关于海上浮标的调研报告

关于海上浮标类型的调研报告海洋浮标是在海上的观测浮标为主体组成的海洋水文气象自动观测站。

它能按规定要求长期、连续地为海洋科学研究、海上石油（气）开发、港口建设和国防建设收集所需海洋水文气象资料，特别是能收集到调查船难以收集的恶劣天气及海况的资料。

由于沿海和海岛观测站观测到的数据只能反映近海和临岛海域的情况，对远洋航行起不了作用，建立海洋浮标就可解决这个问题。

海洋浮标是一个无人的自动海洋观测站，它由被固定在指定的海域，随波起伏，如同航道两旁的航标。

海洋是变幻莫测的地方，人们在沿海和海岛上建立了海洋观测站，测量波高、海流、海温、潮位、风速、气压等水文气象要素，掌握了这些资料，将会给人们带来更多便利。

例如，知道了大风大浪区域，航海时便可避之而行，免除了船覆人亡的惨剧；知道了海流流向，航海时便尽可能的顺之而行，以节约航海时间和能源消耗；知道了潮位的异常升高，便可及时防备突发事件，力图在灾害发生时将损失降至最低限度。

还有，海洋观测站获得的资料，对海上工程建筑和海洋科学研究也是必不可少的。

浮于水面的一种航标，是锚定在指定位置，用以标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。

浮标在航标中数量最多，应用广泛，设置在难以或不宜设立固定航标之处。

浮标，其功能是标示航道浅滩或危及航行安全的障碍物。

装有灯具的浮标称为灯浮标，在日夜通航水域用于助航。

有的浮标还装雷达应答器、无线电指向标、雾警信号和海洋调查仪器等设备。

浮标有不同的种类和规格，按布设的水域可分为海上浮标和内河浮标。

海上浮标标身的基本形状有罐形、锥形、球形、柱形、杆形等。

由于浮标受风、浪、潮的影响，标体有一定浮移范围，不能用作测定船位的标志。

若采用活结式杆形浮标则位置准确，受撞后可复位。

内河浮标有鼓形浮标、三角形浮标、棒形浮标、横流浮标和左右通航浮标等。

浮标的形状、涂色、顶标、灯质（灯光节奏、光色、闪光周期）等都按规定标准制作，均有特定含义。

1971年国际航标协会的技术委员会把各种海上浮标归为A、B两个系统。

A 系统为侧面标志（面向港口红色在左）和方位标志相结合的系统；B系统为侧面标志系统（面向港口红色在右）。

1980年11月，在东京举行的第10届国际航标会议上合并A、B系统为统一系统，包括侧面标志、方位标志、孤立危险物标志、安全水域标志和专用标志等5类标志。

侧面标志在A、B系统中标示内容相反，其他4种标志是一致的。

方位标志是在以危险物或危险区为中心的真方位西北至东北、东北至东南、东南至西南、西南至西北4个象限内，分别设立北方位标、东方位标、南方位标、西方位标，标示可航水域在方位标同名一侧。

孤立危险物标志设在危险物上或尽量靠近危险物的地方，指示船舶应避开航行。

安全水域标志设在航道中央或中线上，标志周围均可通航。

专用标志用于标示某一特定水域或特征，如检疫锚地、禁航区、海上作业等。

欧洲国家、非洲国家和海湾地区，以及亚洲一些国家和澳大利亚、新西兰采用A系统，称为A区域；美洲国家、日本、韩国、菲律宾采用B系统，称为B 区域。

中国在国际海区水上助航标志A区域的原则基础上，结合中国情况于1984年制定了《中国海区水上助航标志》国家标准和《中国内河助航标志》国家标准，并已付诸实施（参见中国海区水上助航标志和中国内河助航标志）。

浮标、潜标技术是六十年代由一些海洋发达国家开始使用并发展起来的；浮标、潜标系统是海洋环境调查的重要技术装备，具有在恶劣的海洋环境条件下，无人值守的长期、连续、同步、自动地对海洋水文、气象诸要素进行全面综合监测的特点, 是海洋观测岸站、调查船和调查飞机在空间上和时间上的延伸扩展，是离岸监测的重要手段。

