海洋技术概论复习资料.docx

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海洋技术概论复习资料

海洋技术概论复习资料

一、概括现代立体化海洋调查和探测技术的主要技术设备？

1、在海面进行调查和探测的技术装备有调查船、浮标站；

2、从空中和空间进行调查和探测的技术装备有飞机、卫星；

3、在水下进行调查和探测的有潜水器、水下试验室和水声技术。

二、说明“挑战者”号海洋科学者察船所取得的重大意义？

它第一次使用颠倒温度计测量了海洋深层的水温；在362个点上进行了生物标本的采集；测量了海底地形、地质；测量了环流、海水透明度、海洋动植物，分析了海水盐度；在大西洋中发现了锰结核。

这次调查证明了人类对海洋知之甚少，它对近代海洋学的创立起了重要的作用。

被称为近代海洋科学的“奠基性调查”。

三、阐述海洋调查船的主要特点？

（1）装备有执行考察任务所需要的专用仪器装置、起吊设备、工作甲板、研究实验室和能满足全船人员长期工作和生活需要的设施，有与任务相适应的续航力和自持能力。

（2）船体坚固，有良好的稳定性和抗浪性。

（3）具有良好的操纵性能和稳定的慢推进性能.海洋调查船只经济航速一般为

12—15节，但常需使用主机额定低速以下的慢速进行测量和拖网。

（4）有准确可靠的导航定位系统.现代海洋调查船多装有以卫星定位为中心的组合导航定位系统。

系统使用计算机控制，随时可以提供船位的经纬度，精确度一般为o．1海里，最佳可达o．4m。

（5）具有充足完备的供电能力。

船上的电站要能满足工作、生活的电气化设备、精密仪器、计算机等所需要的电力和不同规格的稳压电源。

四、阐述海洋调查船的类型及用途？

1、近海调查船：

船体小、吃水浅、航区小、续航力低，只装备浅水调查用的仪器设备；

2、远洋调查船：

船体大、吃水深、航区广、续航力长，装备着深水调查用的仪

器

3、综合调查船：

主要从事海洋基础科学考察试验的综合调查，学术性较强，多属于各国海洋科学研究部门和院校所有。

4、专业调查船：

只承担海洋学某一分支学科的调查任务。

具有任务单一、重点突出、工作深入的优点。

如海洋测量船从事海洋航道及海图测量；开发研究船：

如地球物理勘探船、地质调查船、渔业调查船、气象观察船等

5、特种海洋调查船为了解决某项任务，专门建造的构造特殊的海洋调查船。

五、简述与调查船有关的技术及发展动向与调查船有关的技术及发展动向

1、计算机网络化

使调查船具备良好的操纵性、动力定位和站位保持性能；海水采样、底质采样、生物采样可自动进行，测量仪器的投放和回收受海况影响小；测量数据采集和处理量及速率大大提高。

2、低速操纵性调查作业多以低速航进，要求船要有灵活的操纵性。

3、导航设备精确的导航技术是调查船必不可少的技术。

现在海洋调查船已普遍应用新的无线电导航设备；近代先进调查船还应用卫星导航系统，配备卫星接收机，可进行全球、全天候导航，—般情况下定位精度可达30—100m4、动力定位系统对一些定位要求很高的海洋钻探船，采用这种系统．即通过电子计算机控制系统，调节调查船上的低速操纵装置，使船保持在一定的位置上。

5、实验室、作业区布局和调查设备

海洋调查船的综合性是21世纪新设计的主要特点，其主要体现在宽大的工作甲板和实验室空间。

海洋调查已成为当前海洋多学科研究的平台，不仅平台功率、实验空间和科学储藏空间扩大．而且具有更大的灵活性和可靠性。

6、调查船新型船壳设计

小水线面双体调查船，吃水浅，稳定性好，用作沿岸海洋调查专用船；一些新型调查船安装了防横摇设备、水文绞车和吊车运动补偿设备；新建调查船一般装备：

差分全球定位仪、卫星数据传发系统、海底及海底次表层剖面测量装置、海流剖面仪等；有的装备遥控自动潜水器。

一、海洋浮标的分类海洋浮标按观测项目来分，有海洋水文气象遥测浮标、海洋污染监测浮标、地震测量浮标和多用途浮标；根据浮标在海面上所处的位置，分为锚泊浮标、漂流浮标和潜标。

