到北纬50oN处变为700km。
世界海洋环流实验水文资料中的气候信号。
通过WOCE 水文资料与早期资料的对比发现，在北大西洋副热带海域中存在大范围的、十年时间尺度变化的中层变暖现象。
实验还表明，这些海盆尺度的变化信息可以从间隔3个经纬度分布的剖面浮标网资料中提取出来。
数据同化模式应用。
事实上，模拟与纯数据分析对观测资料的要求并没有明显区别。
模式是以数据为基础，它需要相应的比较场进行严格的模式测试。
而数据同化模式则需要大量的资料，以确定单点测量与模式平滑场连接的统计学特性。
此可见，“阿尔戈”观测网的布点既不能太稀疏，也不可能太密集。
故最终选择了在全球海洋中布放3000个浮标，观测深度为20XX米的设计目标。
考虑到卫星高度计的光谱空间尺度随着纬度的增加会缩短的事实，要求在高纬度海区增加浮标的布放密度，而在赤道海域则可稀疏一些。
即在北纬60oN以北海域，其浮标的布设密度要比赤道海域增加2倍。
但就平均而言，Argo观测网将每隔约3个经纬度布设一个浮标、总计约3000个Argo剖面浮标组成。
“阿尔戈”海洋观测网建设在20XX年3月20－22日召开的第三次国际Argo科学组会议上,澳大利亚和美国宣称已率先在东印度洋和东太平洋施放了21个Argo浮标，从而正式拉开了Argo全球海洋观测网建设的序幕。
至20XX年3月，世界上已经有14个国家和团体加入国际Argo计划，并已在太平洋、印度洋和大西洋等海域投放了337个Argo浮标，这些浮标主要世界上12个国家和团体施放。
从图中可以看出，Argo浮标的区域分布为：大西洋最多，其次为太平洋和印度洋，南大洋几乎无人问津。
海洋资料浮标观测技术应用现状及发展趋势
海洋资料浮标观测技术应用现状及发展趋势一、海洋资料浮标观测技术的那些事儿海洋资料浮标观测技术可太有趣啦！它就像大海的小间谍，默默地在海里收集各种情报呢。
现在海洋资料浮标观测技术的应用现状可丰富啦。
很多地方都在用这个技术来了解海洋的脾气。
比如说，在一些沿海的城市，浮标可以监测海水的温度。
大家可别小看这个温度监测哦，它对渔业超级重要呢。
渔民们就可以根据浮标传回来的温度数据，知道哪里的水温适合鱼儿生活，然后就开着船去那里捕鱼啦。
还有哦，浮标能观测海水的盐度。
盐度的变化会影响很多海洋生物的生存环境，科学家们通过浮标收集的盐度数据，就能更好地研究海洋生态啦。
而且呀，浮标还能监测海浪的高度呢。
这对那些在海上航行的船只来说，简直是个福音。
要是知道前面有超级大的海浪，船长就可以提前做好准备，避开危险啦。
二、海洋资料浮标观测技术的发展趋势这海洋资料浮标观测技术也不是一成不变的，它一直在发展进步呢。
未来呀，我觉得浮标可能会变得更智能。
就像手机从那种只能打电话发短信的砖头机变成现在功能超强大的智能手机一样。
浮标可能会自己分析收集到的数据，然后直接把重要的信息发送给需要的人，而不是一股脑地把所有数据都传回去。
还有哦，浮标可能会更加环保节能。
毕竟大海是我们大家的，可不能因为浮标观测就污染了它。
也许会采用一些新的能源，比如太阳能或者海浪能之类的，这样浮标就能在海里待得更久，收集更多的数据啦。
而且呀，浮标可能会变得更小更隐蔽，这样就不会对海洋生物造成太多干扰啦。
三、海洋资料浮标观测技术的影响这个技术的发展对我们人类来说意义重大呢。
它能让我们更好地了解海洋，保护海洋。
海洋那么大，那么神秘，有了浮标观测技术，就像我们在黑暗中有了一盏明灯。
我们可以知道海洋的变化，提前做好应对措施。
比如说海平面上升这个问题，如果没有浮标观测技术，我们可能都不知道海平面在悄悄地上升呢。
有了它，我们就能及时采取措施，保护我们的沿海城市和那些美丽的海滩啦。
海洋6米观测浮标优势及应用领域
海洋6米观测浮标优势及应用领域下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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中国Argo浮标实时资料
