argo浮标的工作原理
浮标的原理
浮标的原理
浮标是一种用于海洋、湖泊等水域中的导航设施，它能够帮助船只和航空器确
定自己的位置，指引航行方向。
浮标的原理主要包括浮力原理、稳定性原理和导航原理。
首先，浮标的原理之一是浮力原理。
根据阿基米德原理，当一个物体浸入液体
中时，会受到一个向上的浮力，这个浮力的大小等于物体排开的液体的重量。
浮标利用这个原理，通过设计合理的形状和材料，使得浮标在水中能够产生足够的浮力，从而能够浮在水面上并保持稳定。
浮标通常由浮筒、桅杆、标志牌等部件组成，其中浮筒起到支撑和浮力作用，确保浮标能够浮在水面上，不被水淹没。
其次，浮标的原理还涉及到稳定性原理。
为了确保浮标在水中不被风浪推倒或
翻转，设计者通常会在浮标的底部设置重物，或者通过调整浮标的重心位置来提高其稳定性。
此外，浮标的形状和结构也会影响其在水中的稳定性，例如一些浮标会采用球形或者圆柱形设计，以减少受到风浪作用时的倾斜和摇晃。
最后，浮标的原理还涉及到导航原理。
浮标通常会在其标志牌上标注有关航行
的信息，比如水道的方向、水深、危险区域等。
船只和航空器可以通过观察浮标的标志牌来确定自己的位置和航行方向，从而安全地进行航行。
同时，浮标的颜色、形状和灯光等也会被用来作为导航标志，帮助船只和航空器进行夜间或恶劣天气下的导航。
总的来说，浮标的原理主要包括浮力原理、稳定性原理和导航原理。
通过合理
设计浮标的结构和功能，能够确保浮标在水域中起到良好的导航和标志作用，为船只和航空器的安全航行提供重要的帮助。
ARGO浮标
Argo是一个海洋观测系统的名称，可为气候、天气、海洋学及渔业研究提供实时海洋观测数据。
该观测系统由大量布放在全球海洋中小型、自由漂移的自动探测设备（Argo剖面浮标）组成。
大部分浮标在1000米漂移（被称为停留深度），每隔10天下潜到2000米深度并上浮至海面，在这过程中进行海水温度和电导率等要素的测量，由此可计算获得海水盐度和密度。
观测数据通过卫星传送到地面科研人员，并向所有人免费、无限制提供。
Argo计划的名字起源于希腊神话中勇士杰森（Jason）和阿格诺（Argonauts）寻找金色羊毛（Golden Fleece）时所乘的船。
之所以选用该名字，意在强调Argo计划与杰森（Jason）卫星高度计的相互补充。
历史：Argo计划首先在1999年召开的海洋观测大会上提出，该会议是由国际机构组织的，旨在创建可协调的海洋观测方式。
原始的Argo 计划书由一个科学家组成的小组编写，该计划书描述了一个由3000个浮标组成的全球海洋观测网计划，并将在2007年的某时完成。
2007年11月，由3000个浮标组成的全球海洋观测网全面建成。
Argo指导工作组于1999年在美国马里兰召开了第一次会议，并在会上概述了全球数据共享原则。
Argo指导工作组于2009年向海洋观测大会提交了十年进展报告[3]，并收到了有关如何完善观测网的建议。
这些建议包括在高纬度海区、边缘海（如墨西哥湾和地中海）和沿赤道海区加强观测，在西边界强流区（如湾流Gulf Stream和黑潮Kuroshio）强化观测，向深海扩展观测以及利用新型传感器监测海洋生物和化学变化等。
2012年11月，Argo观测网已收集了100万条剖面（是20世纪所有调查船观测资料的两倍），并在多家组织的网站上进行了报道。
浮标设计及运行通过改变浮标自身的有效密度，按照预定的时间表在海中上浮和下沉是Argo浮标的重要特点。
任何物体的密度由物体的质量除以体积获得。
Argo浮标在自身质量不变的情况下，通过改变体积的方式改变密度。
一种专门用于低纬度洋区观测的Argo剖面浮标
1引言早在1999-2000年期间，刚成立的国际Argo 科学组用了较长一段时间来讨论Argo 计划中所采用的剖面浮标的技术规范问题。
最终决定，浮标应悬浮在1000m 深处，并能测量从海面到2000m 水深内的温、盐度剖面。
现在，将近十年过去了，Argo 计划中布放的大部分浮标都是按照该要求编制程序的。
然而，世界范围内还有一部分海洋区域，想要测量从海面到2000m 水深的剖面就显得非常困难，甚至根本无法做到，如距赤道约15个纬度内的洋区就是这样的一片海域。
但为了实现国际Argo 科学组在十年前的报告中提出的“要获取全球大洋2000m 水深剖面资料”的目标，美国Webb 研究公司从2004年开始进行了不懈努力，并取得了可喜的技术突破，从而使得今天已经建成的全球Argo 实时海洋观测网具备了覆盖全球大洋进行2000m 水深剖面观测的能力。
为此，美国华盛顿大学的Stephen C Riser 教授在国际Argo 科学组主办的《Argonautics 》简讯上著文介绍了这一改进技术。
我们对全文进行了翻译和整理，以供国内浮标技术研制人员参考。
2剖面浮标工作原理及要解决的问题剖面浮标是通过改变其密度来实现其在水体中的下沉或上浮的。
在2000m 深度，世界大部分洋区的密度大致相同，而赤道附近的表层水通常都很热，因而密度也比较小。
