无人机回收潜标作业技术及实践

潜标系统是重要的海上观测平台,其回收过程至关重要,同时又充满风险性。本文介绍了南极考察作业中科考船潜标回收方法,主要包括无人机回收、作业艇回收以及科考船回收。3种方法中,无人机回收作业最为简便和安全,且其完全可以代替传统的作业艇回收,科考船回收作业最为复杂,但其适用的气象条件最为宽泛。

关于坐底式潜标的设计与布放回收

介绍了坐底式潜标的设计及受力计算,通过采用主浮力球、缆绳、释放器、锚系等部件组成坐底式潜标系统,搭载ADCP等海流测向设备,对系统在海底中的受力情况进行分析,完成各个部件及整体受力计算,并对锚系配重等进行核算。试验证明,该系统可以稳定安全地在海底进行相关工作。

潜标上浮过程中垂直运动数学建模与验证

以2014年南海北部陆坡M站春、秋两季底流观测潜标回收为例,建立数学模型分析潜标上浮过程中垂直运动特征。首先做出忽略水平海流影响、刚性连接以及主要部件外形简化等假设。通过刚性连接部分上浮数值试验,得到释放后各部件能够保持相对位置不变、整体上浮的结论。视整个系统为刚体建立了垂直运动模型。分别模拟两次潜标回收,模型与高精度超短基线观测结果的对比表明:整个上浮过程可分为加速上浮阶段和稳定上浮阶段;模型速度曲线与观测速度拟合线比较接近,给出的平均模型速度与平均观测速度均相差0.2m/s;模型能够反映出在稳定上浮阶段,稳定上浮速度随时间缓慢降低的变化特征;各部件上浮的垂直速度是振荡变化的。模型可为相关水下仪器回收工作提供定量化依据。

深海声学潜标的定位方法研究

针对我国海洋调查中深海声学潜标回收过程中遇到的定位问题介绍了两种方法:十字交叉法和三点式定位法,可为潜标回收提供一种实施简便、科学有效的定位方法。通过文中的方法,在回收潜标的过程中能节约科考船航行需要的时间,也为释放器失效时的潜标打捞工作提供了技术支持,有效降低了潜标破坏、丢失的风险。通过与船载超短基线系统的测试结果对比,在忽略设备本身精度误差的情况下,三点式定位法的相对误差为15.5 m。以5 000 m海深为例,定位精度可达1%~2%。