《海洋資料浮標(biāo)原理與工程（精）》以復(fù)雜系統(tǒng)論、信息論、力學(xué)、海洋學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合海洋資料浮標(biāo)詳細(xì)闡述了海洋動(dòng)力環(huán)境浮標(biāo)監(jiān)測(cè)技術(shù)理論及其相關(guān)的觀測(cè)、通信等技術(shù)體系。之后，詳細(xì)介紹了浮標(biāo)總體設(shè)計(jì)及其各子系統(tǒng)（浮標(biāo)體、錨系、數(shù)據(jù)采集與控制、通信、供電、傳感器等）的原理及設(shè)計(jì)，并配合詳實(shí)的示例。
《海洋資料浮標(biāo)原理與工程（精）》涉及海洋資料浮標(biāo)及海洋觀測(cè)技術(shù)方面的眾多最新的理論和技術(shù)問(wèn)題，不僅可供海洋科學(xué)研究、海洋觀測(cè)技術(shù)探索、海洋資料浮標(biāo)研發(fā)的學(xué)者、工程技術(shù)人員閱讀，也可供我國(guó)海洋、氣象業(yè)務(wù)管理部門參考。
由王軍成編著的《海洋資料浮標(biāo)原理與工程(精)》在論述了海洋資料浮標(biāo)理論基礎(chǔ)及技術(shù)體系后，詳細(xì)介紹了浮標(biāo)總體設(shè)計(jì)及其各子系統(tǒng)（浮標(biāo)體、錨系、數(shù)據(jù)采集與控制、通信、供電、傳感器等）的原理及設(shè)計(jì)，配合以詳實(shí)的示例介紹，便于讀者對(duì)浮標(biāo)從理論到技術(shù)再到應(yīng)用的系統(tǒng)的了解，以及從總體到分支的掌握。
海洋資料浮標(biāo)是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和海洋開發(fā)的需要而發(fā)展起來(lái)的一種現(xiàn)代化的“海洋水文氣象參數(shù)綜合觀測(cè)系統(tǒng)”，能夠長(zhǎng)期、定點(diǎn)、連續(xù)、實(shí)時(shí)、全天候自動(dòng)觀測(cè)海洋水文與氣象等各種要素，直接為海洋預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)、海洋資源開發(fā)、海上交通、海上軍事活動(dòng)服務(wù)。
“十一五”期間，我國(guó)已經(jīng)建立起了規(guī)模化的“海洋資料浮標(biāo)網(wǎng)”。截止2012年，由國(guó)家海洋局主管的“海洋資料浮標(biāo)網(wǎng)”和由中國(guó)氣象局主管的“海洋氣象網(wǎng)”及各地方單位、專項(xiàng)需求建立的海上觀測(cè)點(diǎn)，合計(jì)達(dá)92個(gè)，遍布我國(guó)各海域。先后有100多套海洋資料浮標(biāo)在海上業(yè)務(wù)化運(yùn)行，為我國(guó)的海洋環(huán)境預(yù)報(bào)、災(zāi)害預(yù)警、海洋開發(fā)和保護(hù)發(fā)揮著重要作用，是我國(guó)目前近海域海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要手段。
本書總結(jié)了國(guó)內(nèi)外海洋資料浮標(biāo)發(fā)展的概況，特別是我國(guó)資料浮標(biāo)不同時(shí)期技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)。重點(diǎn)論述了將海洋資料浮標(biāo)這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的相關(guān)理論有機(jī)結(jié)合成理論體系，并進(jìn)行了深入的研究，以系統(tǒng)論、信息論、力學(xué)、海洋學(xué)為理論基礎(chǔ)，應(yīng)用于海洋資料浮標(biāo)工程的研究與設(shè)計(jì)，反映了經(jīng)幾十年實(shí)踐形成的“海洋動(dòng)力環(huán)境資料浮標(biāo)監(jiān)測(cè)技術(shù)理論”及相關(guān)的技術(shù)體系。
本書在論述海洋資料浮標(biāo)理論基礎(chǔ)及技術(shù)體系后，詳細(xì)介紹了資料浮標(biāo)總體設(shè)計(jì)及其各子系統(tǒng)（浮標(biāo)體、錨系、數(shù)據(jù)采集與控制、通信、傳感器、供電等）的原理、設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用。
書中涉及到的我國(guó)資料浮標(biāo)發(fā)展歷程與技術(shù)進(jìn)步，是以大型資料浮標(biāo)為主要素材（兼顧其他），因?yàn)槲覈?guó)目前海洋監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的主要是大型資料浮標(biāo)；論述的主要技術(shù)、性能、指標(biāo)是以“十五”以來(lái)國(guó)家“863”創(chuàng)新研究及成果定型的資料浮標(biāo)為主撰寫的。
筆者從事海洋資料浮標(biāo)技術(shù)的研究工作30年，主持了國(guó)家“七五”、“八五”、“九五”、“十五”4個(gè)五年計(jì)劃海洋資料浮標(biāo)的持續(xù)研發(fā)，見證了我國(guó)資料浮標(biāo)技術(shù)發(fā)展的歷程。幾十年來(lái)為資料浮標(biāo)的發(fā)展，兢兢業(yè)業(yè)地潛身研究，不畏海上風(fēng)濤惡浪的艱辛與風(fēng)險(xiǎn)。推動(dòng)了浮標(biāo)技術(shù)的進(jìn)步，構(gòu)建了我國(guó)大型海洋資料浮標(biāo)的技術(shù)體系。該書的出版是筆者對(duì)從事資料浮標(biāo)事業(yè)的總結(jié)，更是眷戀，也愿成為后繼從事這方面工作人的基石。
