CN112606953B - 自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统及其浮力调节方法。本发明包括半潜式标体、自配重块和横向系留锚系；半潜式标体的下部平行设置多组浮力舱，顺流卧式设置，大大降低流阻；自配重块设置于标体的下方，与浮力舱组成不倒翁结构，自动调整使标体保持竖直状态；横向系留锚系设置于标体的一侧并连接在标体的水平受力平衡点上。本发明半潜式标体上的浮力舱与自配重块形成有效的不倒翁结构，再配以锚系横向系留，提高了浮标在风浪流作用下的稳定性，保证了在3‑4级海况下浮标摇摆角±10°以内，并且，大大降低了设计、布放和施工难度，成本低，适合于在复杂恶劣海域中使用，为海洋卫星定标与验证提供了一条可行路径。

Description

自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统及其调节方法

技术领域

本发明涉及海洋光学浮标的技术领域，特别是指一种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统及其浮力调节方法。

背景技术

海洋光学浮标，又称海洋卫星定标与验证光学浮标，是公认的能够获取长期连续观测数据开展在轨海洋水色卫星辐射校正和遥感产品真实性检验的最为有效和不可或缺的技术手段。目前，国际上最具代表性有美国MOBY和欧洲的BOUSSOLE两个光学浮标，这两个光学浮标都布放在水质大气条件优良且动态变化极小的寡营养开放海域。

MOBY采用子母浮标的形式，母浮标为小型锚碇圆盘型浮标体，母浮标的锚系采用组合式，自上而下分别由包塑钢丝绳、中间锚链、尼龙缆(聚丙乙烯缆)、过渡锚链、拖底锚链和锚六部分构成，设置过渡锚链的作用是为了避免尼龙缆下部与海底的摩擦，因此，在尼龙缆适当位置加装一定浮力的浮球，将过渡锚链拉起；由于海洋环境中的风、浪、流对系泊中的子母浮标的作用，如果两标之间系缆类型和长度选定不当，很有可能造成两标相撞或跑标。

BOUSSOLE采用半潜式柱形浮标方式，半潜式柱形光学浮标是为了卫星定标而研制的特种浮标；卫星定位浮标对于浮标的稳定性、遮挡、抗风浪流能力以及自身重量、体积等都有非常高的要求，主要是浮标摇摆角小，3～4级海况下，摇摆角±10°以内，浮标光学参数观测无遮挡，浮标海上生存能力强。国际上的BOUSSOLE半潜式浮标采用紧绷式锚系，主要应用于海流非常小的深海海域。它也存在一些不足，首先，设计难度大，紧绷式锚系设计时，对布放海域的水深、潮差、海底情况等参数都需要精确掌握，而这些参数的精确测量，特别是对于几千米级水深海域的测量难度非常大；而且，还需要锚系配置精确，特别是缆绳伸缩比要控制严格准确，对于千米级锚系难度也很大。其次，布放难度大，这种紧绷式锚系在布放的时候，需要具有高吨位起吊能力的大型工程船只，费用高，海上施工难度大。另外，这种紧绷式锚系半潜式浮标标体的设置也有不足之处，浮力筒都集中设置在浮标的底部，流阻面积大，易受风浪流影响，摇摆幅度大，不适合在环境复杂和海况恶劣的海域使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统及其浮力调节方法，旨在解决现有技术中采用紧绷式锚系的半潜式浮标设计难度大、布放费用高及其标体易受风浪流影响使其摇摆幅度大不适合在环境复杂和海况恶劣的海域使用的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

在一个方面，本发明的一种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统，包括半潜式标体、自配重块和横向系留锚系；所述半潜式标体的下部设有浮力舱，所述浮力舱为多数个并呈卧式设置，多数个所述浮力舱分多层排列；所述自配重块设置于所述半潜式标体的下方，所述自配重块与所述浮力舱配合自动调整所述半潜式标体方向使所述半潜式标体保持竖直状态；所述横向系留锚系设置于所述半潜式标体的一侧并连接在所述半潜式标体的水平受力平衡点上。

