深海垂直剖面实时监测系统的设计与实现

摘 要： 为了对深海动力环境进行监测，设计了一种深海垂直剖面实时监测系统。系统利用浮力调节的方法实现测量平台沿系留索升降，在升降的过程中进行海洋剖面参数的测量，同时将测量数据通过感应耦合传输和卫星通信的方式传送给岸站。突破了水下大背压条件下浮力调节技术和海上数据实时通信传输技术，实现了深海动力环境的实时测量。

关键词： 深海； 剖面； 实时测量； 浮力调节

中图分类号： TN972?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）01?0107?03

0 引 言

在海洋环境监测和资源调查中，经常需要对深海海洋动力环境进行实时测量，迫切需要研制一种既具有剖面观测功能又具有数据实时传输功能的深海垂直剖面实时监测系统，深海垂直剖面实时监测系统就是满足上述要求进行研制的一种测量系统。深海垂直剖面实时监测系统主要由流线型主浮体、测量平台、通信浮标和锚泊回收系统等构成。深海垂直升降平台通过感应耦合传输将获取的测量数据传输到主浮体上的通信浮标上，之后通信浮标定期将获取的数据通过卫星传输方式传送到岸站进行海洋环境监测和研究。系统结构简单、动作可靠、功耗低，实现了无人值守条件下的全天候长期连续定点实时观测。

1 深海垂直剖面实时监测系统硬件设计

深海垂直剖面实时监测系统示意图如图1所示，该系统包括综合控制系统、浮力调节装置、感应耦合传输装置、海洋观测设备、大容量存储器、卫星通信系统及岸站等。浮力调节装置和海洋观测设备安装在测量平台上，浮力调节装置通过浮力的变化带动测量平台沿系留索上下运动，CTD、海流计等海洋观测设备在测量平台运动的过程中测量盐度、温度、深度和海流等海洋参数，各种测量参数通过感应耦合传输到卫星通信系统，然后发送给岸站。测量海洋主要通过测量海水的流速、流向、温度、盐度、深度等各种物理性质的时间和空间序列进行海洋环境研究，深海垂直剖面实时监测系统可根据不同的需要选取不同的测量设备，文中CTD选用Falmouth Scientific Inc公司的专门为Argo浮标设计的CTD： Xr620 CTD，海流计选用Nobska 公司的MAVS?3声学海流计。