衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)的海上現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法與試驗(yàn)研究

于建清，秦鑫培

（國(guó)家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心，天津 300112）

波浪是海洋水文觀測(cè)的基本要素之一。波浪觀測(cè)資料的準(zhǔn)確與否，對(duì)海洋工程、海上交通、海洋漁業(yè)、海洋研究及海洋軍事活動(dòng)等都有重大影響[1]。波浪浮標(biāo)是目前對(duì)波浪進(jìn)行長(zhǎng)期、定時(shí)、定點(diǎn)觀測(cè)的主要設(shè)備之一，它系泊漂浮于海面，跟蹤波浪的軌跡運(yùn)動(dòng)，測(cè)量海浪的波高、波周期，有的還可測(cè)量波向。對(duì)波浪浮標(biāo)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)，保證測(cè)量值的準(zhǔn)確可靠，是保障波浪觀測(cè)有效性的重要措施。

目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最多的波浪浮標(biāo)有兩種不同原理，一是基于加速度計(jì)的測(cè)波浮標(biāo)，浮標(biāo)殼體內(nèi)安裝加速度計(jì)，加速度計(jì)隨波面升降測(cè)量垂直加速度電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)二次積分電路處理后得到波面起伏的電壓信號(hào)，將該信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和計(jì)算處理后就可以得到波高的各種特征值，同時(shí)，兩相鄰波峰間的時(shí)間間隔為波周期；二是近些年來(lái)逐步發(fā)展和增多的基于衛(wèi)星定位技術(shù)的測(cè)波浮標(biāo)，浮標(biāo)體內(nèi)安裝全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System，GNSS）接收機(jī)，利用接收到的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)解算得到波浪信息。經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用和測(cè)量結(jié)果比對(duì)，可以證明衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)與重力加速度式測(cè)波浮標(biāo)具有相同的測(cè)量準(zhǔn)確度[2-4]。

衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)既可錨定測(cè)波，也可隨波逐流測(cè)波，具有較高的時(shí)間和空間分辨率，增加了海洋觀測(cè)手段的多樣性，彌補(bǔ)了局部觀測(cè)手段的不足。目前國(guó)內(nèi)如國(guó)家海洋技術(shù)中心等單位，已經(jīng)研制了衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)并實(shí)現(xiàn)定型，并應(yīng)用于業(yè)務(wù)化觀測(cè)和科研[5-6]。為了保證該類儀器的量值統(tǒng)一，需要對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)[7]。但受限于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)衛(wèi)星信號(hào)不足，同時(shí)海上環(huán)境不可復(fù)現(xiàn)，因此需發(fā)展衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)技術(shù)。

針對(duì)衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)，本文發(fā)展了從實(shí)驗(yàn)室到海上的鏈條式現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法，研制了量值可溯源至國(guó)際單位制（長(zhǎng)度與時(shí)間）的衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)裝置，包括波浪校準(zhǔn)架與波浪特征值校準(zhǔn)單元；同時(shí)，以帶“校準(zhǔn)接口”、能接受現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)命令和回送校準(zhǔn)階段所有測(cè)量原始數(shù)據(jù)與結(jié)果的衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)為校準(zhǔn)對(duì)象，開(kāi)展了近海的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)試驗(yàn)研究。

1 衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)流程設(shè)計(jì)

1.1 衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)測(cè)量原理

衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)內(nèi)裝有一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)，浮標(biāo)在海上隨波浪一起上下起伏、左右搖擺，浮標(biāo)與衛(wèi)星之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)頻率與浮標(biāo)體內(nèi)的衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)接收到的衛(wèi)星信號(hào)頻率是不同的，兩者之間存在著頻率偏移，即多普勒頻移。多普勒頻移的大小與浮標(biāo)體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)速度均有關(guān)系。

式中，fr為浮標(biāo)體內(nèi)衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)接收信號(hào)頻率；fs為衛(wèi)星信號(hào)頻率；c 為電磁波在空氣中的傳播速度；vs為衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)速度；vr為衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度[5-6]。當(dāng)vs與vr遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于c 時(shí)，多普勒頻移fd見(jiàn)式（2）。

