2023自動剖面漂流浮標海上比測方法

自動剖面漂流浮標海上比測方法II目 次前言 II112范引文件 13語定義 14驗15器26驗27驗38驗據(jù)49驗6附錄A（范）自剖面流標測息件 8附錄B（范）自剖面流標據(jù)量制 11附錄C（料）CTD觀測錄表 15附錄D（料）自剖面流標查表 16附錄E（料）自剖面流標感常清洗法 17附錄F（料）自剖面流標錄表 18附錄G（范）CTD現(xiàn)場準19附錄H（料）試報告式 20PAGEPAGE10自動剖面漂流浮標海上比測方法范圍本文件規(guī)定了自動剖面漂流浮標（以下簡稱“剖面浮標”）海上比測的試驗項目、儀器設(shè)備、試驗步驟、試驗數(shù)據(jù)處理和試驗報告等內(nèi)容。本文件適用于最大工作深度為2000m，觀測溫度、鹽度和壓力的自動剖面漂流浮標的海上試驗。其他類型剖面浮標可參考使用。下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2828.1計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分：按接收質(zhì)量限（AQL）檢索的逐批檢驗抽樣計劃GB/T12763.2海洋調(diào)查規(guī)范第2部分：海洋水文觀測下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1自動剖面漂流浮標autonomousdriftingprofiler3.2循環(huán)circle剖面浮標投放入水后根據(jù)程序設(shè)定，順序完成“下沉——定深漂流——繼續(xù)下潛——上浮和溫鹽深測量——水面數(shù)據(jù)傳輸”一個連續(xù)工作的過程。3.3 數(shù)據(jù)接收有效率receiveddatarate一個剖面實際接收到的非重復(fù)編碼數(shù)據(jù)條數(shù)與應(yīng)接收到的非重復(fù)編碼數(shù)據(jù)條數(shù)的百分比。3.4鹽度漂移salinitydrift由浮標攜帶的電導(dǎo)率傳感器計量特性的變化而引起示值在一段時間內(nèi)的連續(xù)或增量變化。試驗條件如下：2000m；454技術(shù)指標應(yīng)滿足表1的要求，在航次前后經(jīng)過計量檢定機構(gòu)校準，并在校準證書有效期內(nèi)使用。表1 實驗鹽計要術(shù)標技術(shù)要素技術(shù)指標鹽度測量范圍0.005～42鹽度準確度±0.002鹽度最大分辨率優(yōu)于0.0002水槽溫度精確度±0.02℃技術(shù)指標應(yīng)滿足表2的要求，在航次前后經(jīng)過計量檢定機構(gòu)校準，并在校準證書有效期內(nèi)使用。表2 溫鹽儀要術(shù)技術(shù)要素技術(shù)指標電導(dǎo)率測量范圍0ms/cm～70ms/cm溫度測量范圍-5℃～35℃壓力測量范圍0MPa～20MPa電導(dǎo)率初始精度±0.003ms/cm溫度初始精度±0.001℃壓力初始精度±0.015%F.S.被測剖面浮標提供的元文件應(yīng)符合附錄A的規(guī)定，被測剖面浮標觀測的數(shù)據(jù)文件應(yīng)符合附錄B的規(guī)定。不大于±0.02。剖面浮標觀測得到的剖面鹽度數(shù)據(jù)與周邊區(qū)域的氣候態(tài)鹽度客觀估計值之差小于2倍的客觀估計誤差。剖面浮標在下潛前觀測的壓力值不大于±0.025MPa。大于等于95%。100溫鹽深儀（以下CTD儀）投放前準備步驟如下：測試期間應(yīng)參見附錄C剖面浮標布放前準備步驟如下：或去離子水120m6mm)；DE的內(nèi)容，該步驟宜出海前在碼頭進行操作。CTD具體測試步驟和要求如下：4min～5minCTDCTD31.0m/s1.5m/s（）CTDm、1100、1200m、1300m、1400m1500m1600m1700、1800、1900m2000miSCSi和壓力值記為iCTD1000mGB/T12763.2CTDC；233數(shù)的算數(shù)平均值作為該層海水的標準鹽度示值SSSi。CTDCTD（具體測試步驟和要求如下：FQ/LB.□XXXXX-XXXX數(shù)據(jù)處理方法如下：11000m2000m（100m11TATi溫度、SATi鹽度和PATiCTD，CTDGCTD1000m2000100m）11iii式中：iii

