兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法

本发明涉及，具体地，涉及一种兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法。

背景技术：

1、深海是地球重要的组成部分，而我们对深海的认知却十分有限。深海科学考察的考察设备和考察方法是制约瓶颈。受板块运动的影响，深海存在冷泉、热液等特殊地质环境，具有突发地质事件，对深海环境产生巨大生态效应。例如，在大洋板块向大陆板块俯冲过程，大陆板块受挤压产生裂缝，深部流体和气体随裂缝喷发形成冷泉。在海洋中，几乎所有深埋甲烷的释放都发生在冷泉喷发。因此，测定喷发冷泉中的甲烷通量、解析其中的生化过程对定量理解深海的碳循环具有重要意义。

2、现有公开号为cn115924039b的中国专利申请文献，其公开了一种可实现海底长期定点监测功能的新型深海auv平台，包括支撑座，所述支撑座上部设置有横向设置的载放架，所述载放架两端均为开口结构，所述支撑座和载放架之间设置有夹紧机构,所述夹紧机构包括支撑箱，所述支撑箱底部中间位置处设置有套筒，所述支撑座顶部中间位置处设置有与套筒相适配的穿孔，所述套筒靠近支撑座上部位置处套设有第一弹簧，所述套筒插设在圆孔内，所述支撑座内设置有用于带动套筒旋转的驱动组件，所述支撑箱顶部为开口结构，所述支撑箱下部为多孔结构。

3、目前，针对海洋底部的科学调查目前仍处于单点调查占主导地位的模式，只有auv可近底做地形扫测相关的面域海底调查，缺少可在海底大范围迁徙、并可密集点位驻留精细开展科学实验及调查作业的设备与方法。其主要原因是载人潜水器、水下有缆遥控机器人等常规的可开展深海海底科学考察作业的潜水器平台不仅设备成本高，其需要船舶伴航支持的作业模式导致其应用成本也很高，无法大量编组或密集布局应用。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法。

2、根据本发明提供的一种兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法,包括通过母船将载体平台放置到目标海域；所述载体平台下潜至海底目标位置并坐底驻留进行作业，之后切换至巡航模式在目标海域内进行航行，获取常规环境的基线数据，对获取的环境数据进行判断，若发现环境异常点，则规划路线航行至异常点位并坐底驻留进行作业，之后载体平台在巡航模式和坐底驻留模式之间切换，直至完成既定任务，自主上浮至水面，向母船发出定位信号，回收至甲板；或，所述载体平台下潜至海底的目标高度进行巡航，获取常规环境的基线数据，对获取的环境数据进行判断，若发现环境异常点，则规划路线航行至异常点位并坐底驻留进行作业，之后载体平台在巡航模式和坐底驻留模式之间切换，直至完成既定任务，自主上浮至水面，向母船发出定位信号，回收至甲板。

3、优选地，所述环境异常点包括甲烷浓度升高，结合溶解氧浓度下降。

4、优选地，所述载体平台包括自主决策模块，所述自主决策模块可根据不同驻留实验点主环境因子的变化趋势自主推算环境异常点方位，并控制载体平台本体逼近环境异常点核心区。

5、优选地，多个所述载体平台进行编组作业，通过水声通信，将所有载体平台检测到的环境因子参数汇总至旗舰；旗舰分析接收到的环境因子数据后，可以对编组中任一载体平台的迁徙点方位和测试内容进行调整。

6、优选地，所述载体平台包括载体平台本体和滑橇，所述载体平台上还设置有可分离浮标；所述载体平台在水中的重量大于浮力，呈负浮力状态；所述滑橇在水中的重量大于浮力，呈负浮力状态；所述载体平台本体的重量小于浮力，呈正浮力状态；当载体平台故障时，载体平台与水面母船水声通信，若收到母船回复，则抛弃滑橇，载体平台本体上浮至海面。

7、优选地，当载体平台故障时，载体平台与水面母船水声通信，若未收到母船回复，载体平台本体驻留在海底不动，释放可分离浮标；可分离浮标利用自身浮力上浮至海面与卫星通信并发送自身坐标、设备状态数据、设备实验数据，由陆地或母船接收，并由陆地或母船决策应急处理方案。

8、优选地，可回收设备的船舶航行至信标报送位置点并对水下的载体平台本体开展水声通信，遥控载体平台本体抛弃滑橇，待载体平台本体上浮至海面进行打捞回收；若载体平台本体未在预定时间内上浮至海面，则使用水下机器人，按照信标报送位置点下潜，找到载体平台本体并打捞回收。

