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水下滑翔机是一种浮力驱动的无人水下自治观探测平台, 具有持续性、鲁棒性、自主性等特点, 是构建海洋观测技术体系重要的水下航行器之一。文章从水下滑翔机发展历程、运行方式和专用传感器展开, 基于国内外海洋学文献综述研究, 重点对水下滑翔机在典型海洋现象观测应用方面进行总结。水下滑翔机的运行稳定性、长时续, 观测高分辨率、低成本的特点, 满足了对海洋中尺度涡、内波、湍流、环流/边界流和锋面的长时间、精细化立体观测要求; 鲁棒性、自主性的特点使其能够适应台风过境、地震、原油泄漏前后等紧急恶劣海洋状况的监测; 运行平稳、低噪声的特点使其成为声学监测与探测的良好平台。对比分析国内外的水下滑翔机(组网)应用状况可以发现, 国内水下滑翔机在传感器、数据处理和组网技术方面都需要进一步完善。最后总结并展望了国内外水下滑翔机面向海洋现象观测的应用。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2020,(Z1)
海洋浮游生物是一个复杂而庞大的生物群落,种类繁多、数量庞大,对海洋环境、生态、渔业及海洋基础科学研究具有重要的科研价值与现实意义。为实现对海洋浮游生物和颗粒物的实时原位,高分辨率,非侵入式成像,研发了OUC-HoloCam~(200)水下原位同轴数字全息浮游生物探测系统。OUC-HoloCam~(200)基于同轴数字全息技术,具有高精度、大景深的优点,仪器结构紧凑、集成度高,易于安装在各种水下观测平台上。该仪器可在海洋生物学、海洋光学、海洋环境监测等领域发挥一定的作用。OUC-HoloCam~(200)已在南海近岸地区进行了浅海测试,并已连续工作超过48 h,在海试期间,已记录超过5.4万张高质量的原位全息图。 相似文献
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海洋微结构湍流作为常见的海洋运动,对海洋中溶解质扩散、能量转移有显著作用,对海水运动及其温盐特性等有重要影响。作为低能耗、无动力的海洋观测平台,水下滑翔机具有噪声低、航时长,易回收等优点,使得长期不间断低成本观测湍流成为了可能。在本文中,从湍流观测原理的维度出发,研究分析滑翔机运动特性对湍流数据的影响;通过解析滑翔机在垂直面内运动方程,获得适合湍流观测的滑翔机运动参数;利用傅里叶变换从时域与频域分析了滑翔机的振动特性;最后通过海试,验证了基于水下滑翔机的湍流观测平台长时间不间断观测海洋湍流的能力。 相似文献
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温度、盐度和压力是海洋重要的基本物理特性参数。温盐深测量仪(Conductivity Temperature Depth,CTD)是海水温盐剖面观测的关键仪器,在海洋经济开发、海洋观测、海洋国防建设方面有着极为重要的意义。本文介绍了几种典型的温盐深测量设备及移动观测平台,重点论述了CTD在Argo浮标、水下滑翔机等海洋移动观测平台上的应用现状,分析了水下滑翔机搭载的CTD在热滞效应、湍流等因素影响下产生的测量误差。最后探讨了以水下滑翔机为代表的海洋移动观测平台搭载CTD测量技术的发展趋势及应用前景。 相似文献
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水下滑翔机是开展海洋无人移动观测的重要平台,其实际航行轨迹往往与预设路径存在较大差异,多台水下滑翔机协同观测时,难以始终保持预设的组网阵列。本研究提出一种基于牛顿力学积分的水下滑翔机群协同控制算法,根据水下滑翔机群出、入水的异步性调节水下滑翔机入水前的运动参数。基于对水下滑翔机受力分析,利用牛顿力学积分还原水下滑翔机在海洋中的运动状态,进而运用水下滑翔机群的协同控制算法同时约束多台水下滑翔机的运动,并开展仿真实验。实验结果证明该算法能够使多台水下滑翔机较好地保持预设组网阵列,从而可对目标海域进行协同观测。 相似文献
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水下滑翔机作为一种新型移动观测平台,可以对热带气旋过境期间引发的海洋响应进行全方位的观测,利用获取的观测数据能够进一步增强台风预报的准确性。从水下滑翔机相较于其他热带气旋观测方式的优势展开,基于“海燕”系列水下滑翔机观测到的台风“天鸽”(Hato)引起的海洋温盐异常历史数据, 并结合同期卫星的观测数据和 JMA(Japan Meteorology Agency)最佳台风路径数据库,分析研究水平和垂直方向上的海洋温盐异常响应。验证了 4 台“海燕–II”水下滑翔机具有对 2017 年台风“天鸽”引起的海洋响应进行精细化剖面观测的能力,可以完整捕捉台风过境引起的垂直混合现象以及降雨对其观测区域内盐度变化的影响,并分析水下滑翔机观测数据得出台风期间海洋响应的程度与其距离台风的位置有关,即台风期间水下滑翔机观测海域与台风路径距离越近,其温盐异常变化越明显,并且台风路径右侧海域相较于路径左侧海域的温度异常幅度更大。 相似文献
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本文简要叙述了普及型水下摄像机技术目前的近况,对其在我国海洋开发的港口工程建设、城市污水深海排放工程、海洋环境监视、海洋水产增养殖、深海资源调查、海洋生物资源状况记录等方面的应用做了描述,并展望了其在我国海洋开发中的广阔应用前景. 相似文献
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Development and experiments of the Sea-Wing underwater glider 总被引：1，自引：0，他引：1
Underwater gliders,which glide through water columns by use of a pair of wings,are efficient long-distance,long-duration marine environment observatory platforms.The Sea-Wing underwater glider,developed by the Shenyang Institute of Automation,CAS,is designed for the application of deep-sea environment variables observation.The system components,the mechanical design,and the control system design of the Sea-Wing underwater glider are described in this paper.The pitch and roll adjusting models are derived based on the mechanical design,and the adjusting capabilities for the pitch and roll are analyzed according to the models.Field experiments have been carried out for validating the gliding motion and the ability of measuring ocean environment variables.Experimental results of the motion performances of the glider are presented. 相似文献