SATC

SAT

SCS

（i=1,2…，11） (1)SATCi——被測剖面浮標觀測的第1剖面在1000m到2000m（每100m為一層）之間第i個觀測層上的鹽度示值誤差；SATi——被測剖面浮標觀測的第1剖面在1000m到2000m（每100m為一層）之間第i個SCSi——CTD1000到2000m（100m）i計算結(jié)果修約到小數(shù)點后三位。被測剖面浮標觀測的第1剖面分別在1000m到2000m（每100m為一層）之間11個剖面層測量的鹽度示值誤差SATCi的最大絕對值不大于0.02的鹽度準確度要求，則判定該項合格。iii被測剖面浮標布放后接收的剖面數(shù)據(jù)按公式（2）進行鹽度漂移計算。iii式中：

AD

SAD

SAE（i=1,2…，67） (2)iAD——浮標在選定剖面第i個觀測層上的鹽度漂移；iiSAD——浮標在選定剖面第i個觀測層上的鹽度值；iiSAE——對應(yīng)浮標位置周圍區(qū)域在第i個觀測層上的氣候態(tài)鹽度客觀估計值。i計算結(jié)果修約到小數(shù)點后三位。注：氣候態(tài)數(shù)據(jù)集選用2018年世界海洋圖集（WorldOceanAtlas2018，簡稱WOA18）由美國國家海洋數(shù)據(jù)中心（NationalOceanographicDataCenter,NODC）提供。用戶應(yīng)選觀測時間相似（不同年同一月份）、位置相鄰（1°×1°范圍內(nèi)）的WOA18資料，該資料包含氣候態(tài)鹽度客觀估計值和估計誤差。除第GB/T2828.1在樣本中發(fā)現(xiàn)鹽度漂移絕對值超過氣候態(tài)鹽度客觀估計誤差的數(shù)量小于等于合格判定數(shù)Ac，統(tǒng)計被測剖面浮標在海表面發(fā)完數(shù)據(jù)后開始下潛前測量的壓力值。被測剖面浮標在海表面的壓力值的絕對值不大于0.025MPa，則判定該項合格。（3）式中：

