工作日志▏“海哨兵”波浪滑翔器西北太平洋漂流记
作者序
凡是过去,皆为序章。本文通过对“海哨兵”小型波浪滑翔器出海场景的回顾,来细数我们的故事,写给自己,也写给我们的团队,以此来追忆这段难忘的岁月。
“海哨兵”波浪滑翔器于2017年10月13日通过中国海洋大学“东方红2号”科考船在西北太平洋(日本以东海域)布设,直到目前已连续运行近150天,航行总里程约5000多公里。10月23日,波浪滑翔器遭遇台风“兰恩”(最大风力有13级)破坏出现轻微故障,目前仍然在岸基监控中心操控之下,实时回传平台状态和环境测量数据。
“海哨兵”小型波浪滑翔器
“海哨兵”波浪滑翔器是孙秀军团队最新研制的一款“黑珍珠”小型波浪滑翔器,该平台具有体积小、质量轻、成本低和效能高的特点,适合在广阔的外海大洋进行大规模布设,支撑区域性海气界面阵列观测。“海哨兵”波浪滑翔器利用太阳能发电,利用波浪能前向驱动,具有自动导航、位置保持和卫通监控等功能。平台总质量60千克,长1.6米,峰值发电功率80瓦,平均前进速度0.5米/秒,典型配置集成温盐、波浪、气象等要素传感器。
日期:2017-09-19
时间:09:16
△孙秀军:
大家好,为方便沟通,建立临时群。
小型波浪滑翔器已经运到青岛,图片请及时发到该群,方便大家了解情况。
时间:09:17
△孙秀军:
请青岛市市南区莘县路39号石发光收好,电话×××××××××××。
□于兆河:
时间:09:19
△孙秀军:
兆河和焕正在现场,请及时向此群发送照片,并及时汇报情况。
时间:09:20
感谢二位!!
时间:09:21
□陈朝晖:
诸位辛苦了!我们在国家实验室无法过去。
时间:09:22
△孙秀军:
朝晖实时了解情况就好。
□陈朝晖:
好的。
时间:09:25
△孙秀军:
周莹那边监控软件回收信息是否正常?
周莹安排开机,调试机器。
时间:09:28
□周莹:
没带气象传感器的那台刚才上电后收到一组数据正常,带传感器那台在昨天运走时是上电的,昨天晚上运行正常。
好的,老师!
时间:09:29
△孙秀军:好的。
日期:2017-09-20
时间:07:05
□周莹:
目前两艘波浪滑翔器监控数据正常,即将出发。
时间:07:08
□周莹:
当前两艘波浪滑翔器目标点均为 E 121°N 36°。
时间:07:09
△孙秀军:
好的。
小于出海了吗?
时间:07:11
□周莹:
刚打过电话,说快要出发了。
时间:07:37
△孙秀军:
好的。
时间:11:11
□周莹:
波浪滑翔器1号传回今天的数据。
□桑宏强:
哪台是1号?
时间:11:12
□周莹:
带传感器的那个波浪滑翔器是1号,桑老师。
△孙秀军:
趋势看来还可以吗?期望航向和实际航向对应如何?
□李灿:
还是不错的。
△孙秀军:
对应的,那就好。
时间:11:13
□周莹:
请看传回的数据。
□周莹:
这是波浪滑翔器2号的回传数据。
□李灿:
6080的运行轨迹。
时间:11:14
△孙秀军:
差10度,是固定误差。
时间:11:15
△孙秀军:
可以通过更改转向参数来修正。
时间:11:18
□周莹:
请看传回数据做出的比对曲线。
时间:11:19
△孙秀军:
固定偏差可以通过调整零位舵角来校准。
时间:11:20
□周莹:
这个是不带传感器的波浪滑翔器的期望航向与实际航向图。
△孙秀军:
两个都有了吗?
□李灿:
两条船的运行轨迹。
时间:11:21
△孙秀军:
好像也可以。
□周莹:
老师,于哥他们开始回收了。
时间:11:22
△孙秀军:
可以。
可以回收,一切正常。
时间:11:23
△孙秀军:
没有气象站的小型波浪滑翔器要搬运到小于家附近海域锚系,然后进行长期可靠性验证。
时间:11:25
△孙秀军:
有气象站的直接运往哪里可以问马昕老师和陈朝晖老师。
时间:11:46
□于兆河:
有气象站的运到哪?@孙秀军
△孙秀军:
应该是海洋国家实验室。
□于兆河:
好的,把联系人电话发给我。
时间:11:50
△孙秀军:
陈朝晖老师马上就给大家说地址,稍等下。
关于长期可靠性测试的波浪滑翔器是否安置妥当了?@于兆河
时间:11:51
□马昕:
山东省青岛市市南区鱼山路5号中国海洋大学文苑楼×××。
△孙秀军:
没有气象站的放在兆河家门口的海上,锚系,长期测试。
时间:11:52
△孙秀军:
有气象站的需要有一个小车,小车去小于家拉过来。
□于兆河:
拉了。
△孙秀军:
好的。
□于兆河:
长期测试不敢放?