浮標(biāo)體內(nèi)衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度見(jiàn)式（3）。

衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)位移Δd 見(jiàn)式（4）。

式中，Δt 為采樣時(shí)間間隔。

衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)在海上現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)時(shí)，利用衛(wèi)星信號(hào)的多普勒頻移解算出浮標(biāo)體的三維運(yùn)動(dòng)速度[8-9]。然后利用經(jīng)典的海浪理論，解算出測(cè)量時(shí)段內(nèi)的波浪特征值，即波高、波周期和波向[10]。

1.2 衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的流程設(shè)計(jì)

對(duì)衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)的波高與波周期測(cè)量值進(jìn)行校準(zhǔn)，首先是校準(zhǔn)浮標(biāo)硬件核心（衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)），其次是校準(zhǔn)驗(yàn)證浮標(biāo)根據(jù)運(yùn)動(dòng)信息解算波浪特征值的能力和性能。根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)在中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院的量值溯源結(jié)果，其測(cè)速的準(zhǔn)確度非常高，對(duì)波浪測(cè)量結(jié)果的影響可忽略不計(jì)。因此，在保證衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)性能的基礎(chǔ)上，衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的關(guān)鍵，在于利用衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)接收到的衛(wèi)星速度等原始信號(hào)和對(duì)波浪特征值進(jìn)行解算的算法。

目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品化的衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)包括荷蘭Datawell 公司的DWR-G9 型、DWR-G7 型和DWRG4 型，以及國(guó)家海洋技術(shù)中心的SBF7-1A 型。波高測(cè)量范圍最大20 m，分辨力為0.01 m；波周期測(cè)量范圍最大100 s，分辨力為0.1 s。根據(jù)GB/T 14914.2—2019《海洋觀測(cè)規(guī)范第2 部分：海濱觀測(cè)》和GB/T 12763.3—2007《海洋調(diào)查規(guī)范 第2 部分：海洋水文觀測(cè)》的要求，波高觀測(cè)的準(zhǔn)確度等級(jí)分為兩級(jí)：一級(jí)最大允許誤差為觀測(cè)值的±10%，二級(jí)為±15%；波周期的最大允許誤差為±0.5 s。結(jié)合衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)波浪觀測(cè)的要求，明確現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的要素為波高與波周期；考慮海上現(xiàn)場(chǎng)建立量值溯源傳遞鏈條的難度大，以及近海波浪特點(diǎn)，確定現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的波高測(cè)量范圍為0～2.0 m，波周期為2～25 s。

本文研制衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)裝置，以帶有“校準(zhǔn)接口”具備校準(zhǔn)功能的衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)為校準(zhǔn)對(duì)象，建立從實(shí)驗(yàn)室到海上的鏈條式現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法。現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)裝置由波浪校準(zhǔn)架和波浪特征值校準(zhǔn)單元（以下簡(jiǎn)稱波浪校準(zhǔn)單元）組成。當(dāng)海上現(xiàn)場(chǎng)的浮標(biāo)進(jìn)入校準(zhǔn)流程后，將校準(zhǔn)時(shí)段（30 min）內(nèi)的多普勒頻移或速度數(shù)據(jù)、波浪測(cè)量值，通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)全部傳輸至岸上或通訊距離范圍內(nèi)船舶上的波浪校準(zhǔn)單元。該單元具有解算衛(wèi)星信號(hào)至波浪特征值的能力，經(jīng)陸上波浪校準(zhǔn)架校準(zhǔn)后，其在海上現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果為波浪標(biāo)準(zhǔn)值。浮標(biāo)測(cè)量結(jié)果與波浪校準(zhǔn)單元解算結(jié)果相減，得到波高與波周期的示值誤差。波浪校準(zhǔn)單元由陸地實(shí)驗(yàn)室的波浪校準(zhǔn)架校準(zhǔn)，波浪校準(zhǔn)架實(shí)現(xiàn)垂直升降式正弦模擬波浪起伏，可以模擬實(shí)海況下波浪振幅和周期的隨機(jī)性，其波高和波周期直接溯源至國(guó)際單位制的長(zhǎng)度和時(shí)間。衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)流程圖如圖1 所示。