NNriRi0 (3)NR——浮標在整個工作期間的數(shù)據(jù)接收有效率；????——浮標在某一剖面的數(shù)據(jù)接收有效率；N——浮標的剖面數(shù)。計算結(jié)果修約到小數(shù)點后一位。被測剖面浮標在整個工作期間的數(shù)據(jù)接收有效率≥95%，則判定該項合格。待被測剖面浮標達到使用壽命后，統(tǒng)計被測剖面浮標完成的剖面數(shù)。被測剖面浮標完成的剖面數(shù)不小于100個，則判定該項合格。qH，/當需對試驗結(jié)果做出解釋時，宜記錄對檢測方法的偏離、增添或刪節(jié)以及特定檢測條件的信息，特定方法、客戶群體要求的附加信息。附錄A（規(guī)范性）自動剖面漂流浮標觀測信息文件剖面浮標元文件見表A.1。剖面浮標元文件參數(shù)名說明剖面浮標類型（PLATFORMTYPE）使用浮標的型號剖面浮標平臺號（PLATFORMTYPE）ARGOSPTTIMEI（BEIDOU）ID號。剖面浮標固件版本號（FIRMWAREREVISIONNUMBER）同一種剖面浮標根據(jù)不同功能或不同時期的固件或數(shù)據(jù)編碼格式不同，浮標設(shè)置的一個版本號。剖面浮標控制器編號（CONTROLLERSN）控制器編號浮標控制器類型（CONTROLLERBOARDTYPEPRIMARY）控制器類型浮標操作手冊版本號（MANUALVERSION）浮標操作手冊版本號設(shè)備編號（FLOATSERIALNO.）剖面浮標外部能看到的編號。通訊系統(tǒng)（TRANSMISSIONSYSTEM）銥星、ARGOS衛(wèi)星或北斗。定位系統(tǒng)（POSITIONINGSYSTEM）北斗或GPS定位。剖面浮標傳輸頻率（TRANSMISSIONFREQUENCY）浮標發(fā)送一條數(shù)據(jù)的頻率。剖面浮標制造商（PLATFORMMAKER）浮標制造商傳感器（SENSOR）浮標搭載傳感器的類型，如壓力、溫度、鹽度、電導(dǎo)率、溶解氧等傳感器制造商（SENSORMAKER）傳感器制造商，如SBEANNDERAADRUCK傳感器類型（SENSORMODEL）傳感器型號，如SBE41、SBE41CP、ANNDERAA_OPTODE_3930傳感器序列號（SENSORSERIALNO.）傳感器序列號傳感器校準公式（CALIBRATIONEQUATION）傳感器校準公式傳感器校準系數(shù)（CALIBRATIONCOEFFICIENTS）傳感器校準公式中的系數(shù)傳感器校準日期（CALIBRATIONDATE）傳感器校準日期電池類型（BATTERYTYPE）堿性或鋰電池電池組配置（BATTERYPACKS）浮標中電池組配置，數(shù)量和類型剖面浮標數(shù)據(jù)文件見表A.2。剖面浮標數(shù)據(jù)文件參數(shù)名說明水下漂移時的定時溫、鹽、壓，DRIFTPRESSURE(DBAR)DRIFTTEMPERATURE(DEGC)DRIFTSALINITY(PSU)在漂移深度上測量溫度、鹽度和所在壓力層。漂移深度上溫、鹽、壓的平均值、標準偏差、最大最小壓力等。MEANDRIFTTEMPERATURE(DEGC)MEANDRIFTPRESSURE(DBAR)STDDEVIATIONDRIFTTEMP(DEGC)STDDEVIATIONDRIFTPRESSURE(DBAR)MINIMUMDRIFTTEMPERATURE(DEGC)DRIFTPRESSUREWHENMINTEMP(DBAR)MAXIMUMDRIFTTEMPERATURE(DEGC)DRIFTPRESSUREWHENMAXTEMP(DBAR)MINIMUMDRIFTPRESSURE(DBAR)MAXIMUMDRIFTPRESSURE(DBAR)可選。表層壓力，SURFACEPRESSURE(DBAR)剖面浮標在海表面發(fā)完數(shù)據(jù)后開始下潛前測量的壓力。電壓、電流信息，BATTERYCURRENTAIRPUMPON(COUNTS)BATTERYVOLTAGEAIRPUMPON(COUNTS)BATTERYCURRENTBUOYANCYPUMPON(COUNTS)BATTERYVOLTAGEBUOYANCYPUMPON(COUNTS)壓、電流（用整數(shù)表示。內(nèi)部真空度INTERNALVACUUM(COUNTS)剖面浮標內(nèi)部真空度（整數(shù)表示。剖面浮標內(nèi)部柱塞泵位置SURFACEPISTONPOSITION(COUNTS)DRIFTPISTONPOSITION(COUNTS)BOTTOMPISTONPOSITION(COUNTS)內(nèi)部柱塞泵在剖面浮標不同運行階段的位置（整數(shù)表示。GPS定位所需時間，GPSFIXTIME(SECONDS)浮標完成定位所需要的時間。剖面浮標各階段時間表。DESCENTSTARTTIME(HHMMSS)DESCENTENDTIME(HHMMSS)PARKENDTIME(HHMMSS)時間、從漂移深度開始下潛停止時間、在最深處開始上浮時間、上浮到達海面開始通訊時間、開始定位的時間、發(fā)送最后一條數(shù)據(jù)時間、通訊結(jié)束時間ASCENTENDTIME(HHMMSS)TRANSMISSIONSTARTTIME(HHMMSS)FIRSTLOCATIONTIME(HHMMSS)LASTMESSAGETIME(HHMMSS)TRANSMISSIONENDTIME(HHMMSS)（UTC。剖面浮標的標準觀測層應(yīng)不少于表A.3中描述的觀測層次。