本发明在半潜式标体的下部设置多层卧式浮力舱，多层浮力舱平行设置，卧式浮力舱是顺流设置的，多层排列的浮力舱具有分散式结构，这种浮力舱大大降低了海流阻力的面积，降低了半潜式标体受到海流阻力的影响；本发明在半潜式标体的下方也即根部设置自配重块，自配重块详细核算，自配重块与浮力舱形成有效的不倒翁结构，保证半潜式标体在水里垂直向上，并且，这种半潜式标体具备较大的回复力，当半潜式标体上部受到风浪流作用产生倾斜时，能够自动恢复到竖直状态，提高了抗风浪流的能力，海上生存能力强；本发明的锚系采用横向系留方案，系留点设置在浮标水平受力平衡点上，使得半潜式标体在海流的作用下也保持竖直稳定姿态，克服了传统的紧绷式锚系由于系留点在标体根部使其受到海流影响标体易倾斜的固有难题，并且，容易布放；这种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的半潜式标体是漂浮在海面上，布放水深不需要像紧绷式锚系那样精确测量，锚系配置也不需要像紧绷式锚系那样的精确，更不会像紧绷式锚系那样在设计不够精确或者实际使用的缆绳伸缩量与设计不符时会使标体由于潮差而导致出水过高或过低甚至淹没的现象，采用普通船只和常规浮标布放方案即可，大大降低了设计、布放和施工难度，克服了紧绷式锚系需要大型工程船只操作而造成的成本高和施工难度大的问题，充分保证了在3-4级海况下浮标摇摆角±10°以内，为卫星定标和验证提供了可靠的观测数据，适合于在环境复杂和海况恶劣的海域中使用。

作为一种优选的实施方案，所述横向系留锚系包括悬浮缆、锚链和锚；所述悬浮缆的一端与所述半潜式标体连接，所述悬浮缆上设有浮球，所述悬浮缆在靠近所述半潜式标体的部分呈水平设置；所述锚链的一端与所述悬浮缆的另一端连接；所述锚与所述锚链的另一端。本发明中，悬浮缆的一端系在半潜式标体侧边水平受力平衡点的位置，另一端系在锚链，中间通过浮球提升，使其靠近半潜式标体的部分呈水平设置，靠近锚链的部分呈近似竖直设置；锚链的另一端连接在锚上，锚设置在海底；这种横向系留锚系大大降低了浮标布放和维护的难度，采用普通船只和常规浮标布放方案即可，简单，省事，可靠，成本低。

作为一种优选的实施方案，所述半潜式标体上的所述浮力舱呈平行设置且每层为一个。本发明的浮力舱平行设置，分布在不同层上，每层一个浮力舱，呈分散式结构，半潜式标体稳定性高，解决了传统紧绷式锚系由于浮力舱集中在根部而导致其流阻面积大、易受风浪流影响和摇摆幅度大的问题，有利于观测，为卫星定标和验证提供了可靠的观测数据。

作为一种优选的实施方案，所述半潜式标体的底部设有水帆，所述水帆设置于所述半潜式标体的侧面上。本发明在半潜式标体上设置水帆，实时调整半潜式标体的方向，使半潜式标体工作在顺流稳定姿态，增加了浮标的顺流能力，防止浮标的水平锚系发生缠绕，提高了系统的可靠性。

作为一种优选的实施方案，所述半潜式标体的顶部设有浮体。本发明中浮体的设置，可以增加浮标的海上适应性，防止一些生物附着或半潜式标体意外缠绕一些流网等异物时导致浮标下沉的现象；浮体设置在半潜式标体的水面以上部分，半潜式标体正常情况下，浮体是在水面之上，当意外下沉时，能够提供一定的储备浮力，防止半潜式标体下沉。

作为一种优选的实施方案，所述半潜式标体上还设有可调节浮力筒，所述可调节浮力筒位于所述浮力舱的上方。可调节浮力筒的设置是为了在布放之后进一步对半潜式标体水线位置进行精确调整，控制半潜式标体的水线高度；当半潜式标体下沉时，可调节浮力筒增大浮力，直到半潜式标体水线达到设定位置；当半潜式标体上浮时，可调节浮力筒减小浮力，直到半潜式标体水线达到设定位置。

作为一种优选的实施方案，所述可调节浮力筒包括密封设置的筒体，所述筒体的一侧连接有进水管，所述筒体的另一侧连接有出水管，所述进水管还连接有输送泵。本发明中可调节浮力筒的进水管和出水管直通水面之上，通过向可调节浮力筒中注水或抽水，调整浮力舱浮力大小，实现对半潜式标体水线位置的精细调节。

作为一种优选的实施方案，所述半潜式标体上设有气囊，所述气囊连接气泵，所述气囊位于水线上。本发明中气囊设置在水线附近，气囊在平时的时候是折叠的，当浮标意外被大量渔网或其它杂物缠绕之后导致浮标大幅度下沉时，气泵启动，对气囊充气，可以短时间内大幅提高浮标浮力，保证浮标的安全；当浮标浮上来，半潜式标体回复正常水线时，气囊放气，使浮标水线保持在正常位置。

