CN108583788A - 用于海洋科学试验和实时剖面观测的三锚式浮标及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于海洋科学试验和实时剖面观测的三锚式浮标及方法，浮标包括：三锚式浮标标体、剖面观测模块、海洋环境参数和标体自身姿态测量模块、数据采集控制模块、供电模块、通信模块、数据接收处理模块。标体搭载各模块；数据采集控制模块根据海洋环境参数和标体自身姿态确定当前海况，控制三锚式浮标的绞车动作和剖面观测模块的数据采集，并将采集的剖面数据传递至通信模块再发送给数据接收处理模块；供电模块用于为上述模块供电。方法为数据采集控制模块根据海洋环境参数及自身姿态得到当前海况，并按不同海况要求控制绞车下方速度和剖面观测模块的数据采集发送给陆基站，实现在岸边对浮标布放海域进行长期、连续、定点、实时剖面观测。

Description

用于海洋科学试验和实时剖面观测的三锚式浮标及方法

技术领域

本发明涉及海洋科学研究领域，具体的说是用于海洋科学试验和实时剖面观测的三锚式浮标及方法。

背景技术

在海洋科学研究的长期发展过程中，对于海洋剖面观测数据的长序列、连续、实时的获取成为这一学科研究取得原创性成果的关键瓶颈。为了解决与海洋水体剖面实时观测相关的技术问题，国内外相关技术领域从传感器技术、通信传输技术、系统结构设计技术、系留技术和能源供给技术等方面进行了诸多尝试，这些尝试大大提高了水体剖面观测相关的系统设计水平和装备研制水体，对海洋科学的研究起到了重要的支撑作用。但是针对近海海域严酷与恶劣的科研设施运行外界条件，如海洋渔业的无序捕捞、海洋资源的过度开发、近海生态灾害的频发等，严重限制各类剖面水体观测技术的应用和推广。而且目前很多科学家都面临海洋科研项目必须依赖大型科考船的困境，很多科学意义明显但资金支持并非十分充足的科研项目就无法充分实施。

同时，我国目前大型海洋浮标的锚系方式大多采用单锚系留方式，水面标体在海洋环境载荷作用下以标体下方锚系点为支点进行自由旋转，这种单锚浮标系统具有随潮流作用明显、活动范围大、在进行剖面观测时锚系易与剖面观测系统发生绞缠等缺点。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型的超大型浮标，采用三锚固定观测系统方式，具有更强的抗破坏能力和稳定性。三锚式浮标标体直径为15米，具有中心观测井，通过三根锚链呈120°分布在浮标下部形成充足的无障碍水域可用于剖面系统观测和各类科学试验。该浮标被长期、定点布放于指定海域，既可以通过中心观测井进行各类海洋试验，采集各层位水样，收集各类海洋微型浮游生物等，并利用浮标甲板上工作间的便利条件对采集的样品进行预处理等；同时又可以实现在无人值守情况下，对海洋剖面水体环境参数进行长期、连续、定点、实时观测，并通过浮标体获取的实时海况信息智能判断并控制剖面观测系统是否工作和工作状态。并将观测数据通过无线方式发送到陆地上的岸站接收系统，实现在办公室对水体剖面观测数据进行实时查看和处理。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：用于海洋科学试验和实时剖面观测的三锚式浮标，其特征在于包括：三锚式浮标标体、剖面观测模块、海洋环境参数和标体自身姿态测量模块、数据采集控制模块、供电模块、通信模块、数据接收处理模块。

三锚式浮标标体，用于搭载剖面观测模块、海洋环境参数和标体自身姿态测量模块、数据采集控制模块、通信模块、供电模块；

剖面观测模块，包括设置于三锚式浮标标体的剖面观测设备上的多种海洋观测传感器，用于观测水下各种剖面数据，并将剖面数据传输至数据采集控制模块；

海洋环境参数和标体自身姿态测量模块，包括波浪传感器、海流计和姿态仪，用于测量海洋环境参数和标体自身姿态；

数据采集控制模块，用于根据海洋环境参数和标体自身姿态确定当前海况，从而根据海况控制三锚式浮标的绞车动作和剖面观测模块的数据采集，并将剖面观测模块采集的剖面数据传递至通信模块；