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水声宽带信号波形预报技术研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了实现远程水下目标微弱信号检测,掌握远程传输后信号波形的特征,水声宽带信号波形预报技术是研究水下信号精细化特征研究的重要突破口之一.针对宽带信号,采用波束位移射线简正波(BDRM)频域合成波形预报算法和 BELLHOP 射线时域波形预报算法,获得宽带信号远程波形预报模型,并在浅海负跃层和深海声道两种典型海洋环境下,利用上述两种宽带波形预报算法,仿真计算了宽带信号远程波形,比较了两种波形预报算法精度.结果表明,在一定条件下,两种模型具有同等计算精度,可满足不同条件下的信号波形预报需求. 相似文献
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This study analyzes and summarizes seven main characteristics of the marine data sampled by multiple underwater gliders. These characteristics such as the big data volume and data sparseness make it extremely difficult to do some meaningful applications like early warning of marine environment. In order to make full use of the sea trial data, this paper gives the definition of two types of marine data cube which can integrate the big marine data sampled by multiple underwater gliders along saw-tooth paths, and proposes a data fitting algorithm based on time extraction and space compression(DFTS) to construct the temperature and conductivity data cubes. This research also presents an early warning algorithm based on data cube(EWDC) to realize the early warning of a new sampled data file.Experiments results show that the proposed methods are reasonable and effective. Our work is the first study to do some realistic applications on the data sampled by multiple underwater vehicles, and it provides a research framework for processing and analyzing the big marine data oriented to the applications of underwater gliders. 相似文献
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In this paper, we propose a hybrid forecasting model to improve the forecasting accuracy for depth-averaged current velocities (DACVs) of underwater gliders. The hybrid model is based on a discrete wavelet transform (DWT), a deep belief network (DBN), and a least squares support vector machine (LSSVM). The original DACV series are first decomposed into several high- and one low-frequency subseries by DWT. Then, DBN is used for high-frequency component forecasting, and the LSSVM model is adopted for low-frequency subseries. The effectiveness of the proposed model is verified by two groups of DACV data from sea trials in the South China Sea. Based on four general error criteria, the forecast performance of the proposed model is demonstrated. The comparison models include some well-recognized single models and some related hybrid models. The performance of the proposed model outperformed those of the other methods indicated above. 相似文献
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对水下滑翔器的整体外形设计与水动力性能进行研究。在Slocum等几种典型水下滑翔器样机的基础上,对滑翔器的主体和附体进行一体化设计,得到阻力最小的新型水下滑翔器构型设计。利用CFD方法对水下滑翔器进行模拟仿真,通过分析对比五种主体构型,得到了比较合理的主体线型,然后用正交设计方法和曲线拟合法对附体进行了优选工作,最后得到了性能更优的整体载体外形。模拟仿真实验表明,滑翔器在8°左右攻角航行时,具有最大的升阻比;和Slocum等经典样机相比,新的载体具有更好的水动力性能。通过上述研究工作,也可以缩短水下滑翔器研制周期,降低设计成本,并为水下滑翔器的更优设计提供了有力的技术指导和参考。 相似文献
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随着海洋油气资源开发的深入发展,我国的油气勘探开发已由浅海转向深水海域,深水井场调查是深水油气田勘探开发过程中的一个重要环节,但目前国内尚未开展此项工作,深水井场调查的内容和方法技术较浅水区相比有较大差异,难度较大。通过调研并结合以往浅水区井场调查经验,对深水井场工程地质及环境地质调查的内容和方法技术作了研究。针对深水海区地质环境条件和地质灾害因素复杂等特点,详细探讨了深水井场调查的技术难点和调查研究内容,重点介绍了深水井场调查的技术方法,特别是水下声学定位、深拖、水下机器人和深水地质取样等调查技术,以期为我国深水井场工程地质调查内容和技术方法的研究提供参考。 相似文献