□马昕:
你们找车拉过去了?
□于兆河:
船太多。
△孙秀军:
在你们家门口那个地方不可以吗?
□马昕:
我已经联系车了。
时间:11:53
△孙秀军:
就在港口里面。
□于兆河:
等我下船给你打电话说吧。
△孙秀军:
好的。
□马昕:
拉过去的时候给我电话。
时间:11:54
△孙秀军:
来几张海上试验照片,还有布放过程和回收过程的,兆河。
□于兆河:
@马昕,请问您电话多少?
□马昕:
××××××××。
△孙秀军:
好极了!大家辛苦,暂告一段落。
日期:2017年10月9日
时间:11:09
△孙秀军:
马老师,如果不晕船,给来个坐标点吧。
□马昕:
好的,我直接告诉你经纬度算了。
□陈朝晖:
你用的卫星信号。
△孙秀军:
好的。
时间:11:14
□马昕:
你要这个图也没用,正好船也到站了。
△孙秀军:
现在在哪来?
□陈朝晖:
再过两天才能到投放位置。
时间:11:21
△孙秀军:
这里,对吧?
日期:2017年10月10日
时间:16:21
△孙秀军:
马昕老师,可以开机了
□陈朝晖:
马昕,@马昕,可以开机了,有问题在这里讨论。
时间:17:49
□马昕:
@孙秀军,我现在去开机,开了之后告诉你。
△孙秀军:
好的,开了之后在群里面说一下。
时间:17:50
△孙秀军:
周莹和张鑫贵请监控下。
时间:17:52
□马昕:
开了,尾翼动了。
时间:18:01
□张鑫贵:
好的,尾翼动了,基本就没事,等着回传信息看看。
□马昕:
@孙秀军:开了之后,就不关了?直到布放?
时间:18:05
△孙秀军:
是的,开了就不关了。
时间:19:09
□周莹:
时间:19:11
□周莹:
信息是正常的,但铱星通讯信号不是很好,不知道是天气不好还是有遮挡?
时间:19:13
□马昕:
今天天气还可以,后甲板东西有点多,不过应该不会有遮挡。
□周莹:
好的,老师,我再监控看看。
时间:19:15
□马昕:
不过或许扔海里就好了,仪器有一点靠近船舱,可能真的会有影响。
时间:19:16
△孙秀军:
放水里就好多了。
日期:2017年10月11日
时间:13:30
△孙秀军:
这是,船在走还是波浪滑翔器在走啊?数据好像对应错了,温度。
时间:13:32
□周莹:
气象传感器只采集四个值。
△孙秀军:
风速、风向、气温、气压?
□周莹:
气压、温度、风速、风向是正确值,Ve一栏显示的是波浪滑翔器的速度,Lo和La显示当前目标点经纬度。
△孙秀军:
好的。
时间:13:44
□周莹:
这应该是船在走,请布放波浪滑翔器之前说一下。
时间:13:49
□陈朝晖:
船在走,估计明天布放。
□马昕:
船在走,目前布放时间改为后天凌晨。
□周莹:
好的,老师。
日期:2017年10月12日
时间:21:41
△孙秀军:
航向保持还可以,请问是今天晚上12点布放波浪滑翔器么?
□周莹:
老师,应该还没有布放。
时间:21:50
□陈朝晖:
估计凌晨四点以后。
△孙秀军:
那就早点睡觉吧。
时间:21:51
△孙秀军:
不要等着了,应该没有问题的,现在回传数据是正常的。
时间:21:55
□陈朝晖:
明天早晨看一下吧。
日期:2017年10月13日
时间:06:44
□马昕:
时间:06:44
□马昕:
波浪滑翔器入水,请注意经纬度和入水时间。
□周莹:
好的,老师。
时间:07:10
△孙秀军:
好的。
时间:07:46
□陈朝晖:
秀军,我把我的学生张岳奇拉进这个群,主要就是跟你们每天对接一下数据,由他负责绘图。具体你找你的学生跟他联系即可。@理查德张狗子 @孙秀军
△孙秀军:
好的。
时间:08:02
△孙秀军:
周莹把每天的数据导出来发到群里面。
□周莹:
好的,老师。
时间:08:21
□张岳奇:
收到。
时间:15:36
△孙秀军:
不知道,现在状态如何?把监控软件发到群里面,说一下铱星编号@周莹
□周莹:
好的,老师,稍等。
时间:15:41
□周莹:
时间:15:42
△孙秀军:
这是跑哪里去了,快到日本了?