低纬度海区2000m 水深处与海面之间的密度差最大。
众所周知，世界大部分洋区2000m 深度处的现场海水密度大约为1037kg/m 3，中纬度洋区海面的海水密度通常是1025kg/m 3，而热带海面的海水密度则低达1021kg/m 3。
因此，在中纬度海区浮标要从2000m 深处上浮到海面，其密度大约需改变12kg/m 3。
而在赤道海区，同样的浮标，其密度需改变16kg/m 3才能上浮到海面。
也就是说，在赤道海区浮标上浮要比在中纬度海区更困难些。
正因为如此，迄今为止的大部分APEX 型浮标（也包括SLOLO 型浮标），都设计为在较小的深度测取剖面，赤道海域附近一般为距海面1000m 。
Argo全球剖面浮标系列-中国Argo实时资料中心
Argo计划及其面临的技术问题1郭明编译（国家海洋局第二海洋研究所，杭州，310012）Argo，一个大范围的全球温盐剖面浮标观测网，已被计划作为海洋观测系统的一个重要组成部分，并已于2000年开始投放浮标，目前尚在建设之中。
实际上，Argo计划是基于现存的海洋上层热量观测系统，并对其在时间、空间、观测深度和准确性上进行了扩展，同时还增加了对盐度和速度的观测。
命名Argo，主要是为了强调全球浮标网与Jason高度计任务的密切关系，这是第一次人们可以几乎实时地系统测量和收集上层海洋的物理状态信息。
1Argo的诞生和设计全球剖面浮标观测网是在如下三方面技术的最新发展促使下诞生的，从而使得海洋和气候科学迈出了关键的一步。
（1）可以利用每隔10天测量全球海面高度一次的高精度卫星高度计资料建立了一个令人信服的现场实测数据库，但这个数据库需要有效的解译和补充海面地形。
（2）剖面浮标技术的发展使得它可以在常规条件下，在全球任何海区对海洋物理性质进行观测。
这是最重要的一点，因为这意味着在海陆空三维气候系统中，主要被海洋变化所左右的热量与淡水的贮存，将可以第一次被准确的测量出来。
（3）数据同化技术的成熟(包括硬件及软件的发展)使我们可以在把水下数据和遥感所得海面数据结合在一起。
这些数据包括风力（由散射计观测）、海平面变化和次表层要素等。
因此，在综合的卫星遥感系统和强有力的数据同化技术的支持下，使得实施全球次表层海洋观测网无论在科学上还是在运行中都具有广泛的优越性。
1本工作得到国家重点基础研究发展规划项目G1998040900第一部分和G1999043805以及国家海洋局的共同资助。
另外需强调的是，Argo并非一个完美无缺的现场观测系统。
它的目标是提供大尺度空间范围及时间尺度在数月以上的覆盖全球大洋上层的海洋资料。
该系统的这空间分辨率不足以用来计算边界流，而且其时间取样对于研究赤道波导也是不够的。
此外，浮标的设计深度只有2000m，故全球浮标观测网必须采用其他有效的手段给予补充。
热带太平洋海域的Argo浮标计划
热带太平洋海域的Argo浮标计划1朱伯康1）许建平1、2）编译（1、国家海洋局第二海洋研究所，杭州310012）（2、国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室，杭州310012）1、国际Argo计划国际Argo计划提出施放3000个剖面浮标组成一个海洋观测网，以便实时观测全球海洋上层的温、盐度结构。
每个浮标之间距离约为300km。
浮标将被设置在2000m水深附近漂移，且每隔10天上浮一次，把测量的温、盐度剖面资料和位置信息通过卫星传送到设在陆上的接收站。
然后，浮标再次下沉到预定的深度进行新一轮循环。
浮标的使用寿命为4年。
这些浮标的工作原理与大气无线电探测器相似。
2、实施Argo计划的意义利用Argo浮标进行全球次表层观测，并结合覆盖全球海洋表面的卫星观测，将会提高业务预报和科学研究的水平。
这些资料会直接有助于提高与ENSO有关的（如洪水、干旱等）季预报能力，还将有助于提高海洋对气候的作用，以及其它与ENSO相似的事件（如太平洋十年涛动等）的认识。
另外，这些资料为处理沿海诸如珊瑚礁及近海渔业资源的健康问题提供了广泛的背景材料。
3、资料政策全部Argo数据（包括实时资料和延迟模式资料）都向公众开放，且不受使用时间限制。
实时资料通过全球通讯系统（GTS）传送，以供业务预报机构使用；延迟模式数据在90天内经过质量控制处理，通过互联网（Internet）发送。
1本工作得到国家重点基础研究发展规划项目G1998040900第一部分和G1999043805以及国家海洋局的共同资助。
4、Argo计划的实施Argo计划始于1998年。
那时，日本、英国和美国等国家已着手筹措经费用于Argo计划。
随后，澳大利亚、加拿大、欧共体、法国、新西兰等国从原有的资金渠道开始购置Argo浮标，另外的一些国家，如中国、德国、印度、挪威、韩国、西班牙也开始提出计划，申请经费实施Argo计划（图1）。
直到目前为止，国际团体已经筹划到395个浮标所需的资金；在未来3年中还有2234个浮标的计划。
声呐浮标工作原理