9、优选地，当水下作业全部完成后，所述水翼收入作业平台主体内，所述作业平台主体将滑橇抛载，所述作业平台主体在水中呈正浮力上浮至海面。

10、优选地，所述载体平台本体与滑橇之间设置有连接装置，所述连接装置的主体安装在载体平台本体上，所述连接装置的锁钩连接滑橇；当所述连接装置的锁钩位于锁位置时，所述滑橇与载体平台本体连接为一体；当所述连接装置的锁钩位于开位置时，所述滑橇与载体平台本体分离。

11、优选地，当载体平台在水中航行至环境异常点时：先降低航速，并使载体平台抬头，增加低航速下的升力，最终水平航速会降为零，水翼不再产生升力，在这之前，水下推进装置会调整为垂直状态提供向上的推力，控制作业平台整体平缓着底。

12、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

13、1、本发明通过兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台具备自主运动的能力，不需要人员的遥控，可在作业前预置作业路径、迁徙点位置、数量、停留时间、迁徙速度等参数，因此设备应用时不需要母船的伴航支持，应用成本低，具备大量列装应用的可行性。

14、2、本发明通过载体平台配置科学实验自主决策模块，在专项科学实验时，单台设备可根据不同驻留实验点主环境因子的变化趋势自主推算典型环境异常点方位，并控制载体平台逼近环境异常点核心区。该模式和功能极大的提高了海底科学考察效率。

15、3、本发明通过载体平台可编组作业，数台载体平台在海底成编队在海底同步开展科学实验，通过水声通信，将各载体平台检测的环境因子参数汇总至旗舰，旗舰分析各载体平台的环境因子数据后，自主决策编队的下一步测试内容、迁徙点方位，编队的作业方法可大幅提高海底面域的调查效率。

技术特征：

1.一种兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法，其特征在于，包括通过母船将载体平台放置到目标海域；

2.如权利要求1所述的兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法，其特征在于，所述环境异常点包括甲烷浓度升高，结合溶解氧浓度下降。

3.如权利要求1所述的兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法，其特征在于，所述载体平台包括自主决策模块，所述自主决策模块可根据不同驻留实验点主环境因子的变化趋势自主推算环境异常点方位，并控制载体平台本体(1)逼近环境异常点核心区。

4.如权利要求1所述的兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法，其特征在于，多个所述载体平台进行编组作业，通过水声通信，将所有载体平台检测到的环境因子参数汇总至旗舰；

5.如权利要求1所述的兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法，其特征在于，所述载体平台包括载体平台本体(1)和滑橇(7)，所述载体平台上还设置有可分离浮标(10)；

6.如权利要求5所述的兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法，其特征在于，当载体平台故障时，载体平台与水面母船水声通信，若未收到母船回复，载体平台本体(1)驻留在海底不动，释放可分离浮标(10)；

7.如权利要求5所述的兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法，其特征在于，可回收设备的船舶航行至信标报送位置点并对水下的载体平台本体(1)开展水声通信，遥控载体平台本体(1)抛弃滑橇(7)，待载体平台本体(1)上浮至海面进行打捞回收；

8.如权利要求5所述的兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法，其特征在于，当水下作业全部完成后，所述水翼(2)收入作业平台主体内，所述作业平台主体将滑橇(7)抛载，所述作业平台主体在水中呈正浮力上浮至海面。

9.如权利要求7所述的兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法，其特征在于，所述载体平台本体(1)与滑橇(7)之间设置有连接装置(8)，所述连接装置(8)的主体安装在载体平台本体(1)上，所述连接装置(8)的锁钩(81)连接滑橇(7)；

10.如权利要求1所述的兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法，其特征在于，当载体平台在水中航行至环境异常点时：

技术总结本发明提供了一种兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台的作业方法，通过母船将载体平台放置到目标海域；载体平台下潜至海底的目标高度进行巡航，获取常规环境的基线数据，对获取的环境数据进行判断，若发现环境异常点，则规划路线航行至异常点位并坐底驻留进行作业，之后载体平台在巡航模式和坐底驻留模式之间切换，直至完成既定任务，自主上浮至水面，向母船发出定位信号，回收至甲板。兼具定点驻留和长途迁徙双模式载体平台具备自主运动的能力，可在作业前预置作业路径、迁徙点位置、数量、停留时间、迁徙速度等参数，设备应用时不需要母船的伴航支持，具备大量列装应用的可行性。编队的作业方法可大幅提高海底面域的调查效率。技术研发人员：张宇,庄广胶受保护的技术使用者：上海交通大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11