To improve the transmission performance of XCTD channel, this paper proposes a method to measure directly and fit the channel transmission characteristics by using frequency sweeping method. Sinusoidal signals with a ...To improve the transmission performance of XCTD channel, this paper proposes a method to measure directly and fit the channel transmission characteristics by using frequency sweeping method. Sinusoidal signals with a frequency range of 100 Hz to 10 k Hz and an interval of 100 Hz are used to measure transmission characteristics of channels with lengths of 300 m, 800 m, 1300 m, and 1800 m. The correctness of the fitted channel characteristics by transmitting square wave, composite waves of different frequencies, and ASK modulation are verified. The results show that when the frequency of the signal is below 1500 Hz, the channel has very little effect on the signal. The signal compensated for amplitude and phase at the receiver is not as good as the uncompensated signal.Alternatively, when the signal frequency is above 1500 Hz, the channel distorts the signal. The quality of signal compensated for amplitude and phase at receiver is better than that of the uncompensated signal. Thus, we can select the appropriate frequency for XCTD system and the appropriate way to process the received signals. Signals below1500 Hz can be directly used at the receiving end. Signals above 1500 Hz are used after amplitude and phase compensation at the receiving end.展开更多
现有单载波传输方式下,深海走航投弃式剖面仪的信号幅值会随信号速率增大而剧烈衰减,从而使得信号传输准确性降低,严重影响了信号传输速率的提高。提出了对抗信道衰落和窄带干扰的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex...现有单载波传输方式下,深海走航投弃式剖面仪的信号幅值会随信号速率增大而剧烈衰减,从而使得信号传输准确性降低,严重影响了信号传输速率的提高。提出了对抗信道衰落和窄带干扰的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术,以增加载波数量来提高信道带宽利用率,在保证准确性的同时提高投弃式温盐深剖面仪(Expendable Conductivity-Temperature-Depth profiler,XCTD)信号传输速率。设计了基于SIMULINK平台的OFDM算法仿真系统,从XCTD信道模型入手,针对不同的传输频率、探测深度和噪声量级,分析了OFDM算法与ASK、DPSK单载波的传输方式。通过OFDM算法与单载波传输方式对比的仿真结果表明,OFDM算法对于提高XCTD信号传输速率具有较高的可行性和有效性,对提高深海走航投弃式剖面仪信号传输速率的研究提供了一种新的思路。展开更多
海洋温度的变化会显著影响水下声传播、生物活动、气象和洋流等现象,温深是反映海洋变化运动规律的基本参数。投弃式温深剖面仪(Expendable Bathythermograph,XBT)、温盐深测量仪(Conductivity Temperature Depth,CTD)、全球海洋实时观...海洋温度的变化会显著影响水下声传播、生物活动、气象和洋流等现象,温深是反映海洋变化运动规律的基本参数。投弃式温深剖面仪(Expendable Bathythermograph,XBT)、温盐深测量仪(Conductivity Temperature Depth,CTD)、全球海洋实时观测网(Array for Real-time Geostrophic Oceanography,Argo)等是目前进行海水温深测量的主要仪器。其中XBT因其现场测量简便、效率高、硬件成本低等特点,正在被大规模使用。本文主要介绍有关海洋温度测量的背景及演化历史,分析对比了国内外相关仪器设备的发展现状,总结了国产化产品还存在的差距和不足,另外对传感器、结构设计、数据通讯传输、数据后处理、可靠性研究等关键技术和研究热点进行了详细介绍,最后对未来无人平台的技术发展路线给出了思路和见解,开展投弃式温深剖面仪的相关技术研究和产品研制对实现国产化有积极的推动意义。展开更多
投弃式温盐深测量仪(expendable conductivity temperature and depth,XCTD)是一种先进的海洋动力环境要素测量仪器,能够在各种民用、军用船只、飞机或者潜航器上使用,用以快速获取水下环境信息数据。其使用灵活、快捷经济、操作简便,...投弃式温盐深测量仪(expendable conductivity temperature and depth,XCTD)是一种先进的海洋动力环境要素测量仪器,能够在各种民用、军用船只、飞机或者潜航器上使用,用以快速获取水下环境信息数据。其使用灵活、快捷经济、操作简便,是海洋调查的常备仪器,也是对海洋环境监测浮标、潜标、船载CTD等传统测量仪器的重要补充。目前,投弃式温盐深测量仪因其测量投放简便、测量效率高、硬件成本低等特点,在海洋剖面观测领域中被大量使用。为了了解国内外发展的差距,明确该领域未来发展方向,从投弃式海洋仪器设备的分类谈起,通过对比分析和归纳总结,阐述了投弃式温盐深测量仪的国内外发展现状,对比了国内外投弃式温盐深测量仪的主要差距,重点介绍了潜射式温盐深仪(SSXCTD)的工作原理及关键技术,总结了在潜射式温盐深仪的研究领域需要加强研究的方向。展开更多
