海洋浮标类型及监测性能详解

　　海洋浮标一般由浮标体、锚系、传感器、数据采集器、通信系统、供电系统、安全系统、浮标检测仪等部分组成，可以测量大气中的风、气压、温度、湿度，还有能见度，以及水文参数里面的波浪、海流、水温、盐度，还可以测水质参数包括pH值，溶解氧叶绿素甚至包括营养盐这些参数。

　　海洋浮标按结构形式可分为圆盘型、球型、船型、柱型等类型，按浮标按照锚泊方式可分为锚系型和漂流型，按浮标体尺度可分为大型、中型、小型等不同类型，按浮标功能又可分为导航浮标、气象水文监测浮标、水质浮标、波浪浮标、光学浮标、港口浮标、渔业浮标、航道浮标、船舶警示浮标、核辐射监测浮标等。

　　导航浮标用于辅助导航，主要指示航道、危险区域等，帮助船只保持方向和位置，包括灯塔、灯船、浮式灯塔、浮式信标等，这些浮标通常配备灯光、雷达应答器和其他导航设备，以便在恶劣天气和夜间也能提供导航服务;气象浮标用于测量海洋天气，主要用于气象预测和监测，搭载气象观测设备、海浪测量设备、水文学仪器等，用于测量风速、风向、海浪高度、浪向、水温、盐度等海洋环境要素。

　　海洋资料浮标用于收集和记录海洋环境数据，对海洋科学研究具有重要意义，通常用来测量海洋温度、盐度、溶解氧含量等物理和化学参数，帮助科学家了解海洋生态系统，并为海洋环境保护和海洋资源管理提供依据;港口浮标用于港口船只的导航和安全，也称为驻泊浮标，又分锚泊式浮标和电子浮标，锚泊式通过锚链固定在海底，电子浮标则通过无线电导航和通讯技术为船只提供信息服务。

　　渔业浮标主要用于渔业捕捞作业，标示渔场边界、提供渔网架设位置等，通常分为浮动式和固定式两种;航道浮标用于标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志，航标浮标数量多、应用广泛，设置在难以或不宜设立固定航标之处;船舶警示浮标其功能是标示航道浅滩或危及航行安全的障碍物。

　　大多数海洋浮标是由蓄电池供电进行工作的，但由于海洋浮标远离陆地，换电池不方便，有不少海洋浮标装备太阳能蓄电设备，有的还利用波能蓄电，大大减少了换电池的次数，使海洋浮标更简便、经济。

　　根据海洋监测任务的不同，不同类型海洋资料浮标上集成相应的不同传感设备，采集诸如水文、水质、气象、生态、海洋生物、海洋化学、海洋物理等多方面的海洋信息并加以处理。例如为研究海洋物质在海洋环流影响下的表层物质散播轨迹，可利用漂流浮标随海洋环流系统运动轨迹获取过程参数。目前海洋资料浮标的应用需求逐渐从近海向深远海拓展，且人们对海洋环境监测的广度和精度等方面也提出了更高要求。

　　通常若海洋资料浮标的尺寸越小，浮标姿态变化受海况影响的程度越严重。对于搭载在浮标上的风、浪、流等水文气象参数的观测仪器和设备而言，浮标平台上自身的动态基准对测量误差的影响更大，将很难满足高时间分辨率的数据获取需求。进行瞬时风测量时，浮标体的横摇、纵摇、艏摇、纵荡、横荡、垂荡引起的风速计倾料，使得浮标风速传感器旋转器转轴无法与风向保持平行，造成瞬时风速风向测量的较大偏差，特别在高海况下阵性风速的测量会更加显著。海况越恶劣，浮标运动越剧烈，瞬时风速测量误差会变大，数据偏离真实值也会越大，使得测量结果的可信度变差。

　　目前，海洋浮标姿态测量技术已由浮标姿态信息测量延伸到浮标运动信息测量，以获取海洋资料浮标上任意空间位置点的运动矫正信息，比如三维空间的角速度信息、线加速度信息、三维姿态信息、三维速度信息、三维位置信息以及升沉信息等等。这些信息的准确获取不仅可以帮助海洋观探测仪器进行误差补偿矫正，而且这些运动测量信息中本身也包含了水文气象仪器观测的重要参数信息，如波浪测量中，波浪特征参数(波高、波周期和波向)的计算就是源于这些运动测量信息，这些运动测量信息可以为浮标设计以及搭载于浮标平台上的水文气象仪器的观测提供更加精准和精细化的服务。