圖1 衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的流程圖

2 衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)裝置

2.1 波浪校準(zhǔn)架

波浪校準(zhǔn)架計(jì)量檢定波浪校準(zhǔn)單元的波高和波周期測(cè)量性能。波浪校準(zhǔn)架采用對(duì)稱式雙側(cè)驅(qū)動(dòng)豎直升降模式，復(fù)現(xiàn)給定波形的波浪，既可模擬輸出豎直方向上的標(biāo)準(zhǔn)的、規(guī)則正弦波，也可模擬輸出給定的、不規(guī)則正弦波。對(duì)于在負(fù)載設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的被校對(duì)象，整個(gè)波浪模擬過(guò)程中均不需調(diào)整配重，且校準(zhǔn)對(duì)象可時(shí)刻保持豎直向上姿態(tài)。波高測(cè)量范圍為0～2.0 m，波周期測(cè)量范圍為2～25 s；經(jīng)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院等第三方計(jì)量機(jī)構(gòu)的檢測(cè)，波高示值誤差不超過(guò)±1.1 mm，波周期示值誤差不超過(guò)±0.07 s。波浪校準(zhǔn)架檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1 和表2。

表1 波浪校準(zhǔn)架的波高計(jì)量檢測(cè)結(jié)果

表2 波浪校準(zhǔn)架的波周期計(jì)量檢測(cè)結(jié)果

2.2 波浪特征值校準(zhǔn)單元

波浪特征值校準(zhǔn)單元是現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的關(guān)鍵。首先，它具有測(cè)量功能，內(nèi)置衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)，測(cè)量原理與衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)海上測(cè)量一致。在陸上實(shí)驗(yàn)室的空曠地帶，利用波浪校準(zhǔn)架進(jìn)行校準(zhǔn)。波浪校準(zhǔn)架輸出給定的波高與波周期，該校準(zhǔn)單元隨波浪校準(zhǔn)架起伏運(yùn)動(dòng)，利用采集的衛(wèi)星信號(hào)（運(yùn)動(dòng)速度）計(jì)算輸出測(cè)量值。根據(jù)波浪校準(zhǔn)架的標(biāo)準(zhǔn)值，給出校準(zhǔn)系數(shù)。置入校準(zhǔn)系數(shù)的校準(zhǔn)單元，測(cè)量準(zhǔn)確度提高。其次，該校準(zhǔn)單元具有發(fā)送命令和接收測(cè)波浮標(biāo)海上原始數(shù)據(jù)的功能，并且可將這些數(shù)據(jù)解算為波浪特征值，作為現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值。校準(zhǔn)單元如圖2 所示。

圖2 波浪特征值校準(zhǔn)單元

3 現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)程序

3.1 陸上校準(zhǔn)波浪特征值校準(zhǔn)單元

（1）波浪校準(zhǔn)架在空曠、無(wú)遮擋的室外工作。

（2）波高校準(zhǔn)點(diǎn)為2.0 m，波周期校準(zhǔn)點(diǎn)為3.8 s、5.0 s、6.3 s、8.4 s、11.1 s、12.4 s 和25.0 s。

（3）按照波高校準(zhǔn)點(diǎn)將校準(zhǔn)單元安裝在波浪校準(zhǔn)架上，確保其安全穩(wěn)固，并且校準(zhǔn)單元隨波浪校準(zhǔn)架運(yùn)動(dòng)時(shí)始終保持豎直狀態(tài)，無(wú)傾翻或失衡的可能。

（4）將波高校準(zhǔn)點(diǎn)、波周期校準(zhǔn)點(diǎn)、運(yùn)行時(shí)間等參數(shù)依次置入波浪校準(zhǔn)架的控制系統(tǒng)，啟動(dòng)運(yùn)行。

