Planar trajectory planning and tracking control design for underactuated AUVs

This paper addresses the combined problem of trajectory planning and tracking control for underactuated autonomous underwater vehicles (AUVs) on the horizontal plane. Given a smooth, inertial, 2D reference trajectory, the planning algorithm uses vehicle dynamics to compute the reference orientation and body-fixed velocities. Using these, the error dynamics are obtained. These are stabilized using backstepping techniques, forcing the tracking error to an arbitrarily small neighborhood of zero. Simulation results for a constant velocity trajectory, i.e. a circle, and a time-varying velocity one, i.e. a sinusoidal path, are presented. The parametric robustness is considered and it is shown that tracking remains satisfactory.     

南沙海域万安盆地地质构造特征

利用在南沙海域万安盆地所采集的地震、重磁资料及钻井、地质资料，对该盆地的地震反向特征，沉积特征、区域地质、构造特征及构造发展史进行了的简要的论述，本文以该区Ｔｇ深度资料为基础，并利用ＣＣＯＰ年刊发表的新生代基底深度资料，初步圈定了万安盆地的边界，并对盆地二级构造单元进行了划分，将盆地划分为５坳３隆、坳隆相间的构造格局。     

南麂海域台风影响过程中的波浪特征

根据１９８３－１９８９年南麂海洋站在台风影响过程中的实测风和浪资料，分析了该海域的波浪特征。结果表明，这个海域的台风波浪通常是混合浪，在台风影响过程中出现的最大值波高，既有较大波陡的风浪，也有波陡较小的清浪；各向波高的均值变化不大，各向最大波高却有较大幅度的差距；本区的台风浪以４级波高占优，风浪以ＮＮＥ向、涌浪以Ｅ向为常浪向；波高为４级的风浪和涌浪，其周期分别在４．０－４．９Ｓ和７．０－７．９Ｓ之     

南沙海域区域地质构造

以多年来在南沙海域的海洋地质－地球物理综合考察所取得的资料为基础,分析研究了区内的地球物理场特征、深部地壳结构、基底性质、断裂构造等,其中断裂构造划分出正断裂、逆冲断裂和走滑断裂３个系统,区域上划分出３大块体和６个地块。叠置在不同地壳类型和基底之上或不同构造部位的１３个主要的大中型新生代盆地,具有沉积厚度大、盆地类型多、规模大的特点,是多种盆地原型的叠覆盆地,也是油气资源的重要场所。     

南沙群岛海域沉积物间隙水营养盐（氮、磷、硅）的研究

通过1997年11月和1999年7月2个航次对南沙群岛海域的现场调查,实测了南沙群岛深海盆沉积物的孔隙度?间隙水的营养盐含量,估算了沉积物海水界面营养盐的扩散通量?2个航次的沉积物间隙水的NO2-N,NO3-N ,NH4-N,PO4-P ,SiO3-Si含量,1997年冬季航次平均为4.68,43.84,115.68 ,6.85,425.71μmol·L-1,1999年夏季航次(H4SiO4除外)平均为2.72,36.86,31.40,10.10μmol·L-1;平均扩散通量,1997年冬季航次为0.03,-14.07,121.70,0.25,72.54μmol·m-2·d -1,1999年夏季航次(H4SiO4除外)为0.10,-11.74,40.47,-0.56μmol·m-2·d -1?NH 4和H4SiO4 是扩散量最大的2种组分,而HPO2-4 和NO-2的扩散量极小?     

广西近海潮汐和海流的观测分析与数值研究——Ⅱ.数值研究

基于二阶湍流闭合模型计算涡动粘性系数的 POM三维水动力模型 ,选用 0 .5′× 0 .5′细网格 ,采用动边界方法 ,把作为强迫力的潮汐和风力统一在一个模型中 ,并考虑径流作用 ,诊断计算广西近海的潮汐和海流。用 8个潮汐观测站和 2 6个锚碇浮标资料 ,对计算出的潮汐和潮流调和常数进行检验 ,证明了本研究结果的合理性。计算结果表明 :广西近海的潮汐性质基本属于正规全日潮 ;潮流性质绝大多数海区属于不正规全日潮或正规全日潮。 O1,K1和 M2 分潮最大流速均出现在钦州湾的龙门水道 ,表层分别为 5 0 ,6 0 ,40 cm/s。冬季表层存在较强的西偏南向沿岸流。铁山港外海存在一较强的逆时针环流。钦州湾龙门以北和以南分别存在半封闭逆时针环流和半封闭顺时针环流。廉州湾口存在西向风海流横向输运。冠头岭沿岸存在北偏西向补偿流。底层余流与表层的大致相同 ,但流速较小 ,沿岸流为西偏北向 ,具有补偿流性质。夏季余流与冬季相比 ,流向大致相反 ,但流速明显小     