通信模块，用于通过CDMA、GPRS和北斗与数据接收处理模块通信；

数据接收处理模块，设置于岸边的陆基站内，用于接收、存储和显示剖面数据，实现在岸边对海洋剖面的实时、定点观测；

供电模块，包括蓄电池以及与其连接的太阳能板；用于通过蓄电池为上述模块和三锚式浮标的绞车供电。

其中，所述三锚式浮标标体包括小平台、工作舱、浮力舱、锚链扣及中心观测井，其中工作舱安装在浮力舱的甲板上，所述中心观测井的一端安装于浮力舱内、且与海水相通，该中心观测井的另一端位于所述工作舱中，所述小平台安装于中心观测井的顶部；所述工作舱内在中心观测井的周围设有绞车间及多个工作间，每个所述工作间内设有至少一个工作台，所述绞车间内安装有铰车；所述中心观测井内的顶部安装有定滑轮，绞车通过钢丝绳绕过该定滑轮后连接有剖面观测设备或采水器/海洋微生物采集器；所述浮力舱侧表面下部沿圆周方向均布有三个锚链扣，每个所述锚链扣上均通过锚链连接有锚；所述浮力舱内安装有为整个浮标供电的蓄电池，所述小平台上设有将太阳能转化为电能并传递给蓄电池的太阳能板。

所述浮力舱侧表面上部设有避免对浮标造成撞击伤害的护舷。

所述锚链包括中间锚链和主锚链，该中间锚链的一端连接于所述锚链扣上，另一端与所述主锚链的一端均连接于浮鼓上，所述主锚链的另一端连接有锚。

所述浮鼓将中间锚链和主锚链托起，所述浮力舱的下方形成真空地带。

所述小平台上还安装有采集海表面气象参数数据的气象传感器、提醒过往船只避免发生碰撞的报警锚灯以及将采集的气象参数数据发送至岸边陆基站的数据接收处理模块的通信天线。

用于海洋科学试验和实时剖面观测方法，包括以下步骤：

1)数据采集控制模块控制海洋环境参数和标体自身姿态测量模块实时采集海洋环境参数和标体自身姿态得到当前海况；

2)当当前海况未超过三级海况时，数据采集控制模块判断当前为正常工作状态，控制三锚式浮标的绞车下放钢丝绳，并根据实时海况控制钢丝绳的下放速度：当前海况为一级海况时，控制钢丝绳以速度V1下放和回收；当前海况为二级海况时，控制钢丝绳以速度V2下放和回收；当前海况为三级海况时，控制钢丝绳以速度V3下放和回收；其中，V1<V2<V3；

剖面观测模块连续采集不同水深的剖面数据；数据采集控制模块将剖面观测模块观测到的水下剖面数据经通信模块传回陆基站；陆基站的数据接收处理模块接收水下剖面数据并存储、显示；

3)当当前海况超过三级海况时，数据采集控制模块判断当前为危险状态，控制三锚式浮标的绞车回收钢丝绳，使剖面观测模块或采水器/海洋微生物采集器缩回至浮标中心井内。

其中，所述当前海况是通过测定波浪高度、海流速度、横摇角获取的；当波浪高度、海流速度、横摇角度均小于各自对应的一档阈值时为一级海况；当波浪高度、海流速度、横摇角度其中一个大于等于其对应的一档阈值，且小于二挡阈值时为二级海况；当波浪高度、海流速度、横摇角度其中一个大于等于其对应的二档阈值，且小于三挡阈值时为三级海况；当波浪高度、海流速度、横摇角度其中一个大于等于其对应的三档阈值时为超过三级海况。

所述数据采集控制模块控制绞车下放钢丝绳包括以下步骤：数据采集控制模块控制绞车启动，放松钢丝绳，使剖面观测模块或采水器/海洋微生物采集器在自身重力的作用下，随着绞车的转动下降。

所述控制绞车回收钢丝绳包括以下步骤：数据采集控制模块控制绞车启动，回收钢丝绳，从而带动剖面观测设备或采水器/海洋微生物采集器随着绞车的回收而上升。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明为国内首个直径15米的三锚式浮标，排水量大，载体充足，克服复杂海洋环境的不利因素，同时中心观测井和工作舱的设计为各类海洋科学试验提供了良好的平台。