中国Argo浮标实时资料卫星高度计数据集。
对高度计资料的光谱分析表明，全球海面距平变化，有半数波长小于1000km。
如果感兴趣的气侯信号包括所有大于1000km的波长，那么以每隔3个经纬度布设的浮标观测网将能够分辨出这些信号，其信噪比约为3:1。
研究还发现，测高谱中半功率点随纬度的改变而变化，它的波长从热带处的1300km到北纬50oN处变为700km。
世界海洋环流实验水文资料中的气候信号。
通过WOCE 水文资料与早期资料的对比发现，在北大西洋副热带海域中存在大范围的、十年时间尺度变化的中层变暖现象。
实验还表明，这些海盆尺度的变化信息可以从间隔3个经纬度分布的剖面浮标网资料中提取出来。
数据同化模式应用。
事实上，模拟与纯数据分析对观测资料的要求并没有明显区别。
模式是以数据为基础，它需要相应的比较场进行严格的模式测试。
而数据同化模式则需要大量的资料，以确定单点测量与模式平滑场连接的统计学特性。
此可见，“阿尔戈”观测网的布点既不能太稀疏，也不可能太密集。
故最终选择了在全球海洋中布放3000个浮标，观测深度为20XX米的设计目标。
考虑到卫星高度计的光谱空间尺度随着纬度的增加会缩短的事实，要求在高纬度海区增加浮标的布放密度，而在赤道海域则可稀疏一些。
即在北纬60oN以北海域，其浮标的布设密度要比赤道海域增加2倍。
但就平均而言，Argo观测网将每隔约3个经纬度布设一个浮标、总计约3000个Argo剖面浮标组成。
“阿尔戈”海洋观测网建设在20XX年3月20－22日召开的第三次国际Argo科学组会议上,澳大利亚和美国宣称已率先在东印度洋和东太平洋施放了21个Argo浮标，从而正式拉开了Argo全球海洋观测网建设的序幕。
至20XX年3月，世界上已经有14个国家和团体加入国际Argo计划，并已在太平洋、印度洋和大西洋等海域投放了337个Argo浮标，这些浮标主要世界上12个国家和团体施放。
从图中可以看出，Argo浮标的区域分布为：大西洋最多，其次为太平洋和印度洋，南大洋几乎无人问津。
gnss 浮标法
gnss 浮标法（最新版）目录1.GNSS 浮标法的概述2.GNSS 浮标法的工作原理3.GNSS 浮标法的应用领域4.GNSS 浮标法的优缺点正文【1.GNSS 浮标法的概述】GNSS 浮标法是一种利用全球导航卫星系统 (Global Navigation Satellite System, GNSS) 进行海洋观测的技术。
它通过在浮标上安装GNSS 接收机，接收卫星信号，实现对浮标位置、速度、加速度等海洋参数的实时监测。
这种方法具有精度高、可靠性好、成本低等优点，被广泛应用于海洋科学研究、海洋环境监测等领域。
【2.GNSS 浮标法的工作原理】GNSS 浮标法的工作原理主要基于 GNSS 系统的卫星信号。
GNSS 系统由多颗卫星组成，卫星向地面发射信号，接收器接收到至少三颗卫星的信号后，可以计算出自身的位置信息。
GNSS 浮标法将接收机安装在浮标上，通过接收卫星信号，实现对浮标的精确定位。
同时，浮标还配备了各种传感器，如温度传感器、盐度传感器等，可以对海洋环境参数进行实时监测。
【3.GNSS 浮标法的应用领域】GNSS 浮标法在多个领域都有广泛应用，包括但不限于以下几个领域：(1) 海洋科学研究：通过 GNSS 浮标法，科学家可以实时监测海洋表层和深层的流速、流向等参数，为研究海洋环流、海洋生态系统等提供数据支持。
(2) 海洋环境监测：利用 GNSS 浮标法，可以实时监测海洋表层温度、盐度等环境参数，有助于了解海洋气候变化、海冰融化等情况。
(3) 海洋灾害预警：通过 GNSS 浮标法，可以实时监测海啸、风暴潮等海洋灾害的动态信息，为灾害预警和防范提供数据支持。
【4.GNSS 浮标法的优缺点】GNSS 浮标法具有以下优缺点：(1) 优点：- 精度高：GNSS 浮标法利用卫星信号进行定位，精度可以达到厘米级别。
- 可靠性好：GNSS 浮标法不受天气、海况等环境因素影响，具有较高的稳定性。