声呐浮标工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊声呐浮标这玩意儿的工作原理，可有意思啦！
你想想看啊，声呐浮标就像是大海里的小侦探。
它被投放到水里后，就开始自己的工作啦。
它里面有个神奇的装置，能发出声波，就像我们说话一样，但这声波咱可听不见哦。
这声波在水里传播出去，碰到各种东西，比如鱼啊、潜艇啊之类的。
然后呢，这些声波就会被反射回来。
声呐浮标就像个机灵的小耳朵，把这些反射回来的声波都给“听”到啦。
这不就跟我们在黑夜里打着手电筒找东西一样嘛！手电筒的光射出去，碰到东西反射回来，我们就能看到是什么啦。
声呐浮标也是这样，通过接收反射回来的声波，来了解水下的情况。
而且啊，声呐浮标还特别聪明呢！它能分辨出不同的声波反射，从而判断出是什么东西。
是一条小鱼游过，还是一艘大大的潜艇呢，它都能搞得清楚。
要是没有声呐浮标，那我们对水下的世界可就两眼一抹黑啦！海军的叔叔们怎么知道有没有潜艇偷偷靠近呢？科学家们又怎么去研究那些神秘的海洋生物呢？
声呐浮标就像是水下的眼睛和耳朵，默默守护着我们的海洋。
它在那里静静地工作着，为我们提供着重要的信息。
你说它厉不厉害？它虽然小小的一个，可作用却大得很呢！就像我们身边那些看起来不起眼，但却有着大本事的人一样。
所以啊，可别小瞧了这声呐浮标，它可是海洋世界里的大功臣呢！它让我们对海洋有了更多的了解，也让我们的生活变得更加安全和有趣。
难道不是吗？
总之，声呐浮标就是这么神奇，这么重要！它在水下默默地发挥着自己的作用，为我们探索海洋的奥秘立下了汗马功劳。
让我们一起为声呐浮标点赞吧！。
ARGO资料
ARGO资料的重要性ARGO浮标将提供全球海洋2 000m深度以浅的次表层温、盐度资料。
这些资料将直接有助于提高对与ENSO有关的海洋、天气灾害（如洪水、干旱等）预报的能力，还将有助于提高海洋对气候的作用，以及其他与ENSO事件相似的，如太平洋十年振荡（PDO）、北大西洋振荡（NAO）、北极振荡（AO）和南极绕极波（ACW）等气候和海洋现象的认识，从而能对大尺度大洋环流，也包括海洋内部的质量、热量和淡水输送平均状况和变化过程进行全球性描述。
ARGO资料还可以对大洋上层的演变过程及海洋－气候变化的模态（如热量和淡水的贮存和输运等）进行细致的描述；还可以通过对海面以下温、盐度垂直结构及参考层流速的测量来提升杰森卫星高度计资料的使用价值，并为解译由高度计获得的海面高度资料提供足够的覆盖范围和分辨率。
目前，全部资料主要是利用ARGOS系统收集和转发，实现从海上到陆地的实时接收。
ARGO 浮标数据除了必须经过“ARGOS 资料服务中心”作处理外，还需进行“实时质量控制”和“延时质量控制”的校正处理后，才能为海洋预报、气候预报以及其它方面的科学研究提供有价值的、可靠的科学数据。
ARGOS系统和实时接收、处理数据1978年10月，在法国国家空间研究中心（CNES）和美国海洋大气局（NOAA）以及美国宇航局（NASA）之间启动了一个划时代的合作研究项目，即在泰罗斯－N／诺阿（TIROS－N／NOAA）系列卫星运行期间，建立一个以收集环境资料为目的的服务系统，这就是一阿戈斯系统”。
阿戈斯系统主要由观测平台、卫星、地面接收站和数据处理中心等子系统组成，各个子系统中又包含了若干个单元，各自肩负着不同的使命，从而形成了一个从地球表面到空间的庞大通讯体系，为人类认识自然环境做出了巨大贡献。
观测平台是安装各种测量仪器（或传感器）的载体，它可以是移动的船舶、气球和浮标，也可以是固定的海洋和气象观测站以及地震观测台等。
但只有在这些载体上装备了平台发射机终端（PTT）后，才能真正成为阿戈斯系统的组成部分。
HM2000型Argo浮标浮力调节机构测试平台设计
４２
Байду номын сангаас
《计量与测试技术》２０１９年第 ４６卷第 ６期
待到达设定 深 度；当 接 近 设 定 的 剖 面 测 量 时 间 （一 般为 １０天一个测量周期）时，浮标会唤醒并继续下 潜至设定的最大测量深度（一般为 ２０００ｍ）处，随即 转入上浮过程，液压装置再次驱动，将缸体内的液压 油充回到外油囊中，浮标逐渐上浮，并采集每一观测 层上的海水温度、盐度和深度数据；当浮标抵达水面 后，会自动打开通信模块，通过卫星向地面控制中心 传送该浮标收集的全部采样信息及测量的温、盐、深 度剖面数据等。
０ 引言 ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标是一种新型国产海洋观
测仪器设备，利用了北斗卫星导航系统提供的精确 定位和双向通讯功能，可以长期在海上自由漂移并 连续测量（０～２０００）ｍ 水 深 内 的 海 水 温、盐 度 剖 面 数据（见图 １）。
图 １ ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标
