基于OrcaFlex的坐底式海底潜标释放系统运动仿真分析

坐底式海底潜标系统可用于采集海底边界层物理化学等参数,是海洋天然气水合物勘查开发过程中必不可少的关键技术手段。海底潜标的回收上浮过程易受波浪和海流等环境因素的影响,不同环境对上浮过程速度及偏移量的影响不尽相同。为了保障海底潜标精准回收和数据安全,研究坐底式海底潜标系统上浮过程受力分析及动态响应尤为重要。本文基于OrcaFlex软件对坐底式海底潜标释放上浮过程进行了模拟仿真,针对坐底式海底潜标和主体结构释放回收过程分别建立了有限元分析模型。通过设计系统及环境参数完成了坐底式海底潜标释放回收过程中受力分析及动态响应计算,为坐底式海底潜标系统的设计研发和回收作业提供指导。模拟结果表明,海底潜标在2 000 m水深处被释放后约18 min上浮至海面。受洋流影响,上浮速度约2 m/s,上浮过程水平偏移量约70 m。海试验证表明,实际情况与模拟结果一致,该潜标的回收上浮过程满足可控范围内安全条件。坐底式海底潜标在释放后被顺利打捞,验证了该系统方案设计的可行性,为海洋数据安全回收及工程应用提供了基本保障。     

基于矢量传感器的海洋声场观测潜标系统

以三维矢量传感器为核心,构建海洋矢量声场观测潜标系统。潜标由定深锚固定,工作于指定海深,可完成海洋矢量声场信息的观测与存储。矢量传感器输出的矢量声信号,经前置预处理后采样,并以文件分配表（FAT）32文件格式存储于潜标微型快擦写存储卡（CF）中;矢量传感器水下姿态由潜标中三维地磁姿态仪实时给出。潜标集成USB传输模块,回收后可通过USB串口完成数据上传PC机。海试结果表明：潜标系统可正确记录海洋矢量声场信息,且可稳定水下工作90d以上。     

应用于低频水声信号探测的小型潜标系统设计

针对水声信号探测和MEMS矢量水听器工程应用的需求，设计了一种应用于低频水声信号探测的小型潜标系统，该系统具有体积小、成本低、布放回收简便等优点，系统以FPGA为控制核心，控制三维姿态传感器采集MEMS矢量水听器姿态信息，同时将采集到的水听器信号一起传输至上位机分析和显示，实现水声信号的探测。实验结果表明:该系统数据传输速 率为2Ｍｂｙｔｅ/ｓ，探测信号频段范围为20Ｈｚ~1ｋＨｚ，该系统在水下工作稳定，可正确记录水声信号。     

矢量水听器双潜标系统纯方位定位精度分析

为了对基于矢量水听器的双潜标系统的定位精度进行分析,从纯方位被动定位系统原理入手,推导了此类条件下定位误差的几何稀释度的具体数学表达式.结合矢量水听器及潜标的应用条件,给出了仿真参数的选取依据.研究了系统基线长度、测向误差及站址误差对定位精度的影响.计算机仿真及数学分析表明,增大基线长度可以提高系统定位精度,较小的测向误差会引起较大的定位误差,站址误差所引起的定位误差大于站址误差本身且存在最小值,其值是站址误差的2倍.该研究为潜标系统的实际应用提供了重要的参考依据.     

海洋潜标新型电源系统研制

介绍了一种应用在海洋环境监测潜标上的新型电源系统。该系统主要由异形聚合物锂离子电池与保护电路(PCM)组成。简述了该系统的结构与功能。配备该系统的潜标完成了3次为期8个月的海洋应用试验。试验结果表明:该系统运行可靠与安全,可循环充电使用,全寿命费用较低。     

三维图形技术在潜标姿态回放系统中的应用

论述了三维可视化场景建立过程中如何应用GLScene实现上浮下潜浮标模型的建立、调入和姿态回放过程。建立了上浮下潜浮标的模型,显示了上浮下潜浮标的运动轨迹和在各阶段的运动姿态,最后给出了上浮下潜浮标运动过程中的场景效果图。     

水下探测中继平台系统研究

水下升降中继控制系统能够依照控制策略实现天线仓的升降过程,通过水声通信机、卫星天线实现潜标与远程指挥机的周期性数据上传及指令下载。设计了系统的结构与通信方案,解决了水下小型排缆绞车、深水直流小功率电机、升降控制策略及通信协议等关键技术问题。介绍了锚系系统设计方案、工作流程、每个结构部分的功能需求及系统应用;通过预先设定的中继控制仓时间表,控制天线仓的升降,完善可靠的升降控制过程及通信协议,为系统功能的实现提供了条件。     

两组海洋深水潜标系统的对比分析

通过对同一航次的两组海洋深水潜标系统进行对比分析,总结了要成功收放深水潜标,在设计上和投放中所应注意的问题,更好地指引今后的科考工作。     

潜标式水下目标噪声测量系统

潜标是一种隐蔽的测量装置,潜标式水中噪声测量系统是获取水下运动目标噪声信息的重要手段之一,适用于对水中各类运动目标的辐射噪声和环境噪声监测.采用定时或遥控方式工作,自动化程度高、自持力强、安全可靠;且易于布放和回收.文章介绍了该系统的特点、工作原理、设备组成、使用方法及在海洋环境研究和水中运动目标特性信息获取方面的应用及发展前景.     

实时传输潜标海流能补充技术研究

探讨了实时传输潜标利用海流能补充技术的可行性以及具体的应用方式,可为该技术在海洋环境监测领域的工程应用提供参考.