2.本发明可实现无人值守情况下，全天候进行海洋水体剖面环境参数的长期、连续、定点、实时观测，打破现有实时观测参数仅限海表层的现状。

3.本发明锚系方式采用三锚式锚泊方式，三根锚链呈120度分布，并通过浮鼓将锚链进行适当拉伸、托起，使浮标体下方形成一个空间充足的无障碍水域，可以进行剖面水体的实时观测，同时避免了剖面观测设备与锚链的绞缠的危险。

4.本发明具有智能判断功能，浮标实时采集风、浪、流等海况信息和自身摆动状态参数等信息，当这些值超过一定阈值时，剖面观测系统停止工作或加快工作速度，保证整套系统在恶劣环境下的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明去掉小平台后的结构俯视图；

图3为本发明海上布放及运行总体的结构示意图；

图4为本发明的装置整体结构原理示意图；

其中：1为小平台，2为工作舱，201为绞车间，202为工作间A，203为工作间B，204为工作间C，205为工作台，3为浮力舱，4为护舷，5为锚链扣，6为中心观测井，7为绞车，8为钢丝绳，9为剖面观测设备，10为浮鼓，11为中间锚链，12为主锚链，13为锚，14为三锚式浮标标体；15为数据采集控制模块；16为通信模块；17为数据接收处理模块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～4所示，用于海洋试验和实时剖面观测的三锚式浮标包括：三锚式浮标标体14、剖面观测模块、海洋环境参数和标体自身姿态测量模块、数据采集控制模块15、供电模块、通信模块16、数据接收处理模块17。三锚式浮标标体14，用于搭载剖面观测模块、海洋环境参数和标体自身姿态测量模块、数据采集控制模块15、通信模块16、供电模块。剖面观测模块，包括设置于三锚式浮标标体14的剖面观测设备9上的多种海洋观测传感器，用于观测水下各种剖面数据，并将剖面数据传输至数据采集控制模块15。海洋环境参数和标体自身姿态测量模块，包括波浪传感器、海流计和姿态仪，用于测量海洋环境参数和标体自身姿态。数据采集控制模块15，用于根据海洋环境参数和标体自身姿态确定当前海况，从而根据海况控制三锚式浮标的绞车7动作和剖面观测模块的数据采集，并将剖面观测模块采集的剖面数据传递至通信模块16。通信模块16，用于通过CDMA、GPRS和北斗与数据接收处理模块17通信。数据接收处理模块17，设置于岸边的陆基站内，用于接收、存储和显示剖面数据，实现在岸边对海洋剖面的实时、定点观测。供电模块，包括蓄电池以及与其连接的太阳能板；用于通过蓄电池为上述模块和三锚式浮标的绞车7供电。

三锚式浮标标体14包括小平台1、工作舱2、浮力舱3、护舷4、锚链扣5及中心观测井6，其中工作舱2安装在浮力舱3的甲板上，中心观测井6的一端安装于浮力舱3内、且与海水相通，该中心观测井的另一端位于工作舱2中，小平台1安装于中心观测井6的顶部。

工作舱2内安装有蓄电池，小平台1上搭载有12块太阳能板，工作舱上方安装有36块太阳能板，太阳能板负责将太阳能转化为电能，传递给浮力舱3内的蓄电池，蓄电池再将电能供给整个浮标的各类用电单元。小平台1上还安装有各类气象传感器、报警装置和通信天线等，气象传感器主要包括温度湿度传感器、风速风向传感器、气压传感器和雨量计等，为采集各类海表面气象参数数据；报警装置主要包括锚灯，待晚上或光线较暗时，锚灯不停的闪烁，为了提醒过往船只以免发生碰撞；通信天线主要包括CDMA天线、GPRS天线和北斗天线，将浮标采集的气象和水体等各项观测参数发送至陆地上的岸站接收系统。

工作舱2内在中心观测井6的周围设有绞车间及多个工作间，每个工作间内设有至少一个工作台205；本实施例是在工作舱2内设置了四个房间，其中一个为绞车间201，另外三个分别为工作间A202、工作间B203和工作间C204，绞车间201内安装有绞车7，为中心观测井6的剖面观测仪或各类采样器提供动力支持；工作间A202和工作间C204内各设有一张工作台205，工作间B203内设有两张工作台205；工作台205是用来在进行海洋科学试验时用于组装各种仪器设备，以及为各种采样样品进行临时预处理提供工作台。