- 成本低：相较于传统海洋观测方法，GNSS 浮标法的设备成本和维护成本较低。
海洋观测服务对海洋氧含量的监测与分析
海洋观测服务对海洋氧含量的监测与分析近年来，随着全球气候变化的持续加剧，人类对于海洋环境的关注日益增加。
海洋是地球上最大的生态系统之一，对维持地球生态平衡具有重要作用。
而海洋氧含量作为海洋生态系统的一个重要指标，对于海洋生物的生存状况和海洋环境质量的评估具有重要意义。
为了实现对海洋氧含量的监测与分析，海洋观测服务起到了不可替代的作用。
一、海洋观测服务的定义和作用海洋观测服务是通过利用遥感技术、浮标观测、潜水器设备等手段，对海洋环境进行实时、连续的数据采集和监测的系统。
海洋观测服务通过收集各种海洋气象、海洋生物、海洋化学、海洋地质等数据，为科研机构、专家学者、政府部门等提供海洋环境变化的科学依据和决策参考。
海洋观测服务在海洋生态系统保护、气候变化研究、海洋资源开发等方面发挥着重要作用。
二、海洋氧含量监测的重要性海洋氧含量是指海水中溶解氧的浓度，它对于海洋生态系统的稳定运行至关重要。
海洋中的生物多样性和生态平衡主要依赖于充足的氧气供给。
而氧气的供应主要来自于海洋中的藻类和植物通过光合作用产生的氧气。
海洋氧含量的监测主要通过分析海水中的溶解氧浓度来完成。
准确监测海洋氧含量可以帮助科研人员了解海洋生态系统的健康状况，判断海洋污染程度，预测和防止海洋缺氧事件的发生。
此外，海洋氧含量还对于渔业资源的管理和海洋生物的分布与迁徙也具有重要影响。
三、海洋观测服务在海洋氧含量监测中的应用1. 遥感技术的应用遥感技术是现代海洋观测服务中最常用的技术手段之一。
利用卫星遥感技术可以获取大范围的海洋氧含量数据，为海洋氧含量的监测和分析提供了重要的数据支持。
通过卫星遥感技术获取的数据可以全面了解海洋氧含量的时空分布特征，为气候变化研究和生态系统保护提供科学依据。
2. 浮标观测系统的应用浮标观测系统是一种通过浮标携带传感器对海洋氧含量等参数进行实时监测的系统。
浮标观测系统可以将数据直接传回到地面的数据中心进行处理和分析。
通过浮标观测系统，可以实现对不同海域和不同时期海洋氧含量的连续监测，为科学家提供及时的海洋氧含量数据，进一步认识和理解海洋生态环境。
argo浮标的工作原理
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。
智能浮标系统的架构与关键技术
1112023年·第4期·总第205期智能浮标系统的架构与关键技术赖粤龙 李 凯 傅雨佳（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海 ２０００１１）摘 要：…随着对海洋的探索开发，人类对海洋数据的需求日益增长。
海上浮标作为海洋水文气象的自动观测站，在技术的加持下被赋予了越来越多的功能，被运用到探索开发海洋的方方面面。
但是，目前海上浮标的应用场景比较单调，其信息传输仍受到诸如气候环境、通信距离等因素的影响。
为满足对海洋数据日益增长的需求，该文提出一种基于海上浮标技术、海底光缆技术与网络技术相结合的智能浮标系统，并设想了这套系统的若干应用场景。
关键词：智能浮标系统；海底光缆；网络技术；数字海洋中图分类号：U662.9；P715.2………文献标志码：A………DOI ：10.19423/ki.31-1561/u.2023.04.111Architecture and Key Technologies of Intelligent Buoy SystemLAI Yuelong LI Kai FU Yujia(Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China)Abstract: With the exploration and development of the ocean, human’s demand for ocean data is