2023自动剖面漂流浮标海上比测方法

自动剖面漂流浮标海上比测方法II目 次前言 II112范引文件 13语定义 14验15器26验27验38验据49验6附录A（范）自剖面流标测息件 8附录B（范）自剖面流标据量制 11附录C（料）CTD观测录表 15附录D（料）自剖面流标查表 16附录E（料）自剖面流标感常清洗法 17附录F（料）自剖面流标录表 18附录G（范）CTD现场准19附录H（料）试报告式 20PAGEPAGE10自动剖面漂流浮标海上比测方法范围本文件规定了自动剖面漂流浮标（以下简称“剖面浮标”）海上比测的试验项目、仪器设备、试验步骤、试验数据处理和试验报告等内容。本文件适用于最大工作深度为2000m，观测温度、盐度和压力的自动剖面漂流浮标的海上试验。其他类型剖面浮标可参考使用。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T12763.2海洋调查规范第2部分：海洋水文观测下列术语和定义适用于本文件。3.1自动剖面漂流浮标autonomousdriftingprofiler3.2循环circle剖面浮标投放入水后根据程序设定，顺序完成“下沉——定深漂流——继续下潜——上浮和温盐深测量——水面数据传输”一个连续工作的过程。3.3 数据接收有效率receiveddatarate一个剖面实际接收到的非重复编码数据条数与应接收到的非重复编码数据条数的百分比。3.4盐度漂移salinitydrift由浮标携带的电导率传感器计量特性的变化而引起示值在一段时间内的连续或增量变化。试验条件如下：2000m；454技术指标应满足表1的要求，在航次前后经过计量检定机构校准，并在校准证书有效期内使用。表1 实验盐计要术标技术要素技术指标盐度测量范围0.005～42盐度准确度±0.002盐度最大分辨率优于0.0002水槽温度精确度±0.02℃技术指标应满足表2的要求，在航次前后经过计量检定机构校准，并在校准证书有效期内使用。表2 温盐仪要术技术要素技术指标电导率测量范围0ms/cm～70ms/cm温度测量范围-5℃～35℃压力测量范围0MPa～20MPa电导率初始精度±0.003ms/cm温度初始精度±0.001℃压力初始精度±0.015%F.S.被测剖面浮标提供的元文件应符合附录A的规定，被测剖面浮标观测的数据文件应符合附录B的规定。不大于±0.02。剖面浮标观测得到的剖面盐度数据与周边区域的气候态盐度客观估计值之差小于2倍的客观估计误差。剖面浮标在下潜前观测的压力值不大于±0.025MPa。大于等于95%。100温盐深仪（以下CTD仪）投放前准备步骤如下：测试期间应参见附录C剖面浮标布放前准备步骤如下：或去离子水120m6mm)；DE的内容，该步骤宜出海前在码头进行操作。CTD具体测试步骤和要求如下：4min～5minCTDCTD31.0m/s1.5m/s（）CTDm、1100、1200m、1300m、1400m1500m1600m1700、1800、1900m2000miSCSi和压力值记为iCTD1000mGB/T12763.2CTDC；233数的算数平均值作为该层海水的标准盐度示值SSSi。CTDCTD（具体测试步骤和要求如下：FQ/LB.□XXXXX-XXXX数据处理方法如下：11000m2000m（100m11TATi温度、SATi盐度和PATiCTD，CTDGCTD1000m2000100m）11iii式中：iii

SATC

SAT

SCS

（i=1,2…，11） (1)SATCi——被测剖面浮标观测的第1剖面在1000m到2000m（每100m为一层）之间第i个观测层上的盐度示值误差；SATi——被测剖面浮标观测的第1剖面在1000m到2000m（每100m为一层）之间第i个SCSi——CTD1000到2000m（100m）i计算结果修约到小数点后三位。被测剖面浮标观测的第1剖面分别在1000m到2000m（每100m为一层）之间11个剖面层测量的盐度示值误差SATCi的最大绝对值不大于0.02的盐度准确度要求，则判定该项合格。iii被测剖面浮标布放后接收的剖面数据按公式（2）进行盐度漂移计算。iii式中：

