浅析船舶海洋测报系统研究

侯家昊

(山东省济南第三中学,山东 济南 250100)

浅析船舶海洋测报系统研究

侯家昊

(山东省济南第三中学,山东 济南 250100)

船舶海洋测报十分关键,它不但是认识、探究与了解海洋环境改变规律的基本方式,而且还能实时供应许多资料,以供海洋预报使用.海域的水文气象的相关信息都可以从该系统的观测数据中获取,在灾害的减少及预防方面的作用不可小觑.本文首先对该系统的研究意义进行了阐述,而后分别针对其发展过程与重要技术展开了剖析.

船舶海洋测报;水文气象;高可靠性

在地球上,海洋约占66%的面积,人类对海洋的研究从未停止,但是有关的开发活动却依旧停留在陆地之中.只有对海洋进行观测和深度探索,才可以使相应的开发工作更具成效.

1 船舶海洋测报系统的研究意义

航行于海洋之上的船舶都会安装海洋测报系统,不但能够自动对水文气象资料进行观测,而且还可以贮存及传送人工观测资料,从而为大部分海域供应精准、及时的信息数据及海洋水文气象预报,进而有效预防和减少灾害.自测报船舶传输回来的海上水文气象要素信息,对实时天气及海况预报起着关键的效用,特别是对一些灾害天气的预报,尤显关键性.

1.1 研究的重要性

海洋中具有丰富的物产,它是人类获取资源的重要来源,所以对其加以开发与应用对于人类社会的发展极为重要.巨浪、暴潮、海冰、海雾等不时出现的海洋灾害,对人类的生存极为不利.因而提升预防灾害的水平,是避免由海洋灾害带来重大损失的关键途径.

2000年初,《船舶海洋水文气象辅助测报规范》开始正式实施,船舶测报不但涵盖了海洋水文、气象要素的观测以及后期的资料整合,而且其获取的信息还可以将测报船舶所在海域的水文气象情况展现出来.所以,船舶海洋测报系统在海洋环境监测系统中发挥着非常关键的功效.该系统的运用范围极为广阔,不仅仅可以对海洋环境进行实时监测,将相关信息进行发布,供应数据资料给相关的预防工作,而且对于海岸地区的相关生产、生活都会产生重要影响,对于海上活动与防灾救灾,也可以供应有助于正确决策的信息.

1.2 研究的必要性

船舶海洋测报是一项全球所有国家共同履行的义务性工作,其所获取的资料在每个国家的海域预报活动中都得到了广泛运用.当前,海洋成为全球各国未来发展的主要方向,并向其投入了大量的物资、人力,以期获取更多的探究成果.

只有对海洋进行良好观测,并且对其有足够了解,才可以获取更好的开发结果.与海洋相关的商业、作业等,也都离不开海洋观测.同时,由于海洋天气变化多端,风暴等现象极为常见,每年都有大型船只沉入海里,造成了极大的损失,严重威胁到人类的生命和财产安全.另外,海难的发生也会对海洋环境造成污染,生态链发生改变.近年来,船舶海洋测报技术逐渐成为被关注的重点,对相应系统展开研究,将会确保船只的航行处于安全的环境之下,有效减少航行距离,提升经济收效.另外,还有助于后期的相关研究,有效避免灾害.

2 船舶海洋测报系统的发展

联合国气象组织明确规定,所有的海洋国家都具有船舶海洋测报的国际义务.该系统的发展在国外起步较早,而且已经获取了较佳的成果,绝大多数较为先进的国家都致力于打造出具有现代化特征的海洋气象观测系统,并且已经基本趋于健全.上世纪80年代起,许多国家就在商业船舶上安装海洋气象自动测报仪,从而实时获取临近沿海区域的海洋气候特点,取得了大量的有效监测成果,而后,海洋观测步入了动点观测时代.我国的船舶测报工作起始于1973 年,在国家海洋局的统筹管理下,由多个相关部门共同担负相应的工作,并且创建了多个测报管理站,为我国的海洋事业的发展作出了重要贡献.新世纪之后,我国的志愿船自动测报仪才逐渐发展起来.在国外的动态观测思想的影响下,我国以自愿的方式将此类气象仪安装在出海船舶上.