时间:15:45
□周莹:
今天早上布放的,大多轨迹是船的轨迹。
时间:15:47
□周莹:
这个是今天波浪滑翔器的轨迹,跑了大约20公里。
时间:15:54
△孙秀军:
不建议距离日本太近,尽量让他跑回中国。
□周莹:
好的,老师,我改一下航迹点。
时间:15:59
△孙秀军:
现在的目标点是青岛吗?
□周莹:
是的,老师。
时间:16:00
□周莹:
1点是目标点。
△孙秀军:
让他向下方拐个弯再回来,要不就去小日本那里了。
□周莹:
好的,老师。
时间:16:04
□陈朝晖:
不是说让它绕着KEO浮标转圈吗?
时间:16:21
△孙秀军:
这个机器定制的脐带缆质量有问题,坚持不了多久,如果早点往回走的话,可以保全不损失了。所以我想让他回来,目前在KEO浮标附近,可以利用最近几天的数据进行比对了。
时间:16:26
□陈朝晖:
好,可以。不过让他自己回来,我感觉凶多吉少啊,回家的路上全是渔民……
时间:16:31
△孙秀军:
哈哈,过了岛链就快到家了。
日期:2017年10月14日
时间:07:35
□周莹:
△孙秀军:
效果不错。
日期:2017年10月15日
时间:07:31
□周莹:
一天平均跑65公里。
时间:07:33
△孙秀军:
以前平均是20到30公里,现在快了,250、288,差别30。
时间:07:37
□周莹:
这个是昨天早上7点到今天早上7点的航程,直线距离有56公里。
时间:07:40
△孙秀军:
时间:07:41
□周莹:
时间:07:45
△孙秀军:
继续监控,每天数据上传一下。
□周莹:
好的,老师。
日期:2017年10月15日
时间:08:06
□周莹:
时间:20:26
△孙秀军:
周莹,来一张全局的图。
□周莹:
好的,稍等,老师。
△孙秀军:
可以看到日本全貌和中国近海的。
□周莹:
时间:20:28
△孙秀军:
好的,估计一个月后就可以回来了。
日期:2017年10月17日
时间:07:00
△孙秀军:
时间:07:16
□周莹:
时间:18:40
△孙秀军:
周莹再来一张图吧。
时间:18:45
□周莹:
时间:18:49
△孙秀军:
好的,近24小时走过了多少路程?
时间:18:54
□周莹:
□周莹:
直线距离23公里。
□王雷:
目测35公里。
△孙秀军:
曲线差不多,如果每天20公里,那么需要多长时间进东海呢?
时间:18:58
□周莹:
□周莹:
60天,这个是昨天跑的,差不多40公里。
△孙秀军:
按照40公里算一个月。
时间:19:03
□周莹:
□周莹:
前天是50公里,近四天,一共170公里,平均每天42.5公里。
△孙秀军:
恩,好的。
时间:19:07
□于老师:
👍
时间:19:07
△孙秀军:
国家海洋预报中心有关于日本东海流预报,可以查一下,估计是逆流的。
时间:19:18
□李灿:
现在应该暂时还是顺千岛寒流,估计过几天就可能是逆日本暖流。
时间:19:25
□李灿:
这个是海流的。
△孙秀军:
看不出是顺流还是逆流。
□李灿:
恩恩,看不出来。
△孙秀军:
陈朝晖老师知道的,关于海流情况。
时间:19:55
□陈朝晖:
回来肯定会逆流,从大禹海峡到现在这个点是黑潮,黑潮自西向东,如果靠南一点,有可能会遇到顺流情况。
△孙秀军:
好的,逆流也能跑,顺流就更好了。每天50公里的平均速度是0.5到0.6米/秒,相当于1节的速度吧。
□陈朝晖:
对,一节速度。
时间:22:57
△孙秀军:
日期:2017年10月18日
时间:08:21
□周莹:
时间:08:38
□李强:
有个台风过去了。
□李灿:
李老师,是指的这个吗?兰恩Lan。
□李灿:
恩恩。
时间:20:47
□周莹:
△孙秀军:
24小时内跑了多少距离?
□周莹:
40公里。
△孙秀军:
可以。
时间:21:06
□于老师:
@孙秀军 从海大船上放下去的?