浮力舱3为整个浮标提供浮力保障，同时浮力舱3内还包括多个蓄电池、数据采集控制模块15等，内含有各种压载，保证整套浮标稳性要求。

中心观测井6内与海水相通，用于海水采样、海洋微生物采集和水体剖面观测的主要通道，在中心观测井6内的顶部安装有定滑轮，绞车7通过钢丝绳8绕过该定滑轮后连接有剖面观测设备9或采水器/海洋微生物采集器等设备，为各种采样器或水体剖面观测仪提供动力，满足剖面观测设备9或采水器/海洋微生物采集器上升和下降的需求。剖面观测设备9内可以安装各种用于海洋水体剖面观测的传感器，并为将来的功能拓展预留电源和信号端口，该剖面观测设备9可拆卸，可更换为采水器或海洋微生物采集器，以进行不同的海洋科学试验。绞车包括排缆器、编码器、电控单元。剖面观测设备9用于搭载多种海洋观测传感器。

浮力舱3侧表面上部设有护舷4，本实施例的护舷4主要属于防撞装置；当过往船只擦碰浮标时，护舷4可起到缓冲和保护的作用，避免对浮标的直接伤害。浮力舱3侧表面下部沿圆周方向均布有多个锚链扣5，每个锚链扣5上均通过锚链连接有锚13；本实施例的锚链扣5为三个，按120°均匀分布。锚链包括中间锚链11和主锚链12，该中间锚链11的一端连接于锚链扣5上，另一端与主锚链12的一端均连接于浮鼓10上，主锚链12的另一端连接有锚13。浮鼓10用于将中间锚链11和主锚链12整体托起，从而在三锚式浮标标体14下形成真空地带，避免剖面观测设备9和钢丝绳8与锚链碰撞或打结。主锚链12和锚13是则是用来固定整个浮标。

用于海洋科学试验和实时剖面观测方法包括：数据采集控制模块15根据一定时序控制整套装置运行，通过读取三锚式浮标标体14上搭载的传感器实时采集的风速、海浪高度、海流速度等海洋环境参数和标体自身姿态(自身姿态包括横摇角度和震荡频率)并智能分析，判断是否超过三级海况，若当前海况超过三级海况，则数据采集控制模块15判断当前为危险状态，对绞车7发出指令，回收钢丝绳8，从而带动搭载了剖面观测模块的剖面观测设备9或采水器/海洋微生物采集器随着绞车7的回收而上升，保障安全性。

数据采集控制模块15按时序依次启动采集：通过波浪传感器采集波浪高度，并设置波浪高度的三档阈值：一档阈值1、二挡阈值2和三档阈值3；通过海流计采集海流速度，并设置海流速度的三档阈值：一档阈值①、二挡阈值②和三档阈值③；通过姿态仪采集横摇角度，并设置横摇角度的三档阈值：一档阈值a、二挡阈值b和三档阈值c。当波浪高度、海流速度、横摇角度均小于各自对应的一档阈值时为一级海况；当波浪高度、海流速度、横摇角度其中一个大于等于其对应的一档阈值，且小于二挡阈值时为二级海况；当波浪高度、海流速度、横摇角度其中一个大于等于其对应的二档阈值，且小于三挡阈值时为三级海况；当波浪高度、海流速度、横摇角度其中一个大于等于其对应的三档阈值时为超过三级海况。

若当前海况未超过三级海况，则数据采集控制模块15判断当前为正常工作状态，对绞车7发出指令，正常下放钢丝绳8，同时，通过包括多种海洋观测传感器、观测设备和状态参数测量设备的剖面观测模块，连续采集获取水面以下100米水深范围内的剖面水体的各项观测参数，采水器用于采集定点深度的水体样本，海洋微生物采集器用于采集海洋微生物群落。

方法步骤具体如下：

数据采集控制模块15根据海洋环境参数和标体自身姿态测量模块实时采集海洋环境参数和标体自身姿态得到当前海况。

当当前海况未超过三级海况时，数据采集控制模块15判断当前为正常工作状态，控制绞车7正常下放钢丝绳8，包括通过多种海洋观测传感器的剖面观测模块实时进行剖面水体观测工作，并根据实时海况控制钢丝绳8的下放速度：当前海况为一级海况时，控制钢丝绳8以速度V1下放和回收；当前海况为二级海况时，控制钢丝绳8以速度V2下放和回收；当前海况为三级海况时，控制钢丝绳8以速度V3下放和回收；其中，V1<V2<V3；

