基于圆型基阵的水下声信标搜寻仪性能测试

基于声信标信号特征的快速识别技术、远距离微弱信号的快速定位技术、空域时域组合的多目标分辨技术,研发了基于圆型基阵的水下声信标搜寻仪"天科寻海一号"。通过消声水池、海上现场等试验,对其各项指标和整体性能进行了测试。该设备探测距离达3 000 m、方向分辨力达0.5°,具备同时搜寻多个声信标的能力。通过实时交会定位方法,可对大面积海域进行快速搜索及准确定位,具有重要的工程应用价值。     

极区拖曳浮标恒速牵引模拟系统设计与实现

为研究极地浮冰的漂移对冰基拖曳式浮标水下拖曳标体运动的影响,设计了一种恒速牵引装置,模拟极地浮标的定向移动,用于定量研究拖曳标体在不同漂移速度下的的沉浮规律,为标体的设计提供数据支持。该装置用可编程控制器PLC作为主控制器,以步进电机为执行器,编码器测算牵引速度,通过PID算法控制牵引速度保持恒定。用LabVIEW设计了上位机控制界面,能够对PLC进行控制和状态监视,并可显示存储牵引速度值。实验结果表明该装置可在600 m的牵引行程内,牵引速度误差小于2%,符合定量模拟浮冰漂移速度的控制要求。在浮标静水拖曳试验中使用该装置模拟水面标体随风低速漂移,可以定量给出水下拖曳体的最大下潜深度,对极地拖曳式浮标系统的开发和布放前的检验具有重要意义。     

拖曳式仪器运载装置的进展

为了获得准同时的海洋观测资料,船用走航自记仪器是当前重要发展方向之一。在走航的过程中它能测出表层稍深(300～400米)的断面资料。目前一般采用潜水载体来完成上述任务。潜水载体可分为自航式和拖曳式两种。本文专讨论拖曳式走航观测方法和装置的进展以及它们的特点,简述拖曳体的工作原理和流体动力学设计应遵守的基本原则,同时介绍拖曳体的应用。     

拖曳式CTD测量技术研究

拖曳式CTD剖面仪是国家863支持的项目之一。文章叙述了拖曳式CTD的意义,介绍了拖曳式CTD的现状并与传统CTD剖面仪进行了对比分析。同时,探讨了拖曳式CTD剖面仪存在问题与发展趋势。     

基于AUV的海洋磁力测量技术现状及误差来源分析

介绍了国内外基于AUV的海洋磁力测量研究现状,针对国内AUV及海洋磁力仪研究相对滞后的情况,以Iver2型AUV开展海洋磁力测量为例,研究了AUV拖曳式海洋磁力测量的噪声检测、位置归算等技术,并与船测数据对比,重点分析了Iver2型AUV拖曳式磁力测量误差来源,结果表明:Iver2型AUV拖曳磁力仪的最佳距离为5 m;观测数据中仍包含位置归算误差、日变改正误差及传感器误差等,以上结论将为我国开展AUV海洋磁力测量技术研究提供参考。     

黑匣子搜索定位浮标设计与实现

根据黑匣子信标的特点,介绍了一种有针对性探测的黑匣子搜索定位设备的设计及实现过程。该黑匣子搜索定位设备采用剖面漂流浮标技术,通过加装水听器,实现对水下黑匣子信标信号进行区域定位和距离估算。发现目标后,自动上浮至水面,通过卫星将目标位置信息发往监控中心,实现目标快速搜索定位,节省人力物力,争取宝贵的搜索时间。通过原理样机的研制实现,经过相关的湖上验证试验表明,该型设备初步具备黑匣子探测能力。     

拖曳式多参数剖面测量系统水动力与控制性能研究述评

综述了拖曳式多参数剖面测量系统水动力学研究的最新进展。对拖曳缆绳、拖曳体以及将两者耦合起来所构成的整个系统水动力及控制理论进行述评,分析了各种理论的优缺点从中简要地描述了拖曳式多参数剖面测量系统水动力研究的发展概要。     

CZT1-2型船载拖曳式多参数剖面测量系统走航测量性能检验及测量数据海上比测

船载拖曳式多参数剖面测量系统是测量温度、深度、浊度、溶解氧、p H和叶绿素等多种海洋环境要素,提供海洋环境信息的重要观测设备。通过对2011年8月在渤海开展的CZT1-2型船载拖曳式多参数剖面测量系统比测试验,研究了该国产设备在渤海海区的适用效果。结果表明,传感器定点比测试验中,温度、盐度等数据的相关系数较好,而硝酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐和氨氮等营养盐的相对误差较大。在海试试验中,船载拖曳式多参数剖面测量系统经过了8 h试验,完成了预期的试验项目,拖体系统(含传感器)和甲板单元工作正常,具有良好的可靠性和环境适应性。本次海上比测试验为船载拖曳式多参数剖面测量系统进行改善、优化提供依据,为其产业化打下坚实的基础,并对海上试验提出了相应的改进建议。     

海洋测量水下拖曳设备的位置计算方法研究

针对海洋测量水下拖曳设备位置确定问题,综合考虑拖缆受力、海流影响以及水下拖体的运动性质,建立了水下拖曳设备的位置计算模型,并仿真计算分析了测量船在不同航行状态下拖曳设备位置确定的规律,探讨了不同海流效应对拖曳设备位置确定的影响。仿真计算结果表明,在海洋动态环境作用下,拖缆各方向的偏移明显呈曲线形状,非简单几何运算所确定。测船各方向的运动均可对水下拖体的位置在相应方向产生一定影响,而水下拖体位置的变化量小于测船拖点位置的变化量。海流对水下拖曳设备定位可造成数米的偏差,需进行相应改正。建议可考虑采取船载式ADCP实时测流辅助水下拖曳设备定位的工作模式。     

一种深海拖曳系统稳健可靠的组合定位方法

为了解决深海拖曳系统定位异常、不连续以及误差积累的问题,提出了一种联合惯性导航系统(INS)和超短基线定位系统(USBL)的组合定位方法,利用在航声线跟踪实现USBL的高精度定位,顾及INS和USBL系统的互补性,并结合Kalman滤波构建了INS+USBL的组合定位模型。将该组合定位模型应用于"向阳红01"船深海拖曳系统在南海的定位实验并与USBL的定位结果比对,实验表明,组合定位方法有效地解决了深拖系统定位异常且不连续问题。INS+USBL组合定位方法可以满足深海拖曳系统的稳健可靠定位,对于深远海定位具有重要意义。