3 船舶海洋测报系统的重要技术

3.1 北斗卫星远程双向通信技术

海事卫星主要用作关联海上及陆地间的无线电,它是一种实用性产物,集合了世界各国海上常规通讯、遇险及安全通讯、特殊及战备通讯的所有功能,地面站、海事卫星以及终端共同构成了其通信系统.当前,远洋志愿船的传输主要通过Inmarsat-C来完成.北斗导航系统在2011年底进入试运行阶段,10 颗北斗导航卫星共同构成了这颗quot;北斗星quot;,于2007～2011 年底完成了全部的发射.现如今,该系统试运行服务基本西至印度东部,东到日本,北至蒙古国的区域内,南及澳大利亚.该系统的构成主要3个关键部分,即地面站、空间卫星、民用控制中心及使用者终端.在川西北通信信号遮蔽重度影响的恶劣条件下,美国的 GPS 金科对终端位置信息资料进行展现,但是却无法完成通信活动.同时,尽管卫星移动电话能够进行语音通信,却起不到定位导航的作用.然而,北斗卫星导航系统表便显出了极为强劲的优势,即可以在同一时刻完成空间定位、短报文通讯以及时间基准授时.

该系统在传送方面较为特别.通过数据包的方式展开点对点的双向数据传送,单次可将210个字节发送出去,而普通使用者通常一次发送信息的最高限为110bytes.测站终端发送选择使用码分多址直接扩频序列调制,扩频伪码选择使用周期伪随机序列,发送频率为 L波段,在卫星的作用下转换成 C 波段被地面站接收,再通过中心站加以处理,而后发送至卫星,再次借助卫星的作用转换成S波段,被指挥型或者测站终端所接收,一次点对点的通讯即可完成.倘若使用者系统的主站选择使用指挥型终端,那么回执能够一次在所有波束上进行发送活动,使用者系统的全部测站能够在同一时刻对主站的回执进行接收,而后继续进行双向远程通讯.

3.2 冗余备份技术

船舶测报系统可靠性设计,在关键的主仪器、风传感器以及温湿度传感器的电路部分展开三防处理.在防腐蚀、防水及抗震等方面,传感器都能够选择一些具有实效性的处理方式.在系统硬件电路的规划方面,对重要部分的电路选择使用冗余设计,软件规划有容错处理、指令冗余、数字滤波、软件陷阱,从而可使系统自身的抗影响水平得到大幅提升,使整机系统可以快速适应海洋中较为多变的天气及恶劣的环境,从而长时间发挥效用.

系统的岸上部分及船舶部分,凭借当前已有的海事卫星和北斗卫星通信系统,使得远程双向通讯变为现实.上述两个部分能够完成远距离通讯,实时监督管控温湿度,以双通道收发换能器的信号传输为基础,并且系统存在百分之百的冗余备份,在数据的贮存方面和处理方面都具有较高的工作成效.系统选择使用了2套具有一致功能、方式接近的测报与通信设施,从而使系统的可靠度变得更高.2套设施分别具有单独的温湿度传感器、带冗余的接口电缆以及电子设施.选择使用冗余备份技术,可以使测报系统设施的可靠度变得更高.

4 结语

近年来,船舶海洋测报系统的发展逐渐走向自动化,功耗小、体积小、集成度高、智能化以及可靠性高成为其主要的发展走向.本文主要探究了船舶海洋测报系统研究的主要意义,并对其发展状况进行了简要剖析,同时探讨了该系统的一些重要技术.所有的分析,都是为了给未来的船舶海洋测报工作与规划成本较低、性能及可靠性较高的通用型船舶海洋测报设备的相关研究,供应有效的参考及探究基础,从而也为深一步了解海洋环境改变、提高气象预报工作效率,供应有效信息以及相应的理论支持.

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