水下观测模块连续采集不同水深的剖面数据；数据采集控制模块15将水下观测模块观测到的水下剖面数据经通信模块16传回陆基站；陆基站的数据接收处理模块17接收水下剖面数据并存储、显示；

当当前海况超过三级海况时，数据采集控制模块15判断当前为危险状态，控制绞车7回收钢丝绳8，从而带动搭载了剖面观测模块的剖面观测设备9或采水器/海洋微生物采集器随着绞车7的回收而上升，回收至三锚式浮标标体14内的中心观测井中，保证整套系统安全。

通信模块16将整套浮标获取的水体剖面观测数据和海表面气象数据和浮标体报警等各项数据通过DTU(CDMA或GPRS)或“北斗”卫星的方式传回陆基站。

数据接收处理模块17是由数据接收服务器、数据处理软件和相应的海洋科学数据库组成，接收到通信模块16发回的观测数据，通过数据接收处理软件对数据进行实时校验，对正确的数据进行实时解析和处理，并经过相应分析进行可视化展示，并存储于相应的数据库中，保证科学家可以在办公室实时查看处理海洋剖面观测数据。

本发明首次提出具有中心观测井6的超大型海洋观测浮标，既可以用于各类海洋试验又可以进行实时剖面观测；该浮标的三锚式浮标标体14为圆形，直径为15米，标体高(从小平台1直径最大处到浮力舱3底板之间的距离)为10米。

本发明可被长期、定点布放于指定海域，既可以通过中心观测井6进行各类海洋试验，采集各层位水样，收集各类海洋微型浮游生物，为科研人员提供短期驻留平台，并利用浮标上工作间205的便利条件对采集的样品进行预处理等；又可以实现在无人值守情况下，对海洋水体剖面环境参数进行长期、连续、定点、实时的剖面观测，并将观测数据通过无线方式发送到陆地上的岸站接收系统，实现在办公室对水体剖面观测数据进行实时查看和处理。

Claims (10)

1.用于海洋科学试验和实时剖面观测的三锚式浮标，其特征在于包括：三锚式浮标标体(14)、剖面观测模块、海洋环境参数和标体自身姿态测量模块、数据采集控制模块(15)、供电模块、通信模块(16)、数据接收处理模块(17)；

三锚式浮标标体(14)，用于搭载剖面观测模块、海洋环境参数和标体自身姿态测量模块、数据采集控制模块(15)、通信模块(16)、供电模块；

剖面观测模块，包括设置于三锚式浮标标体(14)的剖面观测设备(9)上的多种海洋观测传感器，用于观测水下各种剖面数据，并将剖面数据传输至数据采集控制模块(15)；

海洋环境参数和标体自身姿态测量模块，包括波浪传感器、海流计和姿态仪，用于测量海洋环境参数和标体自身姿态；

数据采集控制模块(15)，用于根据海洋环境参数和标体自身姿态确定当前海况，从而根据海况控制三锚式浮标的绞车(7)动作和剖面观测模块的数据采集，并将剖面观测模块采集的剖面数据传递至通信模块(16)；

通信模块(16)，用于通过CDMA、GPRS和北斗与数据接收处理模块(17)通信；

数据接收处理模块(17)，设置于岸边的陆基站内，用于接收、存储和显示剖面数据，实现在岸边对海洋剖面的实时、定点观测；

供电模块，包括蓄电池以及与其连接的太阳能板；用于通过蓄电池为上述模块和三锚式浮标的绞车(7)供电。

2.根据权利要求1所述的用于海洋科学试验和实时剖面观测的三锚式浮标，其特征在于所述三锚式浮标标体(14)包括小平台(1)、工作舱(2)、浮力舱(3)、锚链扣(5)及中心观测井(6)，其中工作舱(2)安装在浮力舱(3)的甲板上，所述中心观测井(6)的一端安装于浮力舱(3)内、且与海水相通，该中心观测井(6)的另一端位于所述工作舱(2)中，所述小平台(1)安装于中心观测井(6)的顶部；所述工作舱(2)内在中心观测井(6)的周围设有绞车间及多个工作间，每个所述工作间内设有至少一个工作台(205)，所述绞车间内安装有铰车(7)；所述中心观测井(6)内的顶部安装有定滑轮，绞车(7)通过钢丝绳(8)绕过该定滑轮后连接有剖面观测设备(9)或采水器/海洋微生物采集器；所述浮力舱(3)侧表面下部沿圆周方向均布有三个锚链扣(5)，每个所述锚链扣(5)上均通过锚链连接有锚(13)；所述浮力舱(3)内安装有为整个浮标供电的蓄电池，所述小平台(1)上设有将太阳能转化为电能并传递给蓄电池的太阳能板。