２０１５年 ９月，ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标正式被国际 Ａｒｇｏ信息中心（ＡＩＣ）接纳，进入全球 Ａｒｇｏ实时海洋 观测网，成为我国第一种被正式用于全球 Ａｒｇｏ海洋
沈锐：ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标浮力调节机构测试平台设计
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ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标浮力调节机构测试平台设计
沈 锐
（宜昌测试技术研究所，湖北 宜昌 ４４３００３）
摘 要：ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标是一种新颖的国产海洋观测仪器设备，本文在分析 ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标浮力调节机构工作原理的基础上，设计了 一种测试平台，能够模拟浮标在水下随深度变化时，液压驱动装置受到的外压变化，在浮标生产过程中检验驱动装置工作的性能。本文给出了 测试平台硬件组成和软件流程，经测试平台检验的驱动装置已成功应用于多批次 ＨＭ２０００型 Ａｒｇｏ浮标，提高了浮标的可靠性。 关键词：ＨＭ２０００；Ａｒｇｏ浮标；液压驱动装置；测试平台 中图分类号：７１５２ 文献标识码：Ｂ 国家标准学科分类代码：４６０４０３０ ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０１９．６．０１４
浮标(1)
国内外海洋资料浮标技术现状与发展海洋资料浮标是世界各国海洋环境监测与海洋灾害预报的主要手段之一。
它具有全天候、长期连续、定点进行监测的特点是其它海洋监测手段无法替代的。
我国海洋资料浮标技术的研究与发展是从我所起步的在国家海洋局的支持下经过20多年的努力不断研究与提高特别是经过国家“七五”科技攻关集中了国内的多家优势有力地推动了浮标事业的发展。
1998年代表新一代的实用性大型浮标又在我所诞生。
经过几年海上使用与技术改型到目前在我国北海、东海、南海三个海域的三个资料浮标锚位点常年工作的资料浮标都是由我所研制及改型的FZF2-1型、FZF2-2型及FZF2-3型七套大型资料浮标。
初步改变了我国海洋资料浮标的落后面貌为我国海洋环境监测网的建设奠定了基础。
但我国目前海洋资料浮标的综合性能及规模仍不能满足海洋监测业务化运用的要求与国外资料浮标水平及规模也有差距。
本文分析了我国海洋资料浮标技术的现状与不足，提出了今后海洋资料浮标技术研究与发展设想。
国外海洋资料浮标系统技术现状与发展国外发达国家海洋资料浮标技术的发展已趋完善、成熟、规范。
其特点是品种多、技术高、数量多，已形成了规模联网监测。
浮标技术本身的研究向低成本、多要素方面发展。
资料浮标更新换代走向常规已解决了浮标系统可靠性运转。
世界范围内资料浮标系统的工作重点已由七、八十年代的着重研究提高浮标系统长期可靠性工作转移到加强浮标测量数据的质量控制和浮标资料更广泛的应用与交换方面并被列入国际海洋资料浮标合作会议（DBCP）中心议题。
美国海洋资料浮标的发展，无论是在技术的先进性上还是在品种、数量上都一直走在世界前列。
国家对海洋资料浮标的研究和管理成立了专门机构，即国家资料浮标中心（NDBC）。
NDBC管理着锚泊资料浮标主要有下列三种，第一种是大型圆盘形浮标体直径为10m和12m两种；第二种是中型浮标，为6m船形NOMAD浮标，这两种浮标主要用于几百至几千米水深的海域；第三种是3m直径圆盘形浮标，主要用于近海或者湖泊及河口的监测。
ARGO计划
ARGO计划
ARGO计划是一个旨在改善全球海洋观测网络的国际合作项目。
该计划旨在利用先进的浮标和船只技术，收集海洋环境数据，以便更好地理解海洋对气候变化的响应，以及对海洋生态系统和人类社会的影响。
首先，ARGO计划的核心是一种被称为浮标的技术。
这些浮标被部署在全球各个海域，能够测量海洋温度、盐度和水下运动。
通过这些数据，科学家们能够更好地了解海洋的动态变化，从而预测气候变化的趋势和影响。
其次，ARGO计划还利用船只和海洋观测站等设施，收集更为详细和全面的海洋数据。
这些数据不仅可以用于气候预测和海洋环境研究，还可以帮助海洋生态系统的保护和管理，以及海洋资源的可持续利用。
此外，ARGO计划的数据对于应对海洋灾害和提高海洋安全也具有重要意义。
海洋数据的实时监测和分析，可以帮助预警海啸、飓风等自然灾害，减少人员伤亡和财产损失。
总的来说，ARGO计划是一个全球性的合作项目，旨在利用先进技术和科学手段，更好地了解和保护海洋环境。
通过收集和分析海洋数据，该计划为气候变化研究、海洋生态保护、海洋资源管理和海洋安全提供了重要支持和帮助。
在未来，ARGO计划将继续发展和完善，不断提高海洋观测网络的覆盖范围和数据质量，为全球气候变化和海洋环境问题的研究和解决提供更为可靠的科学依据和支持。
