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1、 海洋观测浮标通用技术要求（试行）1 范围本要求规定了海洋观测浮标的系统组成、技术要求、检验方法及标志、包装、运输和贮存的要求。本要求适用于海洋观测网业务化应用的海洋观测浮标的采购、检验和评估。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。CB/T 3855 海船牺牲阳极保护阴极设计和安装GB/T 13972-2010 海洋水文仪器通用技术条件GB/T 14914 海滨观测规范HY/T 143-2011 小型海洋环境监测浮标HY/T 142-2011 大型海洋环境监
2、测浮标3 术语和定义3.1 海洋观测浮标锚泊在特定海区对该海区的水文、气象等要素进行定点、自动、长期、连续观测并定时发送资料的浮标。3.2 浮标检测仪一种配备浮标专用检测软件，可对浮标进行工作参数设置及功能检测的设备。3.3 浮标接收岸站接收海洋观测浮标发送或者通过数据平台中转的测量数据的地面接收设备和设施。4 系统组成4.1 基本组成海洋观测浮标由浮标体、数据采集器、安全系统、浮标检测仪、传感器、通信系统、供电系统、锚系、浮标接收岸站（以下简称岸站）九部分组成。4.2 浮标体为浮标提供浮力支撑，同时也作为仪器搭载平台，由塔架、标体、配重组成。4.3 数据采集器按照设定的工作时序，自动采集、处
3、理、存储观测数据，并将处理后的数据通过无线通信方式实时发送到岸站。4.4 安全系统具有警示、防雷、发现浮标移位、开舱、进水的功能，由雷达反射器、避雷针、卫星定位系统、开舱、进水传感器组成。4.5 浮标检测仪对浮标进行设置、调试和检测。4.6 传感器包括风、空气温度、相对湿度、气压、水温、盐度、波浪、海流传感器等。4.7 通信系统采用短波、超短波、蜂窝移动通信或卫星等通信方式，将观测数据传输到岸站，由天线和通讯模块或一体化通讯设备组成。4.8 供电系统为浮标的长期连续工作提供电源，由太阳能电池板、免维护蓄电池和充放电控制器组成。4.9 锚系提供稳定的系泊力，使浮标能够在恶劣的海洋环境中长期系泊定
4、位，由锚链、连接件、锚等组成，根据使用目的、深度和布放海区的不同，有时会用到系留缆、包塑钢丝绳等。4.10 岸站接收来自海上浮标发送的数据，并对数据进行处理，具有保存、显示、查询、生成报表、报警提示等功能，由配套设施、通信设备、数据处理计算机和专业软件组成。5 技术要求 5.1 观测要素、时次、单位和准确度5.1.1 观测要素观测要素一般包括：风、气压、空气温度、相对湿度、水温、盐度、海流、波浪。其它观测要素可根据需要增加。5.1.2 观测时次所有观测要素除特殊要求，应一小时观测一次，并在整点前完成观测，各要素采集结束时间应尽量靠近整点。5.1.3 观测单位和测量准确度5.1.3.1 风速的单
5、位为米/秒（m/s）。当风速不大于5.0m/s时，测量的准确度为0.5m/s；当风速大于5.0m/s时，测量的准确度为5%。5.1.3.2 风向的单位为度（），正北为0顺时针计量。测量的准确度规定为两级：一级为5；二级为10。5.1.3.3 气压的单位为百帕(hPa)。测量的准确度规定为三级：一级为0.1h Pa；二级为0.5hPa；三级为1hPa。5.1.3.4 空气温度的单位为摄氏度()。测量的准确度规定为两级：一级为0.2；二级为0.5。5.1.3.5 相对湿度以百分率(%) 表示。当相对湿度大于80%时，测量的准确度为8%；当相对湿度小于或等于80%时，测量的准确度为4%。5.1.3.
6、6 水温的单位为摄氏度()。测量的准确度规定为三级：一级为0.02；二级为0.05；三级为0.2。5.1.3.7 盐度测量准确度规定为三级：一级为0.02；二级为0.05；三级为0.2。 5.1.3.8 波高的单位为米(m)。准确度规定为两级；一级为10%；二级为15%。5.1.3.9 波周期的单位为秒(s)。准确度为0.5s。5.1.3.10 波向的单位为度()。准确度规定为两级：一级为5；二级为1 0。5.1.3.11 海流观测应达到表1规定的准确度要求。表1 海流观测准确度流速（cm/s）水深（m）准确度流速流向1002005cm/s52003cm/s1002005%2003%5.2 浮
7、标体5.2.1 浮标体吊点、拖点、锚系点应做受力分析和强度试验，并取得试验报告。5.2.2 浮标体密封舱体应做密性试验，并取得试验报告。5.2.3 仪器安装平台周围应有防护，在浮标布放、回收及维护过程保护传感器等设备。5.2.4 钢制浮标体外舷侧应有防护，对浮标体进行保护。5.2.5 钢制浮标体应保证在一个至两个水密舱室进水的情况下，浮标不会倾覆。5.2.6 暴露在海水或空气中的浮标体结构物表面应有良好的防护层。5.2.7 海水中不同金属间应采取隔离措施，防止直接接触，并按照CB/T 3855要求设置牺牲阳极，对浮标体进行保护。5.2.8 重量150kg以下浮标应设置便于人工搬运的把手。5.2