（1）锚泊浮标又称为海洋资料浮标或海洋遥测浮标。

它是用锚把海上平台系留在海上预定的地点，具有定点、定时、长期、连续、较准确地收集海洋水文气象资料的能力。

（2）漂流浮标与锚泊浮标不同，其特点是体积小、重量轻．没有庞大复杂的锚泊系统，可以在海上随波逐流地收集大面积有关海洋资料，具有简便、经济之特点。

现已在全球大气研究计划第一期全球实验、北太平洋试验、风暴传递和响应试验、赤道太平洋海洋气候研究计划等一些国际大洋考察中广泛使用，为厄尔尼诺、海气相互作用等的研究，提供实时的海洋环境资料。

（3）潜标则可潜于海中，能避开表层恶劣海况的影响，主要用于深海测流以及深层的水文要素测量。

海洋浮标技术的组成

海洋浮标是一个综合的系统工程。

它包括海上测报与岸上接收两大部分。

（一）海上测报部分。

它主要包括浮体、传感器、资料采集和处理、通信、电源和锚泊系统六部分。

（1）浮体是海上仪器设备的载体。

现有的锚泊浮标多采用圆盘状，其次是枝状和船式，而漂流浮标多采用圆锥柱状体。

圆盘状浮体重心低、稳定性好、摇摆幅度小．是较好的一种浮体形状。

浮体一般由表面涂有防腐涂料的合金钢、玻璃钢以及其它合成材料制成，有较强的耐腐蚀性。

通常，圆盘形浮体的使用寿命可达10年。

（2）传感器系统。

是装在浮体上的各种测量仪器，包括气象传感器和海洋传感器两部分，用于进行各种海洋水文、气象测量，主要的测量参数有风速、风向、气压、气温、水温、湿度、盐度、海流、海浪和浮标方位等参数。