同时，ARGO计划也将继续促进国际合作，推动全球范围内的海洋科学研究和环境保护工作，为建设美丽的蓝色地球做出更大的贡献。
对Argo海洋观测浮标的故障机理分析
2020年30期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application对Argo 海洋观测浮标的故障机理分析李强（中国海警局南海分局，广东广州510062）1浮标的总体结构与工作原理1.1总体结构海洋观测浮标是为海洋科学与海上工程学提供温度、风浪、涌浪、风速、浪高、潮汐、温湿度、大气压力、波流流向等数据资料的海洋监测系统，主要分为有缆式、无缆式水下观测两种类型[1]。
其中普通有缆式潜标在执行海洋观测任务时需在系缆沿线安放多个观测仪器，缺乏良好的灵活性、整体监测成本较高；而无缆式浮标可自主完成数据采集与记录，利用无线通讯技术提供多种传输方式，支持无限布设、电缆数量较少，具备良好的适用价值。
以Argo 浮标为例，该浮标主要由液压缸、真空泵、液压泵、电路板与电池组等元件组成，配合端盖、底盖、法兰、皮囊、壳体、夹子、密封圈、支撑架、减速电机等零部件组成浮标总体结构。
浮标主要利用柱塞泵控制液压缸执行伸长或缩短操作，当推动液压缸伸长时，液压缸将带动浮标的内壳、外壳分离，增大浮标体积与浮力，使浮标上升；当液压缸缩短时，在内部真空负压与外部皮囊的拉力作用下将使浮标内外壳重合，致使浮标体积和浮力缩小。
1.2工作原理在浮标气泵的工作原理设计上，通常浮标在上升至海面后，将从顶部抽出气体、排至壳外，因此需选用单向阀、三通阀安装在气路的特定位置处，用于控制壳体内部与外部的通断。
在油泵工作原理设计上，以微型直流电动机作为动力源，利用微型减速器调低电机转速、输出较大转矩，驱动滚珠丝杠带动活塞平移动，使活塞可推动高达1600N 的力。
在浮标控制流程的设计上，首先开机，使浮标伸长外壳上浮，通过Argos 卫星通讯；随后收缩外壳使浮标下潜，在预设深度处停留7-10d 时间，再次收缩外壳下潜至2000m ；伸长外壳至最大体积使浮标上浮，并执行剖面测量、存储数据，继续伸长外壳直至其上浮至海面；基于Argos 卫星实行约6h 的通信，在此过程中传输剖面测量环节获得的温、盐、深等数据；最后再收缩外壳使浮标下潜，重复上述操作完成下一个剖面测量，直至电池耗尽。
中国Argo浮标实时资料
中国Argo浮标实时资料中国Argo计划自2002年初组织实施以来，已经在西北太平洋和印度洋海域布放了81个Argo剖面浮标（见下图）。
为了满足本项目相关研究课题和国内其他用户的迫切需求，我们借助国内便捷的宽带网技术，每天直接从位于法国图卢兹的Argos资料服务中心索取由我国布放的Argo剖面浮标的实时观测资料，并经实时质量控制后，在此发布并及时（24小时内）更新。
欢迎提出改进意见和建议。
点击这里获取中国Argo浮标实时观测资料（Access to Real-time Argo profile data)点击获取中国及全球Argo浮标观测资料(FTP Access to Argo profile data)中国Argo计划简介中国计划在2002-2005年期间投放100-150个Argo浮标，以便建成一个大洋局域观测网。
以后则每年投放20-30个浮标，以维持该局域观测网的正常运行。
中国Argo计划的总体目标是，通过引进国际上新一代、先进的沉浮式海洋观测浮标（即Argo剖面浮标），施放于邻近我国的西北太平洋海域（少量浮标将视情形布放到东印度洋和南大洋海域），建成我国新一代海洋实时观测系统(Argo)中的大洋观测网，使中国成为国际Argo计划中的重要成员国。
同时能共享全球海洋中3000个Argo浮标资料，丰富我国海洋和气象界承担的相关研究项目的资料源，并为该系统的近海观测网建设提供强有力的技术支撑，即通过大洋观测网建设，以此来了解和掌握该高新海洋观测技术的性能和特点，走技术引进、消化吸收和自行研制之路，使未来大洋观测网的维持由国产Argo浮标代替，而近海观测网则完全采用国产Argo浮标组成，最终建成我国自成系统的海洋实时观测网络，为我国的海洋研究、海洋开发、海洋管理和其它海上活动等提供实时观测资料和产品。