结合CTD/LADCP(Conductivity-Temperature-Depth/Lowed Acoustic Doppler Current Profiler)观测实例,从作业海况、水下单元架构、水下姿态三方面分析研究下放式海洋观测中同轴铠装缆自缠绕/打结状况发现,仪器观测架在布放过程中存在旋...结合CTD/LADCP(Conductivity-Temperature-Depth/Lowed Acoustic Doppler Current Profiler)观测实例,从作业海况、水下单元架构、水下姿态三方面分析研究下放式海洋观测中同轴铠装缆自缠绕/打结状况发现,仪器观测架在布放过程中存在旋转现象,旋转产生的扭力作用于同轴铠装缆;扭力得不到释放,在海况较差的情况下极易造成同轴铠装缆的自缠绕/打结。为解决这些问题,本文进一步提出了一套实用的改进方案,在既保证能够在较差海况下作业、又不减少观测仪器的前提下,改进仪器观测架和同轴铠装缆的连接结构,同时增加机械转环及附属结构。观测实践证明,该方案可以有效避免与CTD/LADCP观测类似的下放式观测中同轴铠装缆因自缠绕造成的“打结”现象的出现,大大提高了现场观测效率,保证了仪器安全和数据顺利传输。该技术源自基本海洋观测实践,可为广大海洋调查工作者提供有益的借鉴。展开更多
基金financially supported by the National Key Research and Development Program of China(Grant No.2016YFC1400400)
文摘To improve the transmission performance of XCTD channel, this paper proposes a method to measure directly and fit the channel transmission characteristics by using frequency sweeping method. Sinusoidal signals with a frequency range of 100 Hz to 10 k Hz and an interval of 100 Hz are used to measure transmission characteristics of channels with lengths of 300 m, 800 m, 1300 m, and 1800 m. The correctness of the fitted channel characteristics by transmitting square wave, composite waves of different frequencies, and ASK modulation are verified. The results show that when the frequency of the signal is below 1500 Hz, the channel has very little effect on the signal. The signal compensated for amplitude and phase at the receiver is not as good as the uncompensated signal.Alternatively, when the signal frequency is above 1500 Hz, the channel distorts the signal. The quality of signal compensated for amplitude and phase at receiver is better than that of the uncompensated signal. Thus, we can select the appropriate frequency for XCTD system and the appropriate way to process the received signals. Signals below1500 Hz can be directly used at the receiving end. Signals above 1500 Hz are used after amplitude and phase compensation at the receiving end.
文摘海洋温度的变化会显著影响水下声传播、生物活动、气象和洋流等现象,温深是反映海洋变化运动规律的基本参数。投弃式温深剖面仪(Expendable Bathythermograph,XBT)、温盐深测量仪(Conductivity Temperature Depth,CTD)、全球海洋实时观测网(Array for Real-time Geostrophic Oceanography,Argo)等是目前进行海水温深测量的主要仪器。其中XBT因其现场测量简便、效率高、硬件成本低等特点,正在被大规模使用。本文主要介绍有关海洋温度测量的背景及演化历史,分析对比了国内外相关仪器设备的发展现状,总结了国产化产品还存在的差距和不足,另外对传感器、结构设计、数据通讯传输、数据后处理、可靠性研究等关键技术和研究热点进行了详细介绍,最后对未来无人平台的技术发展路线给出了思路和见解,开展投弃式温深剖面仪的相关技术研究和产品研制对实现国产化有积极的推动意义。
文摘投弃式温盐深测量仪(expendable conductivity temperature and depth,XCTD)是一种先进的海洋动力环境要素测量仪器,能够在各种民用、军用船只、飞机或者潜航器上使用,用以快速获取水下环境信息数据。其使用灵活、快捷经济、操作简便,是海洋调查的常备仪器,也是对海洋环境监测浮标、潜标、船载CTD等传统测量仪器的重要补充。目前,投弃式温盐深测量仪因其测量投放简便、测量效率高、硬件成本低等特点,在海洋剖面观测领域中被大量使用。为了了解国内外发展的差距,明确该领域未来发展方向,从投弃式海洋仪器设备的分类谈起,通过对比分析和归纳总结,阐述了投弃式温盐深测量仪的国内外发展现状,对比了国内外投弃式温盐深测量仪的主要差距,重点介绍了潜射式温盐深仪(SSXCTD)的工作原理及关键技术,总结了在潜射式温盐深仪的研究领域需要加强研究的方向。
文摘结合CTD/LADCP(Conductivity-Temperature-Depth/Lowed Acoustic Doppler Current Profiler)观测实例,从作业海况、水下单元架构、水下姿态三方面分析研究下放式海洋观测中同轴铠装缆自缠绕/打结状况发现,仪器观测架在布放过程中存在旋转现象,旋转产生的扭力作用于同轴铠装缆;扭力得不到释放,在海况较差的情况下极易造成同轴铠装缆的自缠绕/打结。为解决这些问题,本文进一步提出了一套实用的改进方案,在既保证能够在较差海况下作业、又不减少观测仪器的前提下,改进仪器观测架和同轴铠装缆的连接结构,同时增加机械转环及附属结构。观测实践证明,该方案可以有效避免与CTD/LADCP观测类似的下放式观测中同轴铠装缆因自缠绕造成的“打结”现象的出现,大大提高了现场观测效率,保证了仪器安全和数据顺利传输。该技术源自基本海洋观测实践,可为广大海洋调查工作者提供有益的借鉴。