具有其他调查方法无法代替的作用。

潜标系泊于海面以下, 并可通过释放装置回收，具有获取海洋水下环境剖面资料的能力，并具有隐蔽性好不易被破坏的优点，得到了广泛的应用。

浮标、潜标系统的重要性越来越受到世界各海洋国家的重视。

我国从六、七十年代开始，分别开展了锚泊浮标和潜标的研制工作，在1965年，通过全国会战研制了第一套H23型2m×1.5m船形浮标。

经历了2H23型、HFB-1型、南浮1号、科浮2号、FZF2-1型、FZS1-1型几代浮标的演变。

1985年开始建设我国的海洋水文气象浮标网，从英国MAREX公司引进了8套DS14型3m圆盘式浮标，同时在“七五”重点科技攻关项目中，研制了FZF2-1型10m圆盘式浮标和FZS1-1型3m圆盘式浮标，浮标工作得到了较为迅速的发展。

1986年完成FSS1-2型千米测流潜标系统的研制工作，基本掌握了系统设计、制造、布放、回收等技术；“七五”期间开展了深海测流潜标系统实用技术研究，使潜标系统的相关技术得到了较大的发展，提高了潜标系统对船舶的适应性和海区适应性。

并在中日联合黑潮调查中，多次应用了海洋调查潜标系统。

国家海洋技术中心主要研发在特殊环境下的浮标的研究，其主要方面有：1.小型多参数海洋环境监测浮标在“十五”863国家高新技术发展计划资助下国家海洋技术中心研制成功了3m直径多参数海洋环境监测浮标。

该浮标继承了技术中心原有的浮标技术基础，并充分跟踪借鉴国际先进的浮标技术，采用小型圆盘形标体，具有以下一些特点：（1）小型化、多参数和水文剖面参数测量：计算机技术、低功耗和太阳能技术的应用，使得浮标装载的测量仪器设备实现了小型化和低功耗，给浮标小型化提供了足够的空间，并实现了多参数观测，同时有较好的水动力特性，能较为方便地满足水文剖面监测对浮标的要求。

大大减小了浮标的制造和运行费用，使用方便、灵活，易于运输。

（2）首次使用了国际上先进的弹性绷紧系留系统：利用连接在系留系统中的弹性元件的调节作用，使系留索处于绷紧状态。

浮标始终运动在水面，随波性良好，使波浪参数的测量更加准确；（3）应用感应耦合数据传输技术，进行水下CTD剖面测量数据实时传输：采用技术先进的感应耦合传输式温盐深传感器，安装在水下系留索的不同深度，利用包塑系留钢索与海水构成感应回路，通过系留缆将测量数据传输到浮标数据舱内，实现了从水面到水下的立体实时观测。

（4）性能优越的低功耗高可靠数据采集处理器。

（5）ADCP应用于小型浮标进行海流剖面测量：主要监测参数如下：风速、风向、气温、湿度、气压、表层温度、盐度、剖面温度、盐度、波浪参数、海流剖面等。

2.极区海洋环境自动监测浮标在国家863高科技研究发展计划的资助下，国家海洋技术中心联合国家海洋局极地考察办公室，研制的极区海洋环境自动监测浮标，能够在极区寒冷条件下工作，既可布放在浮冰上，也可漂浮在水中，采用ARGOS通讯方式，并能跟踪定位、探测气温、气压、风向风速、冰温参数和冰下达50米深度的温盐的多层参数。

我中心研制的极区浮标参加了由极地考察办公室负责组织的我国第2次北极科学考察，成功地布放在北极，并获得了大量的观测数据。

极区浮标在国内属首次研制，全部设计具有自我知识产权，总体技术指标与国外类似浮标相当。

3.自持式剖面循环探测漂流浮标自持式剖面循环探测漂流浮标是近年来国际上出现的新的调查设备，采用拉格朗日法对海洋次表层温度、盐度进行剖面测量，布放后它自动潜入水下2000米以内的等密度层，随海流保持中性漂浮，到达预定时间仪器自动上浮直至水面，在攀升过程进行温度、盐度剖面测量。