中国Argo计划组织管理结构项目介绍•中国Argo计划简介•Argo大洋观测网试验•太平洋—印度洋暖池的Argo浮标观测研究•基于全球实时海洋观测计划(Argo)的上层海洋结构、变异及预测研究•西北太平洋Argo剖面浮标观测及其应用研究Argo大洋观测网试验项目名称我国新一代海洋实时观测系统（Argo）-大洋观测网试验项目委托部门中国科学技术部基础研究司项目依托部门国家海洋局科学技术司项目依托单位国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室项目负责人许建平（国家海洋局第二海洋研究所研究员、国际Argo科学组成员）项目参加单位国家海洋局第一海洋研究所国家海洋信息中心国家海洋局第三海洋研究所国家海洋预报中心中国气象科学研究院国家海洋技术中心中国科学院南海海洋研究所项目参加人员陈英仪张人禾华锋许东峰纪风颖吴日升张建华殷永红陈显尧刘增宏廖康明马继瑞毛庆文余立中项目执行时间2002年1月至2003年12月试验内容•在西北太平洋附近海域布放16个Argo剖面浮标；•了解和掌握Argo剖面浮标这一高新海洋观测技术的性能和特点；•探索Argo剖面浮标数据实时接收，以及数据处理的流程和方法；•开展Argo资料在海洋、天气业务化预报中的试应用研究；•进行Argo资料同化技术研究，建立Argo数据库；•创建中国Argo信息网页；•建立Argo浮标资料管理与服务网络系统。
水质检测浮标结构原理
水质检测浮标结构原理
水质检测浮标是一种用于监测水体质量的设备，它通常由多个
部分组成，包括浮体、传感器、数据传输装置等。
浮标的结构原理
如下：
1. 浮体，浮标的主体部分通常是一个浮体，它可以是圆形、长
条形或其他形状，具有浮力可以使浮标漂浮在水面上。
浮体通常由
耐水、耐腐蚀的材料制成，如塑料或玻璃钢，以确保浮标在水中长
期稳定运行。
2. 传感器，浮标上安装有各种水质检测传感器，用于监测水体
的各项指标，包括但不限于水温、pH值、溶解氧、浊度、电导率等。
这些传感器可以实时监测水质状况，并将数据传输至数据处理装置。
3. 数据传输装置，浮标通常配备有数据传输装置，可以是无线
传输装置或者数据记录存储装置。
通过这些装置，浮标可以将采集
到的水质数据传输至监测中心或者相关的数据处理设备，以便进行
进一步分析和处理。
4. 太阳能板，为了保证浮标的长期稳定运行，通常会在浮标上
安装太阳能板，用于为浮标内部的传感器和数据传输装置提供能源，以保证设备的正常运行。
浮标的工作原理是通过传感器实时监测水质状况，将采集到的
数据传输至监测中心或数据处理装置，以便对水质进行监测和分析。
这样可以及时发现水质问题，并采取相应的措施进行处理，保障水
体的质量。
同时，浮标的设计结构需要考虑到稳定性、耐用性和环
境适应性，以确保设备在各种水域环境中都能正常运行和有效监测
水质。
Argo浮标观测溶解氧数据的原理与质量控制
Argo浮标观测溶解氧数据的原理与质量控制刘烨, 邢小罡(自然资源部第二海洋研究所, 浙江杭州 310012)摘要: Argo剖面浮标已成为海洋溶解氧观测数据的主要来源, 截至2018年7月已在全球范围内获取了超过13万条溶解氧剖面, 然而目前其数据的质量控制仍然存在不足。
本文首先介绍了Argo浮标上携带的溶解氧传感器的测量原理、主要误差来源以及两种校正方法: 气候态校正法与空气测量校正法,并提出了目前在溶解氧传感器数据质量控制研究亟需解决的技术问题, 包括: ①由于传感器伸出水面的高度不够, 一些浮标并不能有效测量空气氧含量, 因为无法进行空气测量校正方法; ②Argo观测的溶解氧数据库中目前存在一些异常测量剖面没有得到有效剔除, 影响校正系数的计算; ③使用平均值确定校正系数的方法容易受到异常剖面的干扰。
关键词: Argo浮标; 溶解氧; 质量控制; 空气测量; 气候态校正方法中图分类号: P714 文献标识码: A 文章编号: 1000-3096(2019)01-0028-10DOI: 10.11759/hykx20181102001溶解氧(dissolved oxygen, DO)是溶解于水体中的氧气, 它为海洋生物生存提供必要的生化环境, 是海洋生命活动不可缺少的重要物质。
作为海洋学最基本的参数之一, 溶解氧不仅与海-气相互作用联系紧密, 还与海洋中各种生化过程密切相关, 海洋中绝大多数的生命都需要氧气的维持。
因此, 海水中的溶解氧含量不仅是衡量海水水质状况、评估海洋生态环境的主要指标、海洋科学实验和资源勘探的重要依据, 也是了解海洋生物地球化学过程、全球气候变化以及海洋碳循环的必要参数, 具有非常重要的观测价值与研究意义[1-7]。
特别是近年来, 在全球变暖的大背景下, 海洋中层的最低含氧区(oxygen minimum zone, OMZ)已成为海洋学研究的一大热点, 更凸显出溶解氧观测数据的重要性[8-11]。
基于北斗卫星导航定位系统的argo海洋浮标设计
基于北斗卫星导航定位系统的Argo海洋浮标设计齐久成1，吴维1，李清1，张静1，高太长2，熊超超1(1.解放军63863部队,吉林白城 137001；2.解放军理工大学，江苏南京 211101)摘要：为了设计一种基于我国自主卫星导航定位系统的Argo浮标，提出了基于我国的北斗卫星导航定位系统的Argo浮标设计方案。
首先讲述了Argo浮标的基本原理、应用概况和现有北斗卫星导航定位系统的基本应用，初步提出了基于北斗卫星导航系统的Argo浮标设计方案；从通信方式、体制和定位、配重等方面对基于北斗的Argo浮标设计进行了可行性分析，研究了基于北斗卫星导航定位系统的Argo浮标通信方式和两种通信模式。
