【摘要】海洋浮標(biāo)是以錨定在海上的觀測(cè)浮標(biāo)為主體組成的海洋水文水質(zhì)氣象自動(dòng)觀測(cè)站。它能長(zhǎng)期、連續(xù)地為海洋氣象科學(xué)研究收集所需海洋水文水質(zhì)氣象資料，特別是能收集到調(diào)查船難以收集的惡劣天氣及海況的資料，對(duì)海洋和氣象方面的研究有重要作用。

【關(guān)鍵詞】大型海洋浮標(biāo)；雙機(jī)數(shù)據(jù)采集；多線路通信系統(tǒng)

1 、引言

2013年5月，我省氣象局研究人員與我省海洋漁業(yè)廳聯(lián)合研制出一套可同時(shí)滿足海洋和氣象雙方的業(yè)務(wù)需求的新型10米海洋氣象觀測(cè)浮標(biāo)。通過運(yùn)用雙機(jī)控制、雙機(jī)觀測(cè)采集、雙機(jī)存儲(chǔ)模式的新型數(shù)據(jù)采集控制技術(shù)，在原有浮標(biāo)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)海洋與氣象部門浮標(biāo)觀測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一并具有共享傳輸機(jī)制，讓氣象研究人員與海洋人員能信息互通。同時(shí)使新型數(shù)據(jù)采集控制器的通用型、適用性、可擴(kuò)展性、靈活性都得到提高，并且系統(tǒng)還具備海上在線調(diào)試和測(cè)試功能 。

2、 新型數(shù)據(jù)采集控制技術(shù)

新型數(shù)據(jù)采集控制技術(shù)重點(diǎn)在于首次使用雙機(jī)控制。雙機(jī)就是同時(shí)使用兩套數(shù)據(jù)采集器從不同的方位對(duì)同一時(shí)間的氣象和海洋要素進(jìn)行采集，對(duì)用于重大天氣情況的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，有重要作用，如臺(tái)風(fēng)天氣，這時(shí)多一路數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，就非常有必要，能讓研究人員更準(zhǔn)確了解當(dāng)時(shí)的天氣和海況情況。雙機(jī)數(shù)據(jù)采集的優(yōu)勢(shì)很明顯，需要研究的數(shù)據(jù)內(nèi)容更多更豐富，提高了數(shù)據(jù)的保存價(jià)值和對(duì)比性。相較于傳統(tǒng)的單機(jī)控制，雙機(jī)控制對(duì)數(shù)據(jù)連續(xù)性提供可靠保障。如果數(shù)據(jù)采集設(shè)備其中一套發(fā)生故障的情況下，另外一套也能完整連續(xù)的將采集的數(shù)據(jù)傳輸給研究人員，不會(huì)因?yàn)樵O(shè)備故障而導(dǎo)致海上浮標(biāo)采集系統(tǒng)完全崩潰的情況。不僅如此，浮標(biāo)通信也采用了雙機(jī)控制的原理，浮標(biāo)通信系統(tǒng)兼容CDMA、雙北斗衛(wèi)星系統(tǒng)等數(shù)據(jù)傳輸方式，可以在一路傳輸系統(tǒng)故障的同時(shí)使用另外一套通信系統(tǒng)，將采集的數(shù)據(jù)傳到落地接收端，有效保證采集到的氣象和海洋數(shù)據(jù)不中斷、不丟包。雙機(jī)原理如下圖所示：

3、 在氣象和海洋上的運(yùn)用

通過以上技術(shù)研究，使得我省現(xiàn)有在位的10米大型海上浮標(biāo)在觀測(cè)參數(shù)、觀測(cè)能力、觀測(cè)頻度、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴玫揭恢滦愿纳?，還與海洋研究人員統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以提升臺(tái)灣海峽浮標(biāo)觀測(cè)鏈的觀測(cè)能力和共享數(shù)據(jù)的可用性，充分利用現(xiàn)有在位浮標(biāo)平臺(tái)資源，具備海洋和氣象雙方業(yè)務(wù)需求的新型10米海洋氣象觀測(cè)浮標(biāo)具備較完善的海洋氣象觀測(cè)參數(shù)。

臺(tái)灣海峽大型海洋浮標(biāo)分為水上和水下兩部分，水上部分裝有多種氣象要素傳感器，最主要的作用是用于氣象研究。水上部分分別測(cè)量風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、海平面氣壓、相對(duì)濕度、能見度、雨量等氣象要素，氣象預(yù)報(bào)人員可根據(jù)以上信息繪制氣象分析圖，有效預(yù)報(bào)出臺(tái)灣海峽大浮標(biāo)附近的海上天氣情況。而水下部分同樣也有多種水文要素傳感器，分別測(cè)量波高、波向、波周期、剖面流速、剖面流向、水溫、鹽度、濁度、葉綠素、溶解度等海洋水文要素。

通過以上水文要素的采集研究，我們可以研究出以臺(tái)灣海峽大浮標(biāo)為中心的海洋水文情況，以此將此處的海洋能源寶庫(kù)利用起來。海洋水文要素可以對(duì)潮汐能、潮流能、海流能、波浪能、溫差能和鹽差能等的科研有進(jìn)一步的數(shù)據(jù)支持。這些可再生的巨大能源，一旦被開發(fā)利用，將可以不斷補(bǔ)充，永不枯竭。由此，海洋能以各種手段轉(zhuǎn)換成的電能、機(jī)械能或其他形式的能，將為人們提供有效的產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益。海洋浮標(biāo)分節(jié)示意圖：

4、 結(jié)束語(yǔ)

浮標(biāo)的觀測(cè)頻度可靈活配置：10分鐘、30分鐘、1小時(shí)、3小時(shí)，默認(rèn)為10分鐘數(shù)據(jù)格式。浮標(biāo)采集控制器加裝液晶顯示屏可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。浮標(biāo)通信系統(tǒng)兼容CDMA、GPRS、雙北斗衛(wèi)星系統(tǒng)等數(shù)據(jù)傳輸方式、并且岸上站點(diǎn)也具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)功能；傳輸回來的數(shù)據(jù)，通過落地?cái)?shù)據(jù)接收端與浮標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)相連，氣象和海洋雙方的研究人員可以在不同的工作地點(diǎn)實(shí)時(shí)查詢?cè)摃r(shí)刻的天氣和海況情況。地面接收站將收到的信號(hào)經(jīng)過處理后，就得到了人們所需要的資料。通過對(duì)這些資料的掌握，會(huì)給人們的生產(chǎn)和生活帶來極大的便利。

新型浮標(biāo)雙機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)和氣象、海洋雙方業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)互通是我國(guó)海洋氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)的一次重大革命，全面改進(jìn)和提高了我國(guó)現(xiàn)有的浮標(biāo)觀測(cè)水平。

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