3.根据权利要求1所述的用于海洋科学试验和实时剖面观测的三锚式浮标，其特征在于：所述浮力舱(3)侧表面上部设有避免对浮标造成撞击伤害的护舷(4)。

4.根据权利要求1所述的用于海洋科学试验和实时剖面观测的三锚式浮标，其特征在于：所述锚链包括中间锚链(11)和主锚链(12)，该中间锚链(11)的一端连接于所述锚链扣(5)上，另一端与所述主锚链(12)的一端均连接于浮鼓(10)上，所述主锚链(12)的另一端连接有锚(13)。

5.根据权利要求4所述用于海洋科学试验和实时剖面观测的三锚式浮标，其特征在于：所述浮鼓(10)将中间锚链(11)和主锚链(12)托起，所述浮力舱(3)的下方形成真空地带。

6.根据权利要求1所述的用于海洋科学试验和实时剖面观测的三锚式浮标，其特征在于：所述小平台(1)上还安装有采集海表面气象参数数据的气象传感器、提醒过往船只避免发生碰撞的报警锚灯以及将采集的气象参数数据发送至岸边陆基站的数据接收处理模块(17)的通信天线。

7.用于海洋科学试验和实时剖面观测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)数据采集控制模块(15)控制海洋环境参数和标体自身姿态测量模块实时采集海洋环境参数和标体自身姿态得到当前海况；

2)当当前海况未超过三级海况时，数据采集控制模块(15)判断当前为正常工作状态，控制三锚式浮标的绞车(7)下放钢丝绳(8)，并根据实时海况控制钢丝绳(8)的下放速度：当前海况为一级海况时，控制钢丝绳(8)以速度V1下放和回收；当前海况为二级海况时，控制钢丝绳(8)以速度V2下放和回收；当前海况为三级海况时，控制钢丝绳(8)以速度V3下放和回收；其中，V1<V2<V3；

剖面观测模块连续采集不同水深的剖面数据；数据采集控制模块(15)将剖面观测模块观测到的水下剖面数据经通信模块(16)传回陆基站；陆基站的数据接收处理模块(17)接收水下剖面数据并存储、显示；

3)当当前海况超过三级海况时，数据采集控制模块(15)判断当前为危险状态，控制三锚式浮标的绞车(7)回收钢丝绳(8)，使剖面观测模块或采水器/海洋微生物采集器缩回至浮标中心井(6)内。

8.根据权利要求7所述的用于海洋科学试验和实时剖面观测方法，其特征在于所述当前海况是通过测定波浪高度、海流速度、横摇角获取的；当波浪高度、海流速度、横摇角度均小于各自对应的一档阈值时为一级海况；当波浪高度、海流速度、横摇角度其中一个大于等于其对应的一档阈值，且小于二挡阈值时为二级海况；当波浪高度、海流速度、横摇角度其中一个大于等于其对应的二档阈值，且小于三挡阈值时为三级海况；当波浪高度、海流速度、横摇角度其中一个大于等于其对应的三档阈值时为超过三级海况。

9.根据权利要求7所述的用于海洋科学试验和实时剖面观测方法，其特征在于所述数据采集控制模块(15)控制绞车(7)下放钢丝绳(8)包括以下步骤：数据采集控制模块(15)控制绞车(3)启动，放松钢丝绳(8)，使剖面观测模块或采水器/海洋微生物采集器在自身重力的作用下，随着绞车(3)的转动下降。

10.根据权利要求7所述的用于海洋科学试验和实时剖面观测方法，其特征在于所述控制绞车(7)回收钢丝绳(8)包括以下步骤：数据采集控制模块(15)控制绞车(3)启动，回收钢丝绳(8)，从而带动剖面观测设备(9)或采水器/海洋微生物采集器随着绞车(7)的回收而上升。