基于铱星通信的内波观测实时传输潜标系统设计与实现
发布时间：2023-05-13 17:20
内波是南海北部海域常见的一种海洋现象,它对海洋资源的开发、国家海洋安全的维护以及海洋环境的变化都有巨大的影响,而长期、定点、连续、准确的监测海洋环境要素是进行内波观测的关键。内波观测实时传输潜标系统就是对海洋定点垂直剖面进行现场观测的设备,它通过潜标技术、浮标技术和卫星通信技术相融合的方式将获取的垂直剖面海洋环境数据通过卫星发送出来,实现对南海内波的预警预报功能。论文介绍国内外几种典型的潜标技术,分析其各自不同的特点和适用环境,通过综合分析对比后确定将传统自容式潜标与海面通信浮标相结合的方案,并提出本文的主要研究内容。在对潜标系统的研究中,对整个系统和系统关键部分进行了分别说明。在对整个系统的介绍中:根据南海海域的水文状况提出系统技术指标并确定潜标系统的通信工作流程;针对南海内波的特点对系统布放位置和系统搭载仪器进行确定;对目前几种常用的通信卫星进行技术对比,确定将铱星通信卫星系统作为实时传输数据通信卫星系统。在系统关键部分设计中对潜标系统的海面通讯浮标、电池舱以及系统浮力与姿态三个主要部分进行分析设计,确保潜标系统能够安全稳定地进行定点垂直剖面海洋环境要素的采集和传输。在对实时通信链...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究的背景和意义
1.2 潜标研究现状
1.2.1 国外潜标研究现状
1.2.2 国内潜标研究现状
1.3 课题主要研究内容
2 总体方案设计
2.1 潜标系统总体概况
2.2 潜标系统技术指标
2.3 潜标系统通讯工作流程
2.4 潜标系统布放位置选择
2.5 系统观测仪器选择
2.5.1 声学多普勒流速剖面仪
2.5.2 温盐深仪
2.6 系统通讯卫星的选择
2.7 本章小结
3 潜标系统总体结构设计和主要部件性能分析
3.1 潜标系统总体结构设计
3.2 海面通信浮标的结构设计与性能分析
3.2.1 海面通讯浮标的结构设计与优化
3.2.2 海面通信浮标的初稳性校核
3.2.3 海面通信浮标固有频率计算
3.2.4 海面通信浮标的一阶波浪力仿真分析
3.3 电池舱的结构设计及保温性能分析
3.3.1 电池舱结构设计
3.3.2 电池舱材料的选择与计算
3.3.3 电池舱稳定性校核
3.3.4 电池舱稳定性模拟分析
3.3.5 电池舱温度场分析
3.4 潜标系统水下姿态分析
3.4.1 潜标姿态模型建立及净浮力分析
3.4.2 潜标系统流体阻力计算
3.5 本章小结
4 潜标系统实时通信链路设计
4.1 主控板硬件设计
4.1.1 主控板元器件选型
4.1.2 主控板电源设计
4.1.3 主控板功耗估算
4.1.4 主控板与信标端接口设计
4.1.5 主控板与传感器接口设计
4.1.6 主控板实物效果展示
4.2 信标板设计
4.2.1 信标板工作流程
4.2.2 信标板硬件设计
4.2.3 信标板控制单元
4.2.4 信标板储存单元
4.2.5 电源单元
4.2.6 铱星单元
4.2.7 信标板功耗估算
4.2.8 信标板实物效果展示
4.3 服务器软件设计
4.3.1 软件功能
4.3.2 铱星信标数据查询
4.3.3 设备状态监视
4.4 可靠性预计
4.5 本章小结
5 实验与布放
5.1 内波观测实时传输链路陆地调试
5.1.1 系统初始文件配置
5.1.2 实时传输链路设备的连接与调试
5.2 内波观测实时传输潜标海上布放
5.2.1 布放前陆地准备
5.2.2 布放路线的确定
5.2.3 潜标系统海上布放
5.2.4 潜标系统的测距与定位
5.3 数据处理分析
5.4 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3816233
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究的背景和意义
1.2 潜标研究现状
1.2.1 国外潜标研究现状
1.2.2 国内潜标研究现状
1.3 课题主要研究内容
2 总体方案设计
2.1 潜标系统总体概况
2.2 潜标系统技术指标
2.3 潜标系统通讯工作流程
2.4 潜标系统布放位置选择
2.5 系统观测仪器选择
2.5.1 声学多普勒流速剖面仪
2.5.2 温盐深仪
2.6 系统通讯卫星的选择
2.7 本章小结
3 潜标系统总体结构设计和主要部件性能分析
3.1 潜标系统总体结构设计
3.2 海面通信浮标的结构设计与性能分析
3.2.1 海面通讯浮标的结构设计与优化
3.2.2 海面通信浮标的初稳性校核
3.2.3 海面通信浮标固有频率计算
3.2.4 海面通信浮标的一阶波浪力仿真分析
3.3 电池舱的结构设计及保温性能分析
3.3.1 电池舱结构设计
3.3.2 电池舱材料的选择与计算
3.3.3 电池舱稳定性校核
3.3.4 电池舱稳定性模拟分析
3.3.5 电池舱温度场分析
3.4 潜标系统水下姿态分析
3.4.1 潜标姿态模型建立及净浮力分析
3.4.2 潜标系统流体阻力计算
3.5 本章小结
4 潜标系统实时通信链路设计
4.1 主控板硬件设计
4.1.1 主控板元器件选型
4.1.2 主控板电源设计
4.1.3 主控板功耗估算
4.1.4 主控板与信标端接口设计
4.1.5 主控板与传感器接口设计
4.1.6 主控板实物效果展示
4.2 信标板设计
4.2.1 信标板工作流程
4.2.2 信标板硬件设计
4.2.3 信标板控制单元
4.2.4 信标板储存单元
4.2.5 电源单元
4.2.6 铱星单元
4.2.7 信标板功耗估算
4.2.8 信标板实物效果展示
4.3 服务器软件设计
4.3.1 软件功能
4.3.2 铱星信标数据查询
4.3.3 设备状态监视
4.4 可靠性预计
4.5 本章小结
5 实验与布放
5.1 内波观测实时传输链路陆地调试
5.1.1 系统初始文件配置
5.1.2 实时传输链路设备的连接与调试
5.2 内波观测实时传输潜标海上布放
5.2.1 布放前陆地准备
5.2.2 布放路线的确定
5.2.3 潜标系统海上布放
5.2.4 潜标系统的测距与定位
5.3 数据处理分析
5.4 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
致谢
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本文编号：3816233
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