到达水面后，通过Argos卫星系统将采集的测量及定位数据传送给用户。

然后仪器自动下沉到预定深度，重新开始下一个循环过程。

该浮标在Argo计划的推动下得到了较快的发展，但目前仅有美国和法国有商业化产品。

在国家863高新技术发展计划的资助下，国家海洋技术中心开展了该浮标的研制工作，基本掌握了浮标设计、制造的关键技术，解决了浮标壳体的密封耐压、液压驱动系统、浮标的自动潜入、上浮和定深控制、Argos卫星通讯、浮标配重标定方法等技术难题，研制成功了可视深度模拟压力实验槽。

目前已完成了样机制造，正在进行海上试验和改进工作，具备了一定的技术基础。

4. H/HQB型海洋潜标系统“九五”期间海洋技术中心开展了H/HQB型海洋潜标系统研制工作，2000年完成海上试验，同年通过有关部门的设计定型审查，在我国南海北部及巴士海峡海域连续8套次的实际使用中，系统回收率达到100%，获取资料数百万组，最大布放深度达到4700米。

使我国的潜标技术进入了实际应用阶段，在潜标系统的设计、制造、布放回收等主要技术方面已接近国际先进水平，具备了研制、生产覆盖我国领海和周边海域的潜标系统的能力。

该潜标采用在主浮体上安装ADCP的方法，解决了潜标主浮体以上浅表层海流测量问题；编制了潜标在海流作用下的姿态及系统张力计算软件，可方便的进行潜标的设计计算；研制生产了潜标系统的关键仪器——QFS1-2A型声学应答释放器。

5.防拖网坐底式海洋调查潜标防拖网坐底式海洋调查潜标平台是近年来，国外发展起来的又一种浅海海洋调查装备，布放于海底，利用安装的ADCP海流剖面仪，向上测量海流剖面。

并可通过声学释放装置和浮力块进行回收。

坐底式海洋调查潜标系统主要由防拖网底座、仪器设备安装框架、浮力部件、声学应答释放器、释放结构、测量仪器、雷达信标机及声学指令发射接收机等组成。

海洋技术中心跟踪国际先进技术，开展了防拖网坐底式海洋调查潜标的研制工作。

解决了小型声学应答释放器、浮力部件和防拖网结构件等的设计、制造等关键技术。

6.实时传输海洋潜标系统在“十五”863国家高新技术发展计划的资助下，国家海洋技术中心联合中船重工集团710研究所开展了实时传输海洋潜标系统的研制工作。

该潜标具备将海洋环境测量数据通过可自动补充的水面通讯浮标与卫星双向通讯，实时传输到岸站的功能。

潜标系统可搭载ADCP、海流计、温度链等海洋测量设备，进行0～200m海流剖面测量和1000m盐温深流测量。

最大使用海域水深4000m，水下服役期210天，测量数据的存储能力大于210天。

7.极区剖面测量系统在“十五”863国家高新技术发展计划的资助下，开展了极区剖面测量系统研制工作。

在潜标系留中使用自动升降剖面测量仪，将测量仪器集成在一中性浮力的载体中，并按设定程序沿系留索上下往返移动进行测量。

可以对海洋水文剖面环境微结构进行测量，同时减少了测量仪器数量，简化了布放回收工作。

海洋技术中心于2003年完成了其关键技术——自动升降平台的研究，并在千岛湖进行了连续三天的自动升降实验，平台移动速度20～25cm/s。

目前在863国家高新技术发展计划的进一步资助下，正在研制开发具有温盐深和海流剖面测量功能、水下声学数据传输功能、适于极区冰盖下使用的系缆式剖面仪。

该系统最大布放使用水深可达5000米，剖面测量水深1500米，水下服役期3年。

剖面仪搭载海流计和CTD，进行海流和温盐深的剖面测量，每个剖面的测量数据通过水下声学数据通讯传输到主浮体中存储，在极地调查时，再通过水下声学数据通讯提取主浮体中存储的测量数据。