潛浮標系統特點(diǎn)

　　浮標和潛標在組成、系泊方式、適用水深和應用模式上各有不同，浮標通過(guò)漂流或錨系的方式工作，具有實(shí)時(shí)通信能力強、供電充足的優(yōu)勢，但錨系浮標存在布收復雜、易暴露的劣勢;潛標通過(guò)錨系或坐底的方式工作，具有長(cháng)期隱蔽、布設方便、不易遭到破壞的優(yōu)勢，但存在實(shí)時(shí)通信能力弱、供電有限、搭載儀器少的劣勢。

　　浮標主要分為漂流浮標和錨系浮標兩大類(lèi)。漂流浮標根據工作深度的不同分為表層漂流浮標和次表層漂流浮標;錨系浮標根據系泊方式的不同分為單錨系泊浮標和三錨系泊浮標。表層漂流浮標一般由水帆、浮球和連接纜繩組成，布放于海面及海面下固定深度。

　　次表層漂流浮標的浮體位于水下1000～2000m的某一深度，測量相應深度的海流參數，其應用最廣的代表為三錨系浮標系統浮標。錨系浮標組成較漂流浮標復雜，錨系浮標組成示意圖如圖下所示。

　　十米三錨系浮標

　　潛標一般由水下裝置和水上控制裝置共同組成。根據工作深度不同，分為淺海潛標和深海潛標，淺海潛標適用于水下200m水深范圍內，深海潛標可覆蓋全海深。根據錨泊方式不同，潛標又分為坐底潛標和錨系潛標。。

　　潛浮標系統在民用領(lǐng)域中的應用

　　1)水文氣象浮標

　　水文氣象浮標是世界上應用最早、使用最多的一類(lèi)浮標。水文氣象浮標能夠全天候、不間斷、自動(dòng)采集和上傳數據。

　　2)水質(zhì)浮標

　　水質(zhì)浮標能連續、實(shí)時(shí)檢測海洋環(huán)境要素的變化，對研究近岸海域水質(zhì)變化趨勢有重要意義。水質(zhì)浮標通常由浮標體、水體水質(zhì)監測傳感器、數據采集系統、浮標運行控制系統、供電系統以及遠程數據接收終端組成。水質(zhì)浮標具有自適應強、適用范圍廣、監測時(shí)間長(cháng)和節省人力物力的優(yōu)點(diǎn)，在廣闊的海域上，水質(zhì)浮標配合相應手機和處理單元，可以做到實(shí)時(shí)監測目標水域。

　　3)導航浮標

　　導航浮標是一種漂浮在海上的浮標終端，采用太陽(yáng)能板對其進(jìn)行供電，可采集多種海洋物理數據，如溫度、鹽度、pH、聲納等。浮標終端和船載終端均安裝衛星通信卡，通過(guò)通信衛星完成兩者之間的數據交換。

　　天津海事局主持研發(fā)了一種利用北斗傳輸的海洋導航浮標，布設在天津港復式航道上，既可以作為導航浮標，又能作為海洋觀(guān)測的載體浮標，可利用北斗導航系統實(shí)現數據傳輸。

　　4)波浪浮標

　　波浪浮標是一種監測近海波高、波向和表層水溫的小型遙測系統，主要由浮體、錨系和岸站3部分組成。山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所近年來(lái)研制了一款SBF3-2型波浪浮標，采用CDMA/GPRS方式傳輸，可通過(guò)鋰電池供電。目前已有30多套該型號波浪浮標分布在中國沿海和內陸湖泊，為國家海洋環(huán)境監測事業(yè)發(fā)揮了重要作用。

　　5)海嘯浮標

　　海嘯浮標的本質(zhì)是“海底壓強計”，一般安裝在海底，用于記錄海嘯數據并做海嘯預警。海嘯浮標系統由1個(gè)水下單元和1個(gè)同步錨泊在水面的浮標組成。安裝在水下單元的聲通訊傳感器將數據從水下單元傳輸到水面浮標，水面浮標將這些數據通過(guò)衛星(海事衛星或北斗衛星)實(shí)時(shí)傳輸到陸地接收站的數據處理中心以供提前預警。

　　6)海冰浮標

　　海冰浮標可實(shí)時(shí)監測冬季結冰或寒區海域的海洋信息。通常該類(lèi)浮標包括：抗冰標體、系泊系統、太陽(yáng)能風(fēng)能互補發(fā)電系統、海洋觀(guān)測傳感器系統和觀(guān)測數據遠程實(shí)時(shí)傳輸系統等。例如，中國自主研發(fā)的無(wú)人值守海冰浮標觀(guān)測系統“無(wú)人冰站”，由4部分組成，包括氣象塔、冰上主浮標、副浮標以及拖曳式海洋剖面觀(guān)測儀。

　　該系統不僅可以探測海(冰)氣交換界面的環(huán)境參數，還可探測水下環(huán)境剖面參數，對于研究海冰生成與融化過(guò)程的環(huán)境條件、探測極區的氣象與水文參數、追蹤浮冰漂流方向和路徑，以及對洋流的研究均有重要科研價(jià)值。

　　7)實(shí)時(shí)傳輸潛標

　　實(shí)時(shí)傳輸潛標是集多學(xué)科的海洋調查測量高新技術(shù)設備，能長(cháng)期、隱蔽地對海洋動(dòng)力參數和環(huán)境要素進(jìn)行實(shí)時(shí)立體綜合監測，近年來(lái)，實(shí)時(shí)傳輸潛標在海洋調查研究領(lǐng)域得到廣泛應用。

　　該潛標系統由主浮體子系統、水面衛星通信浮標子系統、錨泊系留回收子系統和遠程控制處理中心子系統組成，其中主浮體上可搭載ADCP(多普勒剖面海流觀(guān)測儀)、海流計、溫度鏈等海洋測量設備，用于觀(guān)測海流剖面、水下溫度剖面和水下定點(diǎn)溫度、鹽度、深度、流速等多種深海流體動(dòng)力參數。

　　8)水下熱通量與混合儀潛標

　　水下熱通量與混合儀潛標由水下熱通量與混合觀(guān)測儀及測量背景流場(chǎng)、溫度場(chǎng)的儀器組成。此系統能夠同時(shí)長(cháng)期觀(guān)測水下熱通量及湍流混合兩個(gè)湍流參數，多層次揭示水下湍流特征。

　　該系統突破傳統微結構剖面觀(guān)測儀的局限，可直接觀(guān)測不同海洋條件下，包括內孤立波、臺風(fēng)等過(guò)境時(shí)海洋引起的強混合及其對熱量的垂向輸送的湍流物理參數，為揭示混合對暖池區海洋上下層環(huán)流的物質(zhì)交換的動(dòng)力機制和預測海洋災害提供數據支撐。

　　9)海洋觀(guān)測體系建設

　　“透明海洋”被納入聯(lián)合國“海洋科學(xué)與可持續發(fā)展十年計劃(2021-2030)”的6大路線(xiàn)圖，近年來(lái)，中國致力于“透明海洋”體系建設，基于中國當前在深遠海立體觀(guān)測系統初期建設的基礎，以成熟浮潛標等固定平臺為骨架，科考船為補充，以新型海洋觀(guān)測技術(shù)和新型衛星為突破口，布局建設了包括天基觀(guān)測網(wǎng)、全球海氣界面觀(guān)測網(wǎng)、深遠海水體觀(guān)測網(wǎng)和深遠海海底觀(guān)測網(wǎng)在內的“透明海洋”立體觀(guān)測網(wǎng)。