基于生态系统的上海崇明东滩海岸带生态系统退化诊断

海岸带是资源与环境条件最为优越的区域,也是与人类发展关系最为密切的区域之一。本文选择上海崇明东滩海岸带生态系统为研究示范区,在对崇明东滩海岸带生态系统结构分析的基础上,基于"压力-状态-响应"模型构建海岸带生态系统退化诊断指标体系,定量评估了崇明东滩海岸带生态系统退化状况。结果表明,从2000年至2008年,崇明东滩海岸带生态系统整体上表现为健康,局部区域表现为轻微退化,轻微退化的面积分别为25.71km2(2000)、16.66km2(2003)、18.16km2(2005)和40.46km2(2008)。自然湿地生态系统是崇明东滩海岸带中一个重要的生态系统类型,2000年至2008年,崇明东滩自然湿地生态系统大部分面积保持在健康的状态,大规模的围垦工程和外来物种互花米草入侵是造成自然湿地生态系统退化的主要原因。2000年至2008年,崇明东滩农业生态系统整体上表现为健康状态,产业结构不合理和由于化肥、农药使用造成的环境恶化等问题,是造成崇明东滩海岸带农业生态系统局部区域发生退化的主要原因。人口增长和经济发展引起的现有资源的过度使用和环境恶化等问题,使得城镇生态系统健康面临巨大挑战,在2005年表现为轻微退化。本文的研究方法可为我国其它地区海岸带生态系统管理和建设提供理论依据和示范案例。     

海洋功能区划与海洋生态红线关系探讨

海洋生态红线制度是我国"五位一体"文明建设的具体要求。为进一步在自然科学与人文科学的联结点上探求深入开展生态红线工作的可能性,文章对比了实施多年的海洋功能区划与历史新阶段提出的海洋生态保护红线的概念和内涵,剖析了两者之间的区别与联系,指出海洋功能区划与海洋生态红线区划在法律地位和管控制度等方面具有一致性,在划分目标、空间管理及划分方法上具有差异性,海洋功能区划以"使用"为主,海洋生态红线以"保护"引领。在此基础上,建议未来海洋生态红线工作的开展可从海洋功能区划借鉴经验,建立完善的管控评估制度,确立生态保护红线的优先地位,处理好海洋功能区划与海洋生态红线区划的关系。同时,海洋生态红线区划应以维持海洋生态系统结构稳定和提高海洋生态系统服务功能为目标,将区域资源环境承载力评估作为一项参考指标,限制低承载区的开发利用,保证海洋生态环境健康可持续发展。     

西北太平洋柔鱼冬春生群体栖息地的变化研究

柔鱼（Ommastrephes bartramii）是短生命周期鱼种,其适宜栖息地范围受海洋水温条件的显著影响。本文根据2006-2015年7-11月中国鱿钓技术组提供的西北太平洋柔鱼冬生群体的捕捞数据以及海表温度（SST）数据,利用捕捞努力量与SST的频率分布关系,估算柔鱼各月适宜温度范围（PFSST）,对1985-2015年柔鱼PFSST进行估算,同时分析柔鱼PFSST的年代际变化规律,并评估不同强度厄尔尼诺和拉尼娜事件对柔鱼栖息地的影响。研究表明,2006-2015年柔鱼各月适宜的SST具有明显变化,7-11月对应适宜的SST范围分别为16~19℃、17~21℃、15~19℃、14~16℃和12~13℃。单位捕捞努力量渔获量大小随PFSST变动而发生相应变化,两者具有显著正相关关系,这说明了柔鱼渔场范围内适宜温度面积增加,对应柔鱼资源丰度上升。1985-2015年柔鱼PFSST呈现显著的月间和年际变化,7-11月PFSST具有先增加后递减的变化规律,且7-9月PFSST年际波动相似,10和11月PFSST年际变化相似。同时,柔鱼PFSST与渔场内SST具有显著正相关关系。柔鱼渔场内PFSST受厄尔尼诺和拉尼娜事件调控,其面积随气候事件的强度发生变化,具体表现为:弱拉尼娜事件和正常气候条件下,柔鱼渔场范围内水温最高,适宜栖息面积显著增长;中等强度和高强度拉尼娜条件下,柔鱼渔场内平均水温较高,但适宜栖息面积较前两者显著减小;弱强度、中等强度和超高强度厄尔尼诺条件下,柔鱼渔场内水温均较低,但弱强度和超高强度厄尔尼诺条件下柔鱼适宜栖息面积均大于中等强度厄尔尼诺条件。     

山东昌邑国家级海洋生态特别保护区生态环境现状及管护对策研究

山东昌邑国家级海洋生态特别保护区是目前国内唯一以柽柳林生态系统为主要管理和保护对象的国家级海洋保护区。为系统、全面地了解保护区内生态环境和保护物种的变化趋势,文章对山东昌邑国家级海洋生态特别保护区生态环境现状进行了监测与评价,并根据评价结果,分析了保护区保护与管理中存在的问题。研究表明,该保护区生态环境一直处于亚健康状态,为促进保护及管护,提出了加强保护区生态建设,改变保护区开发利用模式;加强能力建设,实现保护区动态监控;协调发展与保护的关系,实现资源可持续利用;大力开展柽柳生态修复,恢复柽柳的资源状况的对策建议。