標準觀測層次序號深度（m）序號深度（m）序號深度（m）1024175471000252520048105031026225491100415272505011505202827551120062529300521250730303255313008353135054135094032375551400104533400561450115034425571500125535450581550136036475591600146537500601650157038550611700167539600621750178040650631800188541700641850199042750651900209543800661950211004485067200022125459002315046950附錄B（規(guī)范性）自動剖面漂流浮標數(shù)據(jù)質(zhì)量控制剖面浮標的觀測日期和時間合理，年份應(yīng)大于1997，月份應(yīng)在1到12之間，日期應(yīng)在1到31之間，小時應(yīng)在0到23之間，分應(yīng)在0到59之間，秒應(yīng)在0到59之間。剖面浮標觀測位置的經(jīng)度應(yīng)在-180°～180°，緯度應(yīng)在-90°～90°。剖面浮標觀測的經(jīng)度和緯度應(yīng)位于海洋上。通過剖面浮標兩個鄰近剖面在海表面的位置和時間，計算出剖面浮標的漂移速度。剖面浮標的漂移速度應(yīng)不超過3m/s。浮標度鹽和力測數(shù)應(yīng)以范內(nèi)a) 壓力：-0.05MPa～+22b) 溫度：-2.5℃～+40.0c) 鹽度：2.0～41.010N,40E；20N50E；30N30E；10N40E30N,6W；30N,40E；40N,35E；42N,20E；50N,15E；40N,W；30N6W紅海度鹽的測應(yīng)在下圍a) 溫度：21℃～40b) 鹽度：2.0～41.0地中溫和度觀值應(yīng)以范內(nèi)a) 溫度：10.0℃～40.0℃；b) 鹽度：2.0～40.0浮標觀測剖面的壓力值應(yīng)是遞增，即由淺到深排列。利用以下的溫度和鹽度剖面計算公式B.1完成，即：??=?+??(B.1)式中：V——尖峰檢測值；V2——一個剖面中采樣觀測值中的尖峰值；V1——同一剖面與尖峰值相鄰的上一個采樣點觀測值；V3——同一剖面與尖峰值相鄰的下一個采樣點觀測值。溫度：當壓力小于5MPa，尖峰檢測值V應(yīng)不超過6.0℃；當壓力大于等于5MPa，尖峰檢測值V應(yīng)不超過2.0℃。鹽度：MPaV0.9；MPaV0.3該測試利用以下溫度和鹽度剖面計算公式B.2完成，即：V=?2(3+1)2? (B.2式中：V——梯度檢測值；V2——一個剖面中采樣觀測值中的尖峰值；V1——同一剖面與尖峰值相鄰的上一個采樣點觀測值；V3——同一剖面與尖峰值相鄰的下一個采樣點觀測值。溫度：當壓力小于5MPa，梯度檢測值V應(yīng)不超過9.0℃；當壓力大于等于5MPa，梯度檢測值V應(yīng)不超過3.0℃。鹽度：壓力小于5MPa，梯度檢測值V應(yīng)不超過1.5；壓力大于5MPa，梯度檢測值V應(yīng)不超過0.5。10℃、鹽度大于5數(shù)位翻轉(zhuǎn)：當剖面浮標存儲值超過了該數(shù)位的區(qū)域范圍時，存儲值會翻轉(zhuǎn)回此區(qū)域的低值。滯留值當觀測的溫度和鹽度在一條剖面上沒有變化時，該測試未通過。i該測試用于比較在一個剖面上兩個相鄰觀測層之間的位密。位密ρi(或者σi=ρi?1000)kg/m3P0.03kg/m3i該測試是通過相鄰2個剖面整體數(shù)據(jù)比對，如出現(xiàn)兩個完全相同的剖面數(shù)據(jù)，則該測試未通過。）20.0010.01對原始剖面溫鹽數(shù)據(jù)根據(jù)層厚（0.5MPa）進行平均以生成處理后的溫鹽數(shù)據(jù)。得到平均后的溫度和鹽度剖面之差的絕對值如下式B.3和B.4。ΔT=?_pfpou_o? (B.3式中：T_prof——當前剖面某一層的溫度數(shù)據(jù)；T_previous_prof——前一剖面同一層的溫度數(shù)據(jù)；△T——以上兩值的差值。ΔS=?Spf_pou_o? (B.4式中：S_prof——當前剖面某一層的鹽度數(shù)據(jù)；S_previous_prof——前一剖面同一層的鹽度數(shù)據(jù)；△S——以上兩值的差值。Mean(△T),max(△T),min(△T)；Mean(△S),max(△S),min(△S)；如果滿足以下條件，則該測試未通過：max(△T)<0.3；min(△T)<0.001；mean(△T)<0.02；max(△S)<0.3；min(△S)<0.001；mean(△S)<0.004。選取最深處層0.1MPa厚度的剖面，對其溫度和鹽度數(shù)據(jù)進行平均，與上一個剖面數(shù)據(jù)中同一層溫度和鹽度的平均值比較。如果溫度差值大于1℃，鹽度差值大于0.5，則該測試附錄C（資料性）CTD儀觀測記錄表CTD儀觀測記錄表見表C.1。表C.1CTD儀觀測記錄表調(diào)查船海區(qū)航次號水深儀器型號探頭號觀測日期站號緯度經(jīng)度取樣間隔入水時間出水時間下放速度電池電壓采水器號層次壓力MPa溫度℃電導(dǎo)率mS/cm鹽度采水瓶號鹽度計值備注1000m1200m1500m2000m觀察者 計者 校對者附錄D（資料性）自動剖面漂流浮標檢查表剖面浮標檢查表見表D.1。表D.1自動剖面漂流浮標檢查表序號操作內(nèi)容達到狀態(tài)備注1溫鹽深傳感器取下傳感器保護塞檢查傳感器內(nèi)無異物并對傳感器進行清洗2衛(wèi)星通訊天線無破損，上電后向用戶終端、郵箱或遠程服務(wù)器發(fā)送信息3電學(xué)部分上電后能通過連接線、無線藍牙和衛(wèi)星發(fā)射機等向上位機發(fā)送自檢信息4機械部分電機工作，貼近浮標能聽到電機工作聲音觀察浮標皮囊，先脹大后縮小5整機狀態(tài)檢查外殼涂層無氣泡留痕，漏涂、劃痕、底漆外露觀察者 算者 校附錄E（資料性）自動剖面漂流浮標傳感器