（5）波浪校準(zhǔn)架穩(wěn)定運(yùn)行后，啟動(dòng)校準(zhǔn)單元，在采集時(shí)段結(jié)束后，給出該時(shí)段內(nèi)波浪測(cè)量值。

（6）在每個(gè)波周期校準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量一次，計(jì)算波高與波周期的測(cè)量誤差。

（7）按式（5）計(jì)算各個(gè)波周期校準(zhǔn)點(diǎn)下的波高校準(zhǔn)系數(shù)。

（8）將校準(zhǔn)系數(shù)植入校準(zhǔn)單元，以獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量值。

式中，a 為波高校準(zhǔn)系數(shù)；H1/3i為校準(zhǔn)單元在第i 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)得的有效波高；H0i為現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)架在第i個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)所模擬的標(biāo)準(zhǔn)有效波高。

3.2 海上現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)

（1）將校準(zhǔn)單元帶到海上現(xiàn)場(chǎng)。

（2）如果陸地距離被校衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)在校準(zhǔn)接口的有效通訊距離內(nèi)，可在陸地進(jìn)行接下來(lái)的海上現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。如果超出有效通訊距離，則將校準(zhǔn)單元帶至小船使用，小船距離被校衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)在校準(zhǔn)接口的有效通訊距離內(nèi)。

（3）與衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)的校準(zhǔn)接口通訊，進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)的測(cè)試，并與校準(zhǔn)單元進(jìn)行通訊測(cè)試。

（4）衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)進(jìn)入校準(zhǔn)模式。完成1 次測(cè)量后，把衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫?zhǔn)單元，由校準(zhǔn)單元解算出波浪參數(shù)，視為標(biāo)準(zhǔn)值。

（5）重復(fù)完成5 次測(cè)量，得到5 組被測(cè)值和5組標(biāo)準(zhǔn)值。

（6）采用極差法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)偏差，作為測(cè)量重復(fù)性，引入測(cè)量不確定度的評(píng)定。

（7）分別計(jì)算被測(cè)值和標(biāo)準(zhǔn)值的算術(shù)平均值，計(jì)算示值誤差。

（8）參照式（5）計(jì)算出校準(zhǔn)系數(shù)。

4 現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)實(shí)例

4.1 陸上校準(zhǔn)波浪特征值校準(zhǔn)單元

校準(zhǔn)單元的陸上校準(zhǔn)結(jié)果如表3 所示。校準(zhǔn)前波高示值誤差最大為0.28 m，波周期為0.16 s；置入校準(zhǔn)系數(shù)0.94 后，波高示值誤差最大為0.14 m。綜合考慮校準(zhǔn)單元作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)裝置的波高測(cè)量擴(kuò)展不確定度為0.09 m，滿足（0.05+3%測(cè)量值） m的要求。

表3 校準(zhǔn)單元的校準(zhǔn)結(jié)果

4.2 海上現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)結(jié)果

2020 年11 月24 日和25 日，衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)在威海褚島附近海域和國(guó)家淺海綜合試驗(yàn)場(chǎng)“國(guó)海試1 號(hào)”進(jìn)行了兩次試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)期間海況在三級(jí)以內(nèi)，海域水深大于10 m。

首先，在威海褚島近岸開(kāi)放水域，布放1 套衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)；校準(zhǔn)單元在褚島山頂工作，與測(cè)波浮標(biāo)直線實(shí)測(cè)距離約1.9 km。按照現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)程序完成了5 次測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)自校準(zhǔn)單元，被測(cè)值來(lái)自測(cè)波浮標(biāo)。然后，將衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)布放在距離“國(guó)海試1 號(hào)”2 km 處，校準(zhǔn)單元在“國(guó)海試1 號(hào)”甲板上工作，根據(jù)校準(zhǔn)結(jié)果置入校準(zhǔn)系數(shù)0.93，完成7次測(cè)量。現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 海上現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)結(jié)果