AD

SAD

SAE（i=1,2…，67） (2)iAD——浮标在选定剖面第i个观测层上的盐度漂移；iiSAD——浮标在选定剖面第i个观测层上的盐度值；iiSAE——对应浮标位置周围区域在第i个观测层上的气候态盐度客观估计值。i计算结果修约到小数点后三位。注：气候态数据集选用2018年世界海洋图集（WorldOceanAtlas2018，简称WOA18）由美国国家海洋数据中心（NationalOceanographicDataCenter,NODC）提供。用户应选观测时间相似（不同年同一月份）、位置相邻（1°×1°范围内）的WOA18资料，该资料包含气候态盐度客观估计值和估计误差。除第GB/T2828.1在样本中发现盐度漂移绝对值超过气候态盐度客观估计误差的数量小于等于合格判定数Ac，统计被测剖面浮标在海表面发完数据后开始下潜前测量的压力值。被测剖面浮标在海表面的压力值的绝对值不大于0.025MPa，则判定该项合格。（3）式中：

NNriRi0 (3)NR——浮标在整个工作期间的数据接收有效率；𝑟𝑖——浮标在某一剖面的数据接收有效率；N——浮标的剖面数。计算结果修约到小数点后一位。被测剖面浮标在整个工作期间的数据接收有效率≥95%，则判定该项合格。待被测剖面浮标达到使用寿命后，统计被测剖面浮标完成的剖面数。被测剖面浮标完成的剖面数不小于100个，则判定该项合格。qH，/当需对试验结果做出解释时，宜记录对检测方法的偏离、增添或删节以及特定检测条件的信息，特定方法、客户群体要求的附加信息。附录A（规范性）自动剖面漂流浮标观测信息文件剖面浮标元文件见表A.1。剖面浮标元文件参数名说明剖面浮标类型（PLATFORMTYPE）使用浮标的型号剖面浮标平台号（PLATFORMTYPE）ARGOSPTTIMEI（BEIDOU）ID号。剖面浮标固件版本号（FIRMWAREREVISIONNUMBER）同一种剖面浮标根据不同功能或不同时期的固件或数据编码格式不同，浮标设置的一个版本号。剖面浮标控制器编号（CONTROLLERSN）控制器编号浮标控制器类型（CONTROLLERBOARDTYPEPRIMARY）控制器类型浮标操作手册版本号（MANUALVERSION）浮标操作手册版本号设备编号（FLOATSERIALNO.）剖面浮标外部能看到的编号。通讯系统（TRANSMISSIONSYSTEM）铱星、ARGOS卫星或北斗。定位系统（POSITIONINGSYSTEM）北斗或GPS定位。剖面浮标传输频率（TRANSMISSIONFREQUENCY）浮标发送一条数据的频率。剖面浮标制造商（PLATFORMMAKER）浮标制造商传感器（SENSOR）浮标搭载传感器的类型，如压力、温度、盐度、电导率、溶解氧等传感器制造商（SENSORMAKER）传感器制造商，如SBEANNDERAADRUCK传感器类型（SENSORMODEL）传感器型号，如SBE41、SBE41CP、ANNDERAA_OPTODE_3930传感器序列号（SENSORSERIALNO.）传感器序列号传感器校准公式（CALIBRATIONEQUATION）传感器校准公式传感器校准系数（CALIBRATIONCOEFFICIENTS）传感器校准公式中的系数传感器校准日期（CALIBRATIONDATE）传感器校准日期电池类型（BATTERYTYPE）碱性或锂电池电池组配置（BATTERYPACKS）浮标中电池组配置，数量和类型剖面浮标数据文件见表A.2。剖面浮标数据文件参数名说明水下漂移时的定时温、盐、压，DRIFTPRESSURE(DBAR)DRIFTTEMPERATURE(DEGC)DRIFTSALINITY(PSU)在漂移深度上测量温度、盐度和所在压力层。漂移深度上温、盐、压的平均值、标准偏差、最大最小压力等。