理论研究表明，基于北斗卫星导航定位系统的Argo浮标方案可行。
关键词：海洋调查与监测；Argo；北斗；浮标Argo是英文“Array for real-time geostrophic oceanography（地球海洋学实时观测阵）”的缩写。
布放在大洋中的Argo浮标可以自动采集0～2000 m的海水温度、盐度等资料，并通过Argo卫星传送回地面接收站[1][2]。
这些资料是研究海洋科学的基础，分析这些资料可以了解大尺度实时海洋变化，提高天气和海洋预报精度；可以有效防御全球日益严重的天气和飓风、风暴潮等海洋灾害给人类造成的危害，为航海、军事海洋学服务[3][4][5]。
目前运行的Argo浮标，通常采用GPS定位，利用Argos卫星系统进行通信传送水文资料，但是对于现有的Argo浮标和Argo卫星系统,我国并没有自主权在技术和手段上受制于人。
而北斗卫星导航定位系统属于我国自主的卫星系统,具有导航、通信和授时功能[6]，如果可以研究基于北斗系统的Argo浮标设计，不仅可以拓展了北斗卫星导航定位系统的应用，也为Argo浮标的设计提供了一种新的设计思路；在复杂的国际政治和军事形势下，也是维护国家主权和海洋安全的国家战略需求。
ARGO剖面浮标技术报告
ARGO剖面浮标技术报告编制：孙朝辉刘增宏童明荣ARGO大型科学观测试验项目组国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室国家海洋局第二海洋研究所二OO三年十月目录一、ARGO剖面浮标 (1)（一）ARGO剖面浮标工作原理（二）ARGO剖面浮标技术性能二、APEX型剖面浮标检测及布放步骤 (4)（一）浮标的检测（二）浮标施放步骤三、PROVOR型剖面浮标检测及布放步骤 (10)（一）浮标的检测（二）浮标施放步骤四、结束语 (19)五、附件 (19)（一）APEX User’s Manual（二）PROVOR User’s Manual（三）ARGO浮标布放记录表前言ARGO剖面浮标指用于建立全球海洋实时观测网的一种专用测量设备。
它可以在海洋中自由漂移，自动测量海面到2000米水深之间的海水温度、盐度和深度，利用Argos卫星定位和传输观测资料，并可跟踪它的漂移轨迹，获取海水的移动速度和方向。
ARGO剖面浮标是一项海洋高新观测技术。
目前国内对这一技术还在开发过程中，国外也只有少数几个国家（如美国、法国和加拿大）有能力生产。
PALACE、APEX、PROVOR和SOLO型的剖面浮标是各国在实施ARGO计划中应用较为广泛的4种颇具代表性的ARGO 浮标，尤以APEX和PROVOR型浮标投放数量最多。
中国ARGO大洋观测网试验选择、引进了2类剖面浮标，即APEX 型和PROVOR型。
本报告就上述2类浮标的工作原理、技术性能和检测、施放步骤等作一详细介绍。
以供全面建设中国ARGO大洋观测网过程中借鉴。
ARGO大型科学观测试验项目组二00三年十月于杭州一、ARGO剖面浮标ARGO剖面浮标指用于建立全球海洋实时观测网的一种专用测量设备。
它可以在海洋中自由漂移，自动测量海面到2000米水深之间的海水温度、盐度和深度，并可跟踪它的漂移轨迹，获取海水的移动速度和方向。
ARGO浮标在专业上称自律式拉格朗日环流剖面观测浮标或自持式剖面自动循环探测仪，也有人称中性剖面自动探测漂流浮标。
基于国产第一代Argo浮标的结构优化设计
收稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ３ — ０ ３
基金项 目 ： 海洋动力要素剖面运动测量平 台产业化资助项 目（ ２ ０ １ ２ ０ ５ ０ ３ ９ ） 作者简介 ： 商红梅 （ １ ９ ７ ３ 一 ） ， 女， 研究员 ， 主要研究方 向为海洋监测平台技术。Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｉ ｒ ｅ ｎ ｅ ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
Hale Waihona Puke 第 ６期 商红梅 ， 等： 基于国产第一代 Ａ ｒ ｇ ｏ浮标 的结构优化设计
２ ７
胀 大 的气泵 和气 路 系统 ； １台卫 星发射 模块 ； 一 台微 处 理控 制器 ； １台长期 稳定 的高精 度温 盐 深传 感器 ；
能， 它具 备 如 下性 能 的组 成 部 分 ｌ ５ ｌ ： １ 个 圆柱形 耐 压 壳体 ， 确保仪器在水下 ２ ５ ０ ０ ｍ处的密封和安全 ； 壳 体 外部 有 与其 内部部 件 连通 、 具 有 可变 体 积 的油 囊
与气囊 ； １台在水下 ２ ５ Ｍ Ｐ ａ的外 压下将油囊体积 胀 大 的 液压 泵 及油 路 系统 ； ｌ台在 水 面将 气 囊 体 积
海 洋环 境对 全 球气 候 变化 有 着重 大 影 响 ， 应用
布 放 在 海 洋 中的定 点 剖 面测 量 系 统 收 集 海 洋 次表 层 海水 温 度 、 盐度 、 流速 、 流 向剖 面 资料 ， 进 而 可 以