increasing. As an automatic observation station for marine hydrometeorology, marine buoys have been assigned more and more functions with the support of technology, and have been used in all aspects of exploration and development of the ocean. However, the current application scenarios of marine buoys are relatively monotonous, and their information transmission is still affected by factors such as climate environment and communication distance. In order to meet the growing demand for ocean data, an intelligent buoy system based on the combination of marine buoy technology, submarine optical cable fiber technology and network technology is proposed with imaginations of several application scenarios of this system.Keywords:…intelligent buoy system; submarine optical fiber cable; network technology; digital ocean收稿日期：2023-03-07；修回日期：2023-05-11作者简介：赖粤龙（1997-），男，本科，工程师。
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水下潜标
– 包含：声学调制解调器、剖面流速仪、声学释放器、 、多波束声纳、被动声纳、潜标浮体、安装架构等组 件。
无线信息传输中继站
– 无线信息传输中继站 主要由卫星通讯系统 、地面无线电基站等 构成，对于近岸观测 浮标系统可直接通过 GPRS网络基站完成相 关浮标站点的信息传 输工作。
地面监视控制中心
气象监测参数：
风速、风向、气温、气压、湿度、降雨量、能见度 、光辐射等
水下目标监视与警戒
– – – – 潜艇 无人水下航行器 蛙人 不明沉底物
通讯方式
– 1.GPRS/CDMA 无线传输 – 2. 无线电台 – 3. 卫星通讯
应用领域：
– 港口水文、气象监测； – 港区海洋气象环境实时监测（传输）； – 港域海洋环境因素（如水温、潮流、流向、水位等 ）、气象环境因素（温湿度、风速风向、气压、雨 量、能见度等实时监测； – 为船舶进出港、离靠泊提供安全保障，实时将海洋 气象水文要素观测值予以传输和显示； – 近海或重点水域的水下目标物情况的实时监测与报 告。
0.1/±0.01V
0.256mg/l ±2% 2% ±0.1% 光学传感器
8
叶绿素
0-500μg/l
0.1 μg/l ～ 10 μ g/l
精度与测量范围有关测 量范围越小精度越高
可根据用户需求增加氨氮、硝氮、氯离子等其他水质参数
气象参数
项目 1 风速 测量范围 0-100m/s (224 mph) 精度指标 ±0.3m/s (0.6 mph) 备注
5 6
7
能见度
标准：30m -16 km
±10% RMSE
还可增加光辐射等其他气象参数
声学目标观测参数
项目 1 2 最大可探测距离 最大工作深度 指标参数 750米 300米 备注
3
4 5
适应海况
探测范围 传感器最小方位分辨率 最小距离分辨率 报警信息
