[发明专利]一种海洋集群观测方法

说明书

本发明公开一种海洋集群观测方法，包括以下步骤：a、在设定观测区域，确定观测位置，每个观测位置包括多个观测节点；b、将多个观测系统由试验母船进行布放，且布放在初始观测位置处；c、控制多个观测系统分别运动到对应的观测节点处，然后各个观测系统同步竖直下潜观测；观测系统在下潜过程中，通过全回转中间矢量推进器进行动力定位；观测完成后观测系统斜向上浮；待观测系统上浮至水面后，再控制观测系统运动到第二观测位置；如此完成观测区域的集群观测。本发明可解决海洋中小尺度过程快速、跨区域、时空同步精细化观测的问题，并且能够进行多体集群组网，实现海洋中小尺度的集群观测。

技术领域

本发明涉及海洋观测领域，具体地说是涉及一种海洋集群观测方法。

背景技术

海洋中存在着众多不同尺度的动力过程，空间上涵盖了从全球尺度的大洋热量传送带，海盆尺度的西边界流，到中尺度漩涡以及小尺度的湍流混合等。这些不同尺度的动力过程之间发生复杂的过程耦合和能量级串，直接决定了海洋中能量与物质输送。因此，对海洋环境不同尺度过程，特别是中小尺度的快速集群观测是至关重要的。海洋中小尺度过程是空间尺度小于千米级、时间尺度在一天内（甚至是秒级时间）的一类典型的快速、动态动力过程。其生命周期非常短、空间尺度小，演化过程具有随机性，现有的观测手段难以捕获，更不能满足特定海域、立体精细化的协同观测要求。

目前，针对海洋环境现场观测的方法主要有船载走航观测、潜标观测、Argo浮标、水下航行器（AUV/滑翔机）观测。其中，船载走航观测成本巨大，且无法实现一定海域范围内的多船集群同步观测，进而无法实现中小尺度的空间同步观测；潜标观测只能实现垂向单点的长期观测，其水平空间分辨率不足，因此不能满足多尺度跨区域的空间同步观测特性；Argo浮标是较为成熟的海洋观测系统，但是其自身只能实现剖面运动，不具备主动横向移动能力，机动性差；水下航行器可用于海洋中小尺度观测，但是现有水下航行器机动性、灵活性、动力定位等方面较差，具体体现在自主空间运动能力差，水平测量精度低，在强流海域自主定位精度低（比如说很容易被海流冲走，脱离原定测量位置，而且又难以通过自行调整回到原位）等方面，因此影响观测精度以及一定区域内的集群同步观测效果。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提出一种海洋集群观测方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种海洋集群观测方法，其采用多个海洋中小尺度观测系统，该观测系统从艏部至尾部依次设置有传感器舱、俯仰调节舱、中间横移舱、浮力调节舱和推进舱；

所述传感器舱、俯仰调节舱和浮力调节舱为密闭舱，中间横移舱和推进舱为透水舱；

在传感器舱上设置有外露的测量传感器，在传感器舱的内部设置有存储模块，测量传感器与存储模块连接；

在俯仰调节舱的内部设置有用于调节观测系统重心的俯仰调节机构，所述俯仰调节机构包括滑动支撑杆、重块和用于带动重块沿滑动支撑杆来回移动的驱动电机，所述滑动支撑杆沿俯仰调节舱的中心轴伸展方向布设，在滑动支撑杆上设置有导轨齿条；所述重块的两侧分别设置有重块前挡板和重块后挡板，在重块前挡板和重块后挡板之间设置有拉紧杆，在重块前挡板、重块后挡板和重块的中心均设置有通孔，所述滑动支撑杆从通孔中穿过；

所述驱动电机固定在安装挡板上，安装挡板与重块前挡板相连接；驱动电机的转轴连接电机齿轮，电机齿轮与传动齿轮相啮合，传动齿轮通过传动轴与导轨齿轮传动连接，导轨齿轮与导轨齿条相啮合；

在中间横移舱的舱壁面上设置有透水孔，在中间横移舱的内部设置有用于推动观测系统沿其径向横移的全回转中间矢量推进器，全回转中间矢量推进器还与能够带动其沿中间横移舱的舱壁周向转动的旋转机构连接；

在浮力调节舱和推进舱中设置有浮力驱动机构，所述浮力驱动机构包括内油馕和外油馕，内油馕设置在浮力调节舱中，外油馕设置在推进舱中，在内油馕和外油馕之间连通有油路，在油路上设置有电磁阀和电机泵；

在推进舱中还设置有用于推动观测系统沿其轴向前进的尾部矢量推进器；

该集群观测方法包括以下步骤：