4.3 結(jié)果分析

（1）校準(zhǔn)期間有效波高不大于0.6 m，波周期在4.0 s 左右。校準(zhǔn)前，測(cè)波浮標(biāo)的波高示值誤差最大為0.04 m；校準(zhǔn)后，波高示值誤差最大為0.01 m，測(cè)量準(zhǔn)確度提高，其海上計(jì)量性能得以確認(rèn)。衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)裝置與測(cè)波浮標(biāo)的聯(lián)合計(jì)量試驗(yàn)，建立了明確的量值溯源和傳遞鏈條，驗(yàn)證了從實(shí)驗(yàn)室延伸到海上的鏈條式現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)模式。經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)在近岸布放觀測(cè)時(shí)，兼具機(jī)動(dòng)靈活和時(shí)空分辨率較高的特點(diǎn)，獲取數(shù)據(jù)的可靠性也大為提高，增加了海洋觀測(cè)手段的多樣性和有效性，具有很好的業(yè)務(wù)化觀測(cè)應(yīng)用前景。

（2）影響現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度的因素主要有：校準(zhǔn)單元陸上校準(zhǔn)的測(cè)量重復(fù)性、海上原始信號(hào)傳輸效率、校準(zhǔn)時(shí)海浪實(shí)際波高的測(cè)量重復(fù)性等。陸上校準(zhǔn)時(shí)衛(wèi)星信號(hào)的測(cè)量獲取會(huì)受到周?chē)ㄖ锏牟糠终趽酰饻y(cè)量重復(fù)性較大，因此集中密集連續(xù)的測(cè)量校準(zhǔn)是必要的。為保證海上現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的安全有效，校準(zhǔn)一般選取海況較好時(shí)進(jìn)行，此時(shí)海上浮標(biāo)返回原始衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)，校準(zhǔn)過(guò)程順暢；實(shí)海現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的波高范圍受限于現(xiàn)場(chǎng)海況，波高相應(yīng)較小。今后在現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)技術(shù)方法的業(yè)務(wù)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行更多海況的數(shù)據(jù)積累。

（3）目前有明確的量值溯源傳遞鏈條和經(jīng)過(guò)實(shí)踐的校準(zhǔn)測(cè)量范圍，波高最大為2.0 m，滿足測(cè)量近岸海浪的衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)需求。對(duì)于大浪測(cè)量海況時(shí)的校準(zhǔn)，校準(zhǔn)單元與加速度計(jì)式波浪浮標(biāo)（可經(jīng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)校準(zhǔn)，波高測(cè)量范圍最大到6.0 m）比測(cè)后，其計(jì)量性能得以確認(rèn)，進(jìn)而作為波高標(biāo)準(zhǔn)器提供實(shí)際波高測(cè)量值。今后還需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的業(yè)務(wù)化應(yīng)用，開(kāi)展大波高、惡劣海況下校準(zhǔn)的探索研究。

5 結(jié) 論

海洋動(dòng)力環(huán)境復(fù)雜多變，與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境迥然不同，其對(duì)海洋儀器的計(jì)量性能影響不可預(yù)估。對(duì)海洋水文動(dòng)力參數(shù)觀測(cè)儀器建立海上現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的技術(shù)和方法，一直是海洋觀測(cè)技術(shù)和計(jì)量技術(shù)的重要課題。本文研制的衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)裝置和校準(zhǔn)方法，可實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到海上的鏈條式現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)外尚屬首次。

校準(zhǔn)結(jié)果表明，現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的波高測(cè)量范圍為0～2.0 m，擴(kuò)展不確定度優(yōu)于（0.05+3%測(cè)量值）m，校準(zhǔn)流程和方法的可行性得到驗(yàn)證，滿足準(zhǔn)確度等級(jí)為一級(jí)（測(cè)量誤差不超過(guò)±10%測(cè)量值）及一級(jí)以下的衛(wèi)星測(cè)波浮標(biāo)在近岸觀測(cè)時(shí)的校準(zhǔn)需求，可為其進(jìn)入全國(guó)海洋觀測(cè)網(wǎng)業(yè)務(wù)服役提供計(jì)量技術(shù)支撐。