１ Ａ ｒ ｇ ｏ 浮标 的工作原理
１ ． １ 功 能
提高 气 象预 报 的精 度 ， 有效 预 防全 球 日益 严重 的气 象灾 害 给人类 造成 的威胁 。 随着全 球 Ａ ｒ ｇ ｏ 实 时海洋
第 ３ ５卷 第 ６期
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Argo浮标的工作原理
1. 引言
Argo浮标是一种用于监测全球海洋和大气变化的自动浮标系统。
它由一系列浮标
组成，能够在全球范围内收集海洋和大气数据，并将这些数据传送回地面站点。
Argo浮标系统的工作原理基于浮标的漂浮和下潜，以及传感器的数据采集和无线
传输。
2. 浮标的漂浮和下潜
Argo浮标包括一个浮标主体和一个浮标球astounding-barrier。
浮标主体通常由
聚氨酯材料制成，具有良好的浮力和耐腐蚀性能。
浮标球则是一个空心球体，通过一个绳子连接到浮标主体上。
浮标的漂浮和下潜是通过控制浮标球的空气压力来实现的。
当浮标需要漂浮时，浮标球内部的空气压力与周围水体的压力相平衡，使得浮标浮在水面上。
当浮标需要下潜时，浮标球内部的空气压力被增加，使得浮标重于水体，并向下沉入海洋中。
浮标的漂浮和下潜是通过一个电动机和一个压力传感器来控制的。
电动机控制浮标球内部的空气压力，压力传感器用于监测浮标球内部的压力变化。
根据压力传感器的反馈信号，电动机可以调整浮标球的空气压力，从而控制浮标的漂浮和下潜。
3. 数据采集和传输
Argo浮标系统通过一系列传感器来采集海洋和大气数据。
这些传感器包括温度传
感器、盐度传感器、压力传感器和光学传感器等。
这些传感器安装在浮标主体上，可以测量海洋和大气的各种参数。
温度传感器用于测量海洋和大气的温度，盐度传感器用于测量海洋的盐度，压力传感器用于测量海洋的压力，光学传感器用于测量海洋的光照强度。
这些传感器通过电缆连接到浮标主体上的数据采集系统。
数据采集系统负责将传感器采集到的数据进行处理和存储。
数据处理包括数据的滤波、校准和校验等操作，以确保数据的准确性和可靠性。
数据存储则将处理后的数据保存在浮标主体的存储器中，以备后续传输。
数据传输是Argo浮标系统的关键部分。
浮标主体上配备了一个无线通信模块，用
于将采集到的数据传输回地面站点。
数据传输可以通过卫星通信、海底电缆或近岸无线网络等方式进行。
无线通信模块将存储在浮标主体中的数据编码并发送出去，地面站点接收到数据后进行解码和分析。
4. 浮标的能源供应
Argo浮标系统需要稳定的能源供应来支持其长期运行。
浮标主体上配备了一个太
阳能电池板，用于收集太阳能并将其转换为电能。
太阳能电池板通常安装在浮标主体的顶部，以最大程度地接收到阳光。
太阳能电池板将收集到的太阳能存储在浮标主体上的电池中。
电池负责储存能量，并在夜间或阴天时提供给浮标系统使用。
电池还可以通过电动机的工作来充电，以保证浮标系统能够持续运行。
5. 浮标的定位和导航
Argo浮标系统需要准确的定位和导航信息，以确保数据的准确性和可靠性。
浮标
主体上配备了一个全球定位系统（GPS）接收器，用于获取浮标的经纬度坐标。
GPS接收器通过接收卫星发射的信号，计算出浮标的位置，并将位置信息与采集到
的数据相关联。
这样可以确保数据的时空一致性，以便后续的数据分析和应用。
6. 数据处理和分析
Argo浮标系统采集到的海洋和大气数据需要经过处理和分析，以提取有价值的信息。
数据处理和分析包括数据的滤波、插值、回归和模型计算等操作。
数据的滤波操作用于去除数据中的噪声和异常值，以提高数据的质量和可靠性。
插值操作用于填补数据中的缺失值，以确保数据的连续性和完整性。
回归和模型计算则用于分析数据之间的关系和趋势，以推断海洋和大气的变化规律。
数据处理和分析可以在浮标主体上进行，也可以在地面站点进行。
浮标主体上的数据处理和分析通常是基于嵌入式系统和算法实现的，而地面站点的数据处理和分析通常是基于计算机和软件实现的。
7. 数据的传播和应用
Argo浮标系统采集到的海洋和大气数据可以传播到全球范围，并应用于各种科学
研究和应用领域。
数据的传播可以通过互联网和科学数据中心等方式进行。
科学研究可以利用Argo浮标系统提供的数据来研究海洋和大气的变化过程和机制。
这些研究可以涉及气候变化、海洋生态系统、海洋资源开发等方面。
此外，Argo
浮标系统的数据还可以应用于海洋预报、气象预报和环境监测等领域。
8. 结论
Argo浮标系统通过浮标的漂浮和下潜、数据采集和传输、能源供应、定位和导航、数据处理和分析、数据的传播和应用等步骤，实现了对全球海洋和大气变化的监测和研究。
该系统的工作原理基于先进的传感器技术、无线通信技术和能源技术，以及先进的数据处理和分析方法。
通过Argo浮标系统，我们可以更好地理解海洋和大气的变化规律，为气候预测、海洋科学和环境保护等领域提供重要的数据支持。