≤4级
90度/180度/360度 1度 7.5cm
应用领域
– 河流湖泊水文、水质监测 – 实时浮标监测系统用于河流库区，湖泊、河口 的相关水文、水质监测。 – 饮用水源监控、库区水质监测、湖泊、河流藻 类监测等。
四、主要技术指标
水文参数
1 项目 水温 测量范围 -4℃～30℃ 精度指标 0.1℃ 备注
2
3 4
剖面流速
剖面流向 姿态（pitch/roll）
– 地面监视控制中心 主要由数据处理与 分析服务器、监视 显示界面等构成； – 主要用于相关信息 的分析、显示、报 警与指挥控制等。
三、应用
观测项目包括：风、温、湿、压等气象要素和海 流流速流向、盐度、海水温度等海洋要素等。 观测设备主要由风速风向传感器、气压传感器、 温湿度传感器、姿态传感器、剖面海流仪 （ADCP）、温盐传感器等组成。 该系统还可以安装相关声学探测设备进行水下目 标进行探测，主要包括多波束声纳、被动水听器 等声学传感器。
统计值
2度
需水下潜标组件
需水下潜标组件
可根据用户需求增加其他测量参数
水质参数
项目 测量范围 精度指标 备注
1
2
水温
电导/盐度
-5℃～35℃
0-70ms/cm
±0.002℃
±0.02ms/cm
3
4 5 6 7
PH/ORP
溶解氧 PAR 浊度 透射率
0～14/-2～2V
0～16mg/l 0～10,000 μ mol/s-m2 0-2500FTU 波长660，530， 470，370nm
系统通讯系统采用水下声学无线传输和水上无线 卫星信号传输两种高新通讯手段，实现测量数据 实时连续现场监测。
水文监测参数：
水温、剖面流速、流向、姿态、水深、潮位、波高 （Hs、H3、H10、Hmax）波向、周期（T3、T10、 Tmax、Tz）、波散度、相关谱数据
水质监测参数：
水温、电导、盐度、PH/ORP、溶解氧、PAR 浊度 、PAR、透射率、硝酸盐、蓝绿藻等 藻、叶绿素等
目标物的相关信息；
系统采用水下声学无线传输和水上无线传输两
种通讯手段，实现测量数据实时连续现场监测。
二、系统构成
系统构成
– 该系统由水面浮标（水下潜标-浮球）观测点站 、无线信息传输中继站、地面监视控制中心等 组成。
系统构成图
小型浮标
大型浮标
传感器可升降的浮标
实时监控显示报告屏
水面浮标观测点站 – 每个水面浮标观测点站 以浮标为基础可根据不 同需要搭载不同的传感 器或探测设备完成单一 或综合信息的观测与信 息传输。 – 水面浮标观测站点由锚 链系统、能源系统、控 制与信息传输系统、探 测传感器模块等构成。
海洋信息实时观测系统
西安天和防务科技股份有限公司
内容提要
一． 概述 二． 系统构成 三． 应用 四． 主要技术指标
一、概述
浮标式海洋实时信息获取系统主要由布设于海 洋表面的各种浮标以及以浮标为基础布置于水
面水下的各种传感器、信息传输天线、数据处
理监视中心、通讯底面接收站等组成。用于提
供实时、连续的海洋环境、水文、气象、水下
目标有无信息 目标编号 目标位置坐标 目标运动速度、方向 目标类型
100KHz~500KHz
6
声纳系统工作频率范围
±10m/s
0-360 度 0-40 度
测量值的
0.5cm/s 2度 0.2 度
1% ±
5
6 7 8 9
水深
.25%
满量程的0.25% 1cm( 声学测波)
需水下潜标组件
需水下潜标组件 需水下潜标组件
波高（Hs、H3、H10 、Hmax） -20～20m 周期（T3、T10、Tmax 、 Tz） 0.5-30 秒 波向、波散度及相关能谱数据 0-360 度
2
3 4
风向
气温 气压 湿度 降雨量
360°
-39.2℃～+60°C 1100- 600mbar 至 ~12,000 英尺 0.8～100% RH, 非冷 凝状态 可测量0.1mm 的降水 增量
±3 度
<±0.5℃ ±0.35（20 度） ±1% RH ±1%（≤10mm/ 小时） ±3%（10-20mm/ 小时） ±5%（20-30mm/ 小时）