MEANDRIFTTEMPERATURE(DEGC)MEANDRIFTPRESSURE(DBAR)STDDEVIATIONDRIFTTEMP(DEGC)STDDEVIATIONDRIFTPRESSURE(DBAR)MINIMUMDRIFTTEMPERATURE(DEGC)DRIFTPRESSUREWHENMINTEMP(DBAR)MAXIMUMDRIFTTEMPERATURE(DEGC)DRIFTPRESSUREWHENMAXTEMP(DBAR)MINIMUMDRIFTPRESSURE(DBAR)MAXIMUMDRIFTPRESSURE(DBAR)可选。表层压力，SURFACEPRESSURE(DBAR)剖面浮标在海表面发完数据后开始下潜前测量的压力。电压、电流信息，BATTERYCURRENTAIRPUMPON(COUNTS)BATTERYVOLTAGEAIRPUMPON(COUNTS)BATTERYCURRENTBUOYANCYPUMPON(COUNTS)BATTERYVOLTAGEBUOYANCYPUMPON(COUNTS)压、电流（用整数表示。内部真空度INTERNALVACUUM(COUNTS)剖面浮标内部真空度（整数表示。剖面浮标内部柱塞泵位置SURFACEPISTONPOSITION(COUNTS)DRIFTPISTONPOSITION(COUNTS)BOTTOMPISTONPOSITION(COUNTS)内部柱塞泵在剖面浮标不同运行阶段的位置（整数表示。GPS定位所需时间，GPSFIXTIME(SECONDS)浮标完成定位所需要的时间。剖面浮标各阶段时间表。DESCENTSTARTTIME(HHMMSS)DESCENTENDTIME(HHMMSS)PARKENDTIME(HHMMSS)时间、从漂移深度开始下潜停止时间、在最深处开始上浮时间、上浮到达海面开始通讯时间、开始定位的时间、发送最后一条数据时间、通讯结束时间ASCENTENDTIME(HHMMSS)TRANSMISSIONSTARTTIME(HHMMSS)FIRSTLOCATIONTIME(HHMMSS)LASTMESSAGETIME(HHMMSS)TRANSMISSIONENDTIME(HHMMSS)（UTC。剖面浮标的标准观测层应不少于表A.3中描述的观测层次。标准观测层次序号深度（m）序号深度（m）序号深度（m）1024175471000252520048105031026225491100415272505011505202827551120062529300521250730303255313008353135054135094032375551400104533400561450115034425571500125535450581550136036475591600146537500601650157038550611700167539600621750178040650631800188541700641850199042750651900209543800661950211004485067200022125459002315046950附录B（规范性）自动剖面漂流浮标数据质量控制剖面浮标的观测日期和时间合理，年份应大于1997，月份应在1到12之间，日期应在1到31之间，小时应在0到23之间，分应在0到59之间，秒应在0到59之间。剖面浮标观测位置的经度应在-180°～180°，纬度应在-90°～90°。剖面浮标观测的经度和纬度应位于海洋上。通过剖面浮标两个邻近剖面在海表面的位置和时间，计算出剖面浮标的漂移速度。剖面浮标的漂移速度应不超过3m/s。