科技动态▏“黑珍珠”波浪滑翔器 菲律宾海域水文气象自主航行观测报告
引文:
自2012年以来,“黑珍珠”波浪滑翔器的技术支撑团队主持国家和省部级波浪滑翔器技术相关课题7项,研究经费4000多万元。团队围绕波浪滑翔器及其应用进行技术攻关,专业于机械结构设计、控制系统设计、导航算法设计、水动力计算、有限元计算、数据质量控制、卫通与监控设计等,拥有波浪滑翔器的波浪动力转换、导航控制设计、集成拓展应用、远程岸基监控等关键核心技术群。
正 文
2018年10月,中国科学院海洋研究所与中国海洋大学联合开展了“黑珍珠”波浪滑翔器菲律宾海盆水文气象观测试验。本次试验完成了菲律宾海域的气象水文要素的实时连续观测,观测到的近海面风速、风向、气温、气压、湿度以及海表水温与卫星遥感数据进行了对比分析,基于波浪滑翔器的远海海洋环境要素观测的准确性和有效性得到了进一步的验证。
图1 集成TD和气象站的“黑珍珠”小型波浪滑翔器
图2“黑珍珠”小型波浪滑翔器31天的航行轨迹
图3“黑珍珠”小型波浪滑翔器的航行总里程
本次海试从2018年10月10日19时34分9秒开始至2018年11月2日17时50分22秒结束共计550小时,累积航程为880.8326km,海试全程均速0.4623m/s,海试全程当前航向与期望航向差值均值为-2.9227°,设备俯仰和横滚的均值及波动都较小,电压呈现预期的合理周期性,回传的罗盘、GPS、电压以及导控参数显示波浪滑翔器平台的运行状态良好。
图4 “黑珍珠”小型波浪滑翔器的航行速度
图5“黑珍珠”小型波浪滑翔器牵引机的俯仰角度
图6“黑珍珠”小型波浪滑翔器牵引机的横滚角度
图7 “黑珍珠”小型波浪滑翔器的航向
图8“黑珍珠”小型波浪滑翔器期望航向与实际航向
图9“黑珍珠”观测的近海面气温、气压和海表水温数据
综合数据反应的时空特征、观测时间、观测海域、观测方式等因素来看,波浪滑翔器测得水温、气温、气压、风速等要素基本可信。
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【作者简介】本文作者/汪嘉宁,孙秀军,桑宏强等;汪嘉宁,中国科学院海洋研究所研究员,毕业于中国海洋大学物理海洋学专业,曾在加拿大海洋渔业部Bedford海洋研究所访问学习,现主要从事深海动力过程和气候效应和湍流混合等研究。汪嘉宁作为核心成员参加了中国科学院西太平洋深海实时科学观测网建设,突破性的实现了深海数据长周期稳定实时传输,多次担任航次调查负责人和首席科学家。主持国家自然科学青年基金、面上基金、中国科学院战略性先导科技专项课题、中科院科研仪器设备研制项目、海洋试点国家实验室“问海计划”等项目。孙秀军,中国海洋大学教授,天津大学机械工程专业工学博士,佐治亚理工学院电气与计算机工程专业公派留学生。孙秀军连续多年从事波浪滑翔器、自主水下航行器、水下滑翔机、自持剖面浮标以及水面无人船等的研发工作,具有丰富的移动观测平台研发经验。自2012年以来,孙秀军教授主持承担国家和省部级波浪滑翔器技术相关课题多项,内容涉及波浪滑翔器的工作机理研究、关键技术攻关、编队组网控制、海洋观测应用以及工程化/产业化技术等。桑宏强,天津工业大学教授,博士生导师,天津大学机械电子工程专业工学博士学位,乔治华盛大学/国立儿童医学中心访问学者,天津市131创新性人才第二层次入选者。自2007年以来一直从事智能机器人技术研究,特别是波浪滑翔器、AUV、水下滑翔机、浮标以及水面无人船等的导航控制研发工作,主持承担多项国家和省部级及横向课题,在导航控制、卫星通讯、数据采集、岸基监控、组网编队和路径规划方面具有较强的研发经验。
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