本書在撰寫過(guò)程中，得到山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所的大力支持，特別是該所的海洋資料浮標(biāo)研究室（第八研究室、第九研究室）、船舶氣象研究室（第一研究室）、水聲研究室（第五研究室）的鄭軼、王東明、劉世萱、袁新、漆隨平、陳世哲、王振、毛玉峰、范秀濤、宋文杰、王中秋、王亞洲、厲運(yùn)周的大力幫助，值此謹(jǐn)向他們表示衷心感謝！
本書可供從事海洋技術(shù)與管理的同志及大專院校海洋工程專業(yè)的人員參閱。
由于水平有限、在本書編寫過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤和疏漏，敬請(qǐng)讀者指正！
第1章 緒論
1．1 海洋資料浮標(biāo)概述
1．2 海洋資料浮標(biāo)發(fā)展史
1．3 海洋資料浮標(biāo)在中國(guó)的應(yīng)用
第2章 海洋資料浮標(biāo)系統(tǒng)理論及技術(shù)體系
2．1 復(fù)雜系統(tǒng)理論
2．2 浮標(biāo)的力學(xué)理論
2．3 系留索的力學(xué)理論
2．4 海洋動(dòng)力環(huán)境浮標(biāo)監(jiān)測(cè)技術(shù)理論
2．5 海洋資料浮標(biāo)技術(shù)體系
2．6 海洋資料浮標(biāo)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
第3章 海洋資料浮標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)成及總體設(shè)計(jì)
3．1 海洋資料浮標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)成
3．2 典型海洋資料浮標(biāo)
3．3 海洋資料浮標(biāo)總體設(shè)計(jì)
第4章 海洋資料浮標(biāo)結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)
4．1 概述
4．2 浮標(biāo)體的性能計(jì)算
4．3 浮標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4．4 浮標(biāo)風(fēng)洞試驗(yàn)
4．5 浮標(biāo)模型水池試驗(yàn)
4．6 典型浮標(biāo)體（10 m圓盤形浮標(biāo)）設(shè)計(jì)
第5章 海洋資料浮標(biāo)錨系原理與設(shè)計(jì)
5．1 概述
5．2 錨系的系留方式及結(jié)構(gòu)形式
5．3 錨系的基本組成部分
5．4 浮標(biāo)錨系的設(shè)計(jì)
第6章 海洋資料浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)
6．1 概述
6．2 數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)的分類
6．3 數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)的基本參數(shù)及構(gòu)成
6．4 浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6．6 浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)的研制
第7章 海洋資料浮標(biāo)通信子系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)
7．1 概述
7．2 浮標(biāo)系統(tǒng)對(duì)通信子系統(tǒng)的要求
7．3 海洋資料浮標(biāo)常用通信方式分類
7．4 衛(wèi)星通信系統(tǒng)
7．5 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信
7．6 無(wú)線電通信
7．7 數(shù)據(jù)壓縮與解壓縮方法
第8章 海洋資料浮標(biāo)電源子系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)
8．1 概述
8．2 浮標(biāo)供電設(shè)計(jì)原則及形式
8．3 能源補(bǔ)充方式
8．4 一次性電池供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
8．5 太陽(yáng)能組合供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第9章 海洋資料浮標(biāo)傳感器子系統(tǒng)原理及設(shè)計(jì)
9．1 概述
9．2 海洋資料浮標(biāo)傳感器技術(shù)指標(biāo)
9．3 海洋資料浮標(biāo)對(duì)傳感器的要求
9．4 海洋資料浮標(biāo)用傳感器分類及目前常用傳感器
9．5 助航類設(shè)備
9．6 傳感器子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型實(shí)例