□周莹:
老师,您好,这艘波浪滑翔器是10月13号早上布放的,目前已经运行5天。
□陈朝晖:
于老师,用的我们学校的东二,在美国KEO附近放的。
□于老师:
👍
日期:2017年10月19日
时间:07:22
□周莹:
□周莹:
近24小时33公里。
日期:2017年10月20日
时间:11:07
□周莹:
时间:20:04
□周莹:
□周莹:
近24小时38公里。
△孙秀军:
好的。
时间:20:17
△孙秀军:
日期:2017年10月21日
时间:08:18
□周莹:
日期:2017年10月30日
时间:07:16
□马昕:
最近波浪滑翔器怎么样了?这几天没有更新?
△孙秀军:
现在到快到日本了,台风引起了故障。周莹把截图和轨迹发来大家看看。
时间:07:55
△孙秀军:
还有所有数据。
□周莹:
好的,稍等老师。
时间:07:56
□周莹:
△孙秀军:
来个全局点的图,到今天一共多少天了?
时间:08:19
□周莹:
□周莹:
到今天一共18天,一共运行550公里。
时间:08:27
□陈朝晖:
我看气象传感器没有数据了,不会挂了吧?
□周莹:
是的,气象传感器在台风之后出现故障,没多久就没有数据了。
△孙秀军:
气象数据没有是什么原因呢?考虑了吗?现在判断是缆的问题,怎么会影响气象站呢,难道是气象站的杆断了?
时间:08:36
△孙秀军:
时间:16:36
□陈朝晖:
那个波浪滑翔器现在怎么样了?
△孙秀军:
在日本以东,现在有些故障,不过还能走,台风过境,冲击较大,如果有机会就可以回收了。
□陈朝晖:
目前没合适的机会。
△孙秀军:
那就等着吧。
□陈朝晖:
转了个圈。
△孙秀军:
哈哈。
□陈朝晖:
有数据吗?
△孙秀军:
我问一下。
时间:16:39
□陈朝晖:
至少没有到日本岸边被捞走。
△孙秀军:
是的,现在怀疑这个机器的定制铠装缆有点薄弱,目前没有气象站的数据了,只有位置点和平台自身的信息,估计气象站被台风卷走了。
□陈朝晖:
嗨…当成一次平台测试吧。
△孙秀军:
是啊,这是进步,还需要继续进步,好在故障不是致命的,现在可以继续监控运行。
日期:2017年12月19日
时间:23:42
△孙秀军:
跑了70多天了。
日期:2018年1月9日
时间:10:40
△孙秀军:
时间:10:43
□钱老师:
跑的不错,好好干!
时间:10:52
△孙秀军:
时间:10:54
△孙秀军:
103天,2900公里。
□钱老师:
这个慢啊,上次99天,跑了近4000公里。
△孙秀军:
这个机器台风过后出了点故障,速度慢下来了。
□钱老师:
哦。
△孙秀军:
经历了一次台风,气象杆可能断了,估计铠装缆中的导线也断了几根。
时间:10:58
△孙秀军:
这是新研制的小型波浪滑翔器,名字是“海哨兵”,总重量小于60千克,总长度为1.6米。
□杨志国:
👍
日期:2018年1月13日
时间:09:47
△孙秀军:
□宋军:
👍
【后记】
目前,“海哨兵”还在海上漂流着,正在朝家的方向缓缓走来……欲知后事如何?且听下回分解!
【作者简介】
孙秀军博士,男,1981年2月出生,山东淄博人,中国海洋大学/海洋国家实验室教授,原国家海洋技术中心副研究员,主要从事海洋移动平台研发及环境观测技术研究;2011年博士毕业于天津大学机械工程学院,美国佐治亚理工学院电气与计算机工程专业联合培养博士,河北工业大学兼职教授/硕士生导师,2014年度863重大研究课题负责人,科技部海洋技术领域专家库成员;孙秀军连续十年从事水下机器人研究,先后主持研发有水下滑翔机(Underwater Glider)、缆控水下机器人(ROV)、波浪滑翔器(Wave Glider)、水下航行器(AUV)、无人水面船(USV)、剖面浮标(Profiler)、声学拖体(Towed Vehicle)等多型海洋移动观测平台;自2007年至今在科研一线长期从事海洋环境监测移动平台的理论计算、结构设计、电控设计、仿真分析、程序编写和海洋环境监测应用研究等工作,作为项目负责人或技术负责人主持和参加过多项自然科学基金、863计划(重大项目)和国家科技重大专项项目的研发工作;发表论文20余篇,其中10余篇被SCI或EI检索,申请发明专利30余项,其中授权20余项,同时合著发表水动力学学术著作1篇,获国家技术发明二等奖1项,天津市技术发明一等奖1项。
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