浮标度盐和力测数应以范内a) 压力：-0.05MPa～+22b) 温度：-2.5℃～+40.0c) 盐度：2.0～41.010N,40E；20N50E；30N30E；10N40E30N,6W；30N,40E；40N,35E；42N,20E；50N,15E；40N,W；30N6W红海度盐的测应在下围a) 温度：21℃～40b) 盐度：2.0～41.0地中温和度观值应以范内a) 温度：10.0℃～40.0℃；b) 盐度：2.0～40.0浮标观测剖面的压力值应是递增，即由浅到深排列。利用以下的温度和盐度剖面计算公式B.1完成，即：𝑉=−+−−(B.1)式中：V——尖峰检测值；V2——一个剖面中采样观测值中的尖峰值；V1——同一剖面与尖峰值相邻的上一个采样点观测值；V3——同一剖面与尖峰值相邻的下一个采样点观测值。温度：当压力小于5MPa，尖峰检测值V应不超过6.0℃；当压力大于等于5MPa，尖峰检测值V应不超过2.0℃。盐度：MPaV0.9；MPaV0.3该测试利用以下温度和盐度剖面计算公式B.2完成，即：V=�2(3+1)2� (B.2式中：V——梯度检测值；V2——一个剖面中采样观测值中的尖峰值；V1——同一剖面与尖峰值相邻的上一个采样点观测值；V3——同一剖面与尖峰值相邻的下一个采样点观测值。温度：当压力小于5MPa，梯度检测值V应不超过9.0℃；当压力大于等于5MPa，梯度检测值V应不超过3.0℃。盐度：压力小于5MPa，梯度检测值V应不超过1.5；压力大于5MPa，梯度检测值V应不超过0.5。10℃、盐度大于5数位翻转：当剖面浮标存储值超过了该数位的区域范围时，存储值会翻转回此区域的低值。滞留值当观测的温度和盐度在一条剖面上没有变化时，该测试未通过。i该测试用于比较在一个剖面上两个相邻观测层之间的位密。位密ρi(或者σi=ρi−1000)kg/m3P0.03kg/m3i该测试是通过相邻2个剖面整体数据比对，如出现两个完全相同的剖面数据，则该测试未通过。）20.0010.01对原始剖面温盐数据根据层厚（0.5MPa）进行平均以生成处理后的温盐数据。得到平均后的温度和盐度剖面之差的绝对值如下式B.3和B.4。ΔT=�_pfpou_o� (B.3式中：T_prof——当前剖面某一层的温度数据；T_previous_prof——前一剖面同一层的温度数据；△T——以上两值的差值。ΔS=�Spf_pou_o� (B.4式中：S_prof——当前剖面某一层的盐度数据；S_previous_prof——前一剖面同一层的盐度数据；△S——以上两值的差值。Mean(△T),max(△T),min(△T)；Mean(△S),max(△S),min(△S)；如果满足以下条件，则该测试未通过：max(△T)<0.3；min(△T)<0.001；mean(△T)<0.02；max(△S)<0.3；min(△S)<0.001；mean(△S)<0.004。选取最深处层0.1MPa厚度的剖面，对其温度和盐度数据进行平均，与上一个剖面数据中同一层温度和盐度的平均值比较。如果温度差值大于1℃，盐度差值大于0.5，则该测试附录C（资料性）CTD仪观测记录表CTD仪观测记录表见表C.1。表C.1CTD仪观测记录表调查船海区航次号水深仪器型号探头号观测日期站号纬度经度取样间隔入水时间出水时间下放速度电池电压采水器号层次压力MPa温度℃电导率mS/cm盐度采水瓶号盐度计值备注1000m1200m1500m2000m观察者 计者 校对者附录D（资料性）自动剖面漂流浮标检查表剖面浮标检查表见表D.1。表D.1自动剖面漂流浮标检查表序号操作内容达到状态备注1温盐深传感器取下传感器保护塞检查传感器内无异物并对传感器进行清洗2卫星通讯天线无破损，上电后向用户终端、邮箱或远程服务器发送信息3电学部分上电后能通过连接线、无线蓝牙和卫星发射机等向上位机发送自检信息4机械部分电机工作，贴近浮标能听到电机工作声音观察浮标皮囊，先胀大后缩小5整机状态检查外壳涂层无气泡留痕，漏涂、划痕、底漆外露观察者 算者 校附录E（资料性）自动剖面漂流浮标传感器