浮标上的传感器类似人的感觉器官，有着观天察海的本领，要求它们不但牢固可靠、不怕风吹浪打，而且有强的抗海水腐蚀性能。

（3）数据采集和处理系统。

传感器获取的资料经过该系统的处理、存蓄并转换、传递，而使之成为有用的信息，是海洋浮标技术的重要组成部分之一。

目前使用微功耗的微处理器，采用先进的电子技术，对资料的收集和传递进行控制，既可靠，又省电，是一项新的、发展迅速的技术。

（4）通信系统。

是浮标技术的核心部分。

传感器获取的资料必须通过通信系统进行传递，而岸站对浮标的指令也必须通过通信系统下达。

浮标与岸站（船上）之间的通信联系一般超过视线范围。

其通信性能与距离的远近、浮标的大小、功率的高低以及采用的工作频率有关。

目前，浮标与岸站之间的通信多采用高频、甚高频和特高频三种不同的传递方式。

（5）电源系统。

是海洋浮标的动力源。

通常，采用蓄电池、燃料电池作为浮标的电源。

目前，人们正在研究利用风能、太阳能、波浪能作为浮标的动力源，以改进浮标的性能，延长工作时间。

（6）锚泊系统。

在锚泊浮标上使用，由缆索和锚组成，是保证浮标在海上“站

住脚”的关键设施。

有单点锚泊和多点锚泊两种。

单点锚泊多用于深海，多点锚泊则用于浅海。

由于海中存在着鱼咬和腐蚀问题．所以对锚伯系统的可靠性要求很高，既要牢固可靠，又要防腐防污，这样才能经久耐用。

浮标上的锚缆一般用金属链和强力尼龙绳混合使用。

漂流浮标在漂流过程中，用微处理机对整个系统进行控制，它边观测边发报．通过卫星转播所观测的资料，并由卫星确定漂流浮标的位置。

对于潜标系统，由水下测量系统和布放回收潜标的船上信号发射和接受两部分组成。

（二）岸上接收部分主要设备有遥控发射机、遥测接收机、天线（菱形、笼形或卫星接收天线）、时序控制器、解调泽码器、电子计算机，电传打字机和数字磁带机等。

海上浮标定时发送的资料或接收岸纳指令随时发送的资料，岸站均能自动接收，打印出真值数据并记求在数字磁带上。

海洋浮标技术伴随着电子技术、卫星通讯和定仿技术、微机和软件技术、传感器技术以及电源技术的发展应用而不断完善。

目前全世界已有数百个锚泊浮标和数千个飘流浮标，在一些国家邻近海域和大型国际海洋研究中，布设了锚泊浮标网和飘流浮标阵。

我国已拥有大型、小型等4种16套海洋锚泊浮标和2套飘流浮标，并已构成浮标网。

这是我国海洋环境监测系统的重要组成部分。

第三节海洋遥感技术

由于海洋调查船、海洋浮标等调查设备只能获得海洋中点、线、面的区域性连续资料，还不能对大面积海区、甚至整个大洋进行同时而又系统的调查和观测。

遥感技术指的是把传感器装载在人造卫星、宁宙飞船、飞机、地面等工作平台上，对海洋进行远距离非接触观测，取得海洋景观和海洋要素的图像或数据资料。

遥感技术是在普通航空摄影基础上逐步发展起来的一门独立的边缘学科，至今经历了（飞机）航空遥感和（卫星）航天遥感两个阶段。

而海洋遥感是空间技术应用于海洋科学研究，从事海洋资源调查与环境监测的新兴领域。

海洋遥感始于第二次世界大战期间。

发展最早的是在河口海岸制图和近海水探测量中利用航空遥感技术。

此后，航空遥感技术更多地应用于海洋环境监测、近海海洋调查、海岸带制图与资源勘测方面。

海洋卫星

海洋卫星是专门用于海洋观测，为海洋研究、海洋环境调查和资源开发利用提供信息而设计发射的一种人造地球卫星。

它是在气象卫星和陆地资源卫星的基础上发展起来的，属于高档次的地球观测卫星，是地球观测卫星系列中的一个重要分支，包括军用海洋监测卫星、综合性的海洋观测卫星、各种专用的海洋学研究卫星等。

其主要应用于海洋环境研究、监侧和预报；海洋资源开发利用和海洋环境保护；海洋综合管理，海洋防灾与减灾，提供各种固定及移动平台和船上的导航及卫星定位以及军事方面的应用等。

海洋遥感技术一般包括遥感工作平台、传感系统、信息处理和应用四部分。

遥感工作平台是装载遥感传感器的运载工具。

现代遥感系统的工作平台分为地面工作平台、航空工作平台和航天工作平台三类，根据需要，它们既可单独使用也可联合使用。

（一）地面工作平台

地面工作平台指的是地面上装载传感器的固定或可移动的装置，其中包括遥感观测塔、地面遥感站等。

地面工作平台的特点是建造容易、寿命长、对传感器的重量、体积等要求不高、使用控制方便、测量精度高、可进行连续观测。

弱点是“视野”狭窄，只能进行定点或局部海区的观测。

（二）航空工作平台包括飞机、无人驾驶飞机、气球和探空火箭等。

将传感器安装在航空平台上进行的遥感称为航空运感。

航空遥感的特点是机动灵活、观测范围较宽、测量精度较高，特别适合于海岸带和局部海区的遥感观测和环境监测。

三）航天工作平台包括人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等。

在航天工作平台上进行的遥感称为航天遥感，它源于航空遥感，又高于航空遥感，是海洋遥感中的后起之秀。

既不受严寒酷暑变化的影响．也不受地理条件的约束，能够随意跨越高山和海洋，乃至广阔无根的荒漠以及人迹罕至的北极和南极。

如地球资源卫星所覆盖的由积rV达34枷阶，每18大就可覆盖地球一遍。

所以航灭遥感的突出特点是“站得高，看得远”，观测范围大，因而可对传统方法无法观测或无法发现的现象进行观测．从而大大地开阔了人们的眼界，加深了对某些自然现象的认识。

航天遥感的缺点是技术复杂、对伶感器的要求尚、测量精度比不上地面和航空运感。

遥感传感器遥感传感器是记录日标辐射、反射、散射的电磁波能量，以便识别日标特征的专用仪器。

海洋遥感技术的发展，首先要归功于各种传感器的进步，正是依靠这些仪器实现了人类感官的扩展和延伸，因而称为“传感器”。

日前用于海洋遥感的传感器按其工作的电磁波诺段来划分．可分为可见光传感器、红外光传感器和微波传感器三类。

可见光传感器的特点是空间分辨能力高，如美国的“阿波罗”、“又空实验室”等航天器，通常都使用中等焦距如80咖或更大焦距的感光摄影机。

如果摄像高度约加hn，地面授盖宽度约为xDkm，其地面分辨率为50—100m。

如果采用457咖焦距，飞行高度111km，地面分辨率可