走航式海洋多參數剖面測量系統(MVP)驗收記錄

此文由站長同事Lei提供,xiaokcehui編輯

     走航式海洋多參數剖面測量系統(MVP)英文全稱Moving Vessel Profiler,作爲地球物理測量來說,主要是通過溫度、電導率和鹽度來獲取聲速,爲聲學設備進行聲速改正。

     走航式溫鹽深剖面系統在獲取海水溫度、電導率、鹽度等要素,以及通過剖面系統計算聲速對多波束進行聲速改正領域已成爲重要的手段之一。走航式溫鹽深剖面測量儀是一種可快速、方便地測量海水電導率、溫度剖面的測量儀器,爲海洋調查、科學研究、軍事應用提供了溫鹽剖面資料的快速獲取方式。國外已有成熟的走航式溫鹽剖面測量儀產品,廣泛應用於海洋科學考察和軍事海洋環境保障等領域。我國於21 世紀初開始了走航式溫度電導率剖面儀的研製,在海洋調查中使用進口走航式溫鹽深剖面測量儀。
絞車系統組成:
絞車系統主要由3個部分組成,分別爲室內控制部分、絞車、拖魚。

試驗過程:

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2020.6.20日進行了三次試驗,分別爲定深100、500和1000m。

 其中,100米試驗收放正常,500米和1000米試驗時絞車收纜出現故障,均觸發了“衝頂報警”,導致收纜停止。廠家方面解釋,可能是絞車信標系統過於靈敏,因海況導致拖魚上下起伏時觸發。

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其他問題彙總:

1.絞車回收排纜不整齊

2.自動狀態下收纜速度過低,18m/min

3.絞車放纜末端的滑輪擺動幅度過大

4.絞車臂與基座連接不緊固,會發生擺動

以上問題廠家方面已經收到,表示會進行改進,我們外業隊後續不再進行絞車實驗。

 

 

數據精度:

   爲分析MVP絞車等聲速數據精度,絞車試驗的同時進行了XCTD聲速測量。

本次絞車試驗共獲取了100m和500m兩組數據,1000m試驗因絞車故障未能成功獲取數據。將MVP絞車500m試驗獲取的聲速數據,與同期xctd聲速進行對比分析,聲速差值大部分在0.5左右,差值平均值0.8,最大相差4。其中差值低於2.5的佔比95%以上,根據這一聲速差值,在6000米深度下對測深精度的影響,比規範要求的1%水深低1個數量級左右,從這一指標來看數據是可用的。

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但是根據《海洋調查規範第五部分》中聲速準確度的二級標準:聲速絕對誤差不超過±0.75,本次MVP聲速數據僅有65%的數據滿足這一要求。鑑於MVP和XCTD都是經驗公式計算求得的聲速,將誤差標準提高至2倍即±1.5,在這一標準下本次試驗84%的數據是滿足要求的,從這一指標來看認爲MVP聲速數據是可信的。

綜合考慮,認爲MVP絞車的聲速數據還不錯,以後有機會可以將其與實測剖面進行對比。

 

擴展閱讀:

《MVP 在綜合調測中對多波束聲速改正的應用》柴永平等

此文通過多波束內符合精度來分析MVP聲速精度

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結論:

     通過上述對比分析,MVP輸出的聲速剖面數據可靠性高,對多波束測深的數據改正能達到聲速改正的精度要求,在實踐中應用效果良好。相比聲速剖面儀和溫鹽深探測儀採集聲速都需要船艇停泊,而MVP 剖面測量可根據不同航速採集不同深度的剖面數據,這對節約時間成本或在敏感海區船艇不適宜停泊的情況,其發揮的作用越來越大;而相比XBT/XCTD 拋棄式溫鹽深剖面系統的造價昂貴,穩定性差,精度和靈敏度方面不是很高等特點,其又能保證測量精度和節約經濟成本。


《處理走航式海洋多參數剖面測量系統_省略_VP_溫度和電導率滯後效應的方法_任強》

 

結論:

       MVP 是一種海洋調查新技術, 根據其在強躍層處出現的鹽度尖峯, 在F 法、GM 法和Grose 法的基礎上, 提出一種消除由溫度傳感器和電導率傳感器響應時間不一致所產生的鹽度尖峯的MCT 方法。與其它幾種方法相比, 在中國近海的MVP 資料訂正上MCT 法具有一定的優勢, 最大程度上減弱了在溫鹽躍層處的鹽度尖峯現象, 詳細地顯現了全水層的溫鹽結構。將訂正前後的MVP 鹽度資料與SBE-9 型CTD 鹽度數據進行對比, 其結果爲兩者鹽度數據基本吻合, 訂正後資料準確度較高。對35°N 斷面的資料進行對比後發現, 訂正前躍層區域的低鹽值現象消失。MVP 提供的高水平空間分辨率數據可以針對海洋現象的微細結構做更深入的研究, 對區域海洋、鋒面等研究具有重要意義。

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