第10章 海洋資料浮標(biāo)的試驗(yàn)與聯(lián)調(diào)
10．1 海洋資料浮標(biāo)傳感器的標(biāo)定試驗(yàn)
10．2 海洋資料浮標(biāo)的環(huán)境試驗(yàn)
10．3 海洋資料浮標(biāo)的實(shí)驗(yàn)室聯(lián)調(diào)與試驗(yàn)
10．4 海洋資料浮標(biāo)的近岸（碼頭）聯(lián)調(diào)
10．5 海洋資料浮標(biāo)的近海試驗(yàn)
第11章 海洋資料浮標(biāo)的布放、回收作業(yè)及典型應(yīng)用案例
11．1 海洋資料浮標(biāo)的布放、回收作業(yè)
11．2 海洋資料浮標(biāo)典型應(yīng)用
11．3 浮標(biāo)研制經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
主要參考文獻(xiàn)
附錄10 m海洋資料浮標(biāo)性能曲線
版權(quán)頁(yè)：
插圖：
戰(zhàn)期間，為了反潛的需要，美英技術(shù)專家為同盟國(guó)飛機(jī)發(fā)明了空投聲吶浮標(biāo)。飛機(jī)把浮標(biāo)投向懷疑有潛艇的水域，浮標(biāo)上的音響裝置就會(huì)尋找潛艇，浮標(biāo)上的無(wú)線電自動(dòng)發(fā)報(bào)機(jī)能把探測(cè)結(jié)果發(fā)射給飛機(jī)。這時(shí)期的浮標(biāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅在浮標(biāo)下面懸掛單個(gè)自記測(cè)量?jī)x，屬于專用型浮標(biāo)。第二次世界大戰(zhàn)后，在國(guó)際民間航空組織（ICAO）的倡導(dǎo)下，在北半球設(shè)置了13個(gè)“天氣船”觀測(cè)站（北大西洋9個(gè)、北太平洋4個(gè)），從1947年起陸續(xù)開始觀測(cè)，但是由于它耗費(fèi)太大（估計(jì)每個(gè)站的年維持費(fèi)至少要300萬(wàn)美元）。因此，有關(guān)國(guó)家考慮研制浮標(biāo)，敷設(shè)海洋資料浮標(biāo)站網(wǎng)來(lái)達(dá)到海洋觀測(cè)的目的。
20世紀(jì)60年代和70年代是國(guó)外海洋資料浮標(biāo)技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)期。在從20世紀(jì)60年代開始，許多發(fā)達(dá)國(guó)家把浮標(biāo)研制工作納入國(guó)家計(jì)劃，在人力、物力和財(cái)力等方面都給予保證，浮標(biāo)技術(shù)獲得飛躍發(fā)展。60年代初，對(duì)浮標(biāo)殼體進(jìn)行了專門論證，通過(guò)對(duì)各種浮標(biāo)殼體形狀、尺寸和穩(wěn)定性等方面的分析、比較，確認(rèn)12 m直徑的圓盤型殼體為最佳。設(shè)計(jì)的錨系有單點(diǎn)錨泊和多點(diǎn)錨泊兩種，單點(diǎn)錨泊多用于深海，多點(diǎn)錨泊則用于淺海區(qū)域，錨系選用人造合成材料或金屬材料，前者易遭魚咬，后者易受腐蝕。采用微處理機(jī)和盒式記錄器，記錄和處理數(shù)據(jù)資料。這時(shí)期的傳感器，主要是對(duì)風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓和表層水溫等幾項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量。浮標(biāo)獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電通信發(fā)送到岸站。到60年代末，美國(guó)研制出4個(gè)直徑為12 m的大型遙測(cè)實(shí)驗(yàn)浮標(biāo)，布設(shè)在大西洋和墨西哥灣。由于受技術(shù)條件和經(jīng)費(fèi)問(wèn)題限制，浮標(biāo)技術(shù)進(jìn)展緩慢，在海上作業(yè)的浮標(biāo)數(shù)量少。通過(guò)對(duì)造價(jià)等因素考慮，到1974年確定了在資料浮標(biāo)網(wǎng)中所采用3種類型的浮標(biāo)殼體：排水量分別為90 t和52 t、直徑為12 m和10 m的鋼制圓盤型殼體浮標(biāo)；排水量為8.7 t、長(zhǎng)6 m的船型殼體浮標(biāo)。加拿大通過(guò)引進(jìn)美國(guó)技術(shù)，在1976年就完成建造了幾種錨泊浮標(biāo)和漂流浮標(biāo)，錨泊浮標(biāo)布設(shè)在緬因?yàn)澈臀宕蠛�，用于自�?dòng)觀測(cè)站。到20世紀(jì)20年代中期，錨泊浮標(biāo)趨于定型，浮標(biāo)主要由浮標(biāo)體、錨系、微處理器系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、電源設(shè)備、通信設(shè)備等幾部分組成；到20世紀(jì)20年代末，發(fā)展了適用于深海、不受海底影響的倒懸鏈錨浮標(biāo)，用于在近海和大湖區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，基本上能夠在比較惡劣的海區(qū)使用。通過(guò)采用新器件，浮標(biāo)的可靠作業(yè)天數(shù)在1979年達(dá)到165 d。
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