8、.9 浮标体的舱盖应有防盗措施。5.2.10 浮标体最大规格尺寸小于10m的，浮标体应每年维护一次；浮标体最大规格尺寸不小于10m的，可2年维护一次。5.3 数据采集器5.3.1 基本要求应具有多路模拟量（电压/电流）、频率量（或脉冲计数）和数字量数据采集能力，及智能传感器控制和数据采集能力，其中：模拟量和频率量测量准确度应比被测传感器测量准确度高4倍；模拟量输入通道应大于8路，频率量输入通道数应大于4路；串行接口宜采用RS232、RS422、RS485等接口标准，接口数量不小于8路。5.3.2 数据采集、处理和记录表2 数据采集方法和数据处理项目数据采集数据处理数据记录风速每3s采集一次，作
9、为瞬时风速和相应风向；整点前连续采样10分钟计算连续采样10min风速和相应风向的平均值作为该时次的平均风速和平均风向。10min内采样到的最大风速值作为该时次的瞬时最大风速值，对应的风向为瞬时最大风向，对应的开始采集时刻为瞬时最大风速出现的时刻风速记录到0.1m/s；风向记录取整数；静风时，风速记“0.0”，风向记“C”风向气压每3s采集一次，整点前连续采样1分钟经误差处理后，计算样本数据的平均值，作为该整点气压值气压记录到0.1hPa空气温度每3s采集一次，整点前连续采样1分钟经误差处理后，计算样本数据的平均值，作为该整点空气温度值空气温度记录到0.1相对湿度每3s采集一次，整点前连续采样
10、1分钟经误差处理后，计算样本数据的平均值，作为该整点相对湿度值相对湿度记录到整数波高波浪数据的采样周期应不大于0.5 s，连续采样数据不少于2048组，整点前连续采样时间应大于17min波高和波周特征值符合GB/T 14914中 6.2.4.2的定义波向的特征值为连续采样数据的矢量合成后所指的方向波高记录到0.1m；周期记录到0.1s；波向记录到1波周期波向水温每3s采集一次，整点前连续采样1分钟经误差处理后，计算样本数据的平均值，作为该整点水温值水温记录到0.1，水温在0以下时，记录数值前加“-”号盐度每3s采集一次，整点前连续采样1分钟经误差处理后，计算样本数据的平均值，作为该整点盐度值盐
11、度记录到0.1流速连续观测时间应不小于5min，采样数据不少于100组经误差处理后，计算样本数据的平均值，作为该整点流速和流向值流速记录到1cm/s；流向记录到1流向5.3.3 外部接口要求数据采集器中用于连接传感器、通信设备、电源和其他外部设备的接口应标明接口的含义，接口应有冗余。5.3.4 浮标存储能力要求应具备存储1年观测数据的能力。5.3.5 浮标时钟准确度海洋观测浮标时钟应采用北京时，24小时制，年最大允许误差30s。5.3.6 参数设置及检测5.3.6.1 应能对工作参数进行设置，包括：采样间隔、传感器类型、传感器参数、传感器工作状态、通信方式、接口参数、传输内容、传输频次、日期、
12、时间及站位信息等。5.3.6.2 应能查询测量参数、日期、时间站位信息和系统各部分的工作状态。5.3.6.3 应具有系统自检（包括数据采集器状态、通信接口、传感器接口、通讯信号强弱检测）、远程检测和故障诊断隔离能力，故障应定位到可更换单元。5.4 安全系统5.4.1 应防雷击。5.4.2 应安装警示标志，避免船舶碰撞。5.4.3 应能够发现浮标移位，卫星定位系统定位误差不大于50m。5.4.4 应能够发现浮标开舱、进水。5.4.5 开仓、进水报警传感器应至少安装2套。5.5 浮标检测仪浮标检测仪是对浮标进行设置、调试和检测的仪器，应具备如下功能： 检查和设置系统参数； 检测传感器； 检测存储器
13、； 检测通信传输； 检测其他硬件设备。5.6 传感器5.6.1 传感器输出信号应满足表3的要求，其中：输出信号是模拟电压的为模拟量传感器；是频率的为频率量传感器；是若干位高低电平组合的为数字量传感器；具有双向通信、标准化数字输出的为智能传感器。表3 传感器输出信号要求序号测量要素可应用传感器形式智能传感器接口1风频率量、模拟量、数字量、智能传感器宜采用RS232、RS422、RS485接口2空气温度模拟量、智能传感器3气压模拟量、智能传感器4相对湿度模拟量、智能传感器5方位智能传感器6水温智能传感器7盐度（电导率）智能传感器8波浪智能传感器9海流智能传感器5.6.2 传感器应满足GB/T 13
14、972-2010 海洋水文观测仪器通用技术条件，同型号传感器应在海洋环境下有1年以上的应用，满足业务化应用要求。5.6.3 计量检定合格，且在检定期内。5.6.4 在满足业务化观测的情况下，优先推荐功耗较低的传感器。5.6.5 信号传输距离应大于15m。5.6.6 风传感器应安装于浮标塔架顶部，四周无障碍、不挡风的位置。5.6.7 空气温度和相对湿度传感器应安装在防辐射罩内，尽量避免周围热源和辐射的影响。5.6.8 气压传感器应安置在温度少变、没有热源、不直接通风处。5.6.9 表层水温、表层盐度测量传感器应安装于海水表面至水下0.5m深度范围内。5.6.10 应安装一台备份风传感器。5.7 通信系统5.7.1 采用卫星、蜂窝移动通信、短波/超短波或微波等无线通信方式传输观测数据，可根据实际海域信号状况及传输距离选择其中2种或以上。5.7.2 通信系统接口应采用标准RS232接口。5.7.3 浮标发送的参数可包括海洋水文测量参数、海洋气象测量参数、浮标工作状态参数及扩展数据。海洋水文测量参数包括波浪、水温、盐度、海流及深度；海洋气象测量参数包括风、空