作为一种优选的实施方案，所述半潜式标体的上部设有太阳能电池板，所述半潜式标体还连接有姿态传感器，所述姿态传感器设置于水线以下。本发明的自配重块设置在半潜式标体的根部，通过一定长度的钢缆与半潜式标体连接，使浮标保持竖直向上的稳定姿态；本发明的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统还可以连接姿态传感器，用于适时监测浮标的姿态。另外，本发明浮标的半潜式标体在水面以上部分的支架上还可以设置太阳能板，从而向浮标水下的锂电池充电，锂电池再向光谱测量仪、数据采集器也称为控制器、锚灯、GPS系统等设备供电，实现浮标在海上的长期可靠安全运行。

在另一个方面，本发明的一种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的浮力自动调节方法，包括以下步骤：1)在根据上面所述的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的半潜式标体上设置压力传感器，将压力传感器设置于水线以下；2)在根据上面所述的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的半潜式标体上设置控制器，将压力传感器与控制器连接，将输送泵和气泵均与控制器连接；3)当压力传感器监测到压力值大于第一设定阈值时，控制器控制输送泵启动，将可调节浮力筒中储存的水部分抽出，压力值达到第一设定阈值时，控制器控制输送泵关闭；相反，当压力值小于第一设定阈值时，控制器控制输送泵反方向启动，向可调节浮力筒中注入水，压力值达到第一设定阈值时，控制器控制输送泵关闭；4)当压力传感器监测到压力值大于第二设定阈值时，控制器控制气泵启动，气泵对气囊充气，压力值达到第二设定阈值时，控制器控制气泵关闭；当压力值等于第二设定阈值时，控制器控制气泵反方向启动，使气囊放气，放气完毕，控制器控制气泵关闭。

本发明的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的浮力自动调节方法采用细调和粗调相结合的方式，通过浮力自动监控实现智能调整；在半潜式标体上设置高精度压力传感器，实时监控浮标在水中的深度；如果浮标在水中的深度出现变动，而且，在较小的范围内变动，则采用水下可调节浮力筒进行调整，对可调节浮力筒注水或排水，细微调整半潜式标体浮力；如果浮标在水中的深度出现变动，而且，变化比较大，则采用水上浮力调节机构——气囊进行调整，通过气泵对气囊充气，大范围调节半潜式标体的浮力，实现半潜式标体浮力的粗调，保证半潜式标体在海上恶劣环境下能够自动智能调整到适当的浮力，当浮标浮上来，半潜式标体回复正常水线时，气囊放气，以保证浮标安全。

本发明的浮力自动调节方法是水下浮力细调和水上浮力粗调相结合的方法，可调节浮力筒固定在浮标水下位置，可调节浮力筒上的进水管和出水管都采用抗压水管结构，浮标水上部分设置有输送泵，输送泵与进水管相连；浮标上部水线以上还设置有气泵和气囊，气囊设置在水线附近，控制器检测到压力传感器数值有大幅增加时，可能意味着浮标意外被大量渔网或其它杂物缠绕之后导致浮标大幅度下沉，控制器随即启动气泵对气囊充气，可以短时间内大幅提高浮标浮力，保证浮标的安全；当压力值回复之后，即浮标已经浮上来，半潜式标体回复正常水线时，气囊放气，以保证浮标安全。本发明的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统还可以连接姿态传感器，姿态传感器置于水下，以实时监测浮标在水中的姿态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在半潜式标体的下部设置多层卧式浮力舱，这种分散式顺流设置的浮力舱，大大降低了流阻面积，降低了半潜式标体受到海流阻力的影响；并在半潜式标体的下方设置自配重块，自配重块与浮力舱形成有效的不倒翁结构，保证半潜式标体在水里垂直向上，并且，具备较大的回复力，当半潜式标体上部受到风浪流作用产生倾斜时，能够自动恢复到竖直状态，提高了抗风浪流的能力；横向系留锚系的系留点设置在半潜式标体的水平受力平衡点上，使得半潜式标体在海流的作用下也保持竖直稳定姿态，克服了传统的紧绷式锚系由于系留点在标体根部使其受到海流影响标体易倾斜的固有难题，并且，易于布放；本发明的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统大大降低了设计、布放和施工难度，采用普通船只和常规浮标布放方案即可，简单，稳定，可靠，成本低；提高了浮标在风浪流作用下的稳定性，充分保证了在3-4级海况下浮标摇摆角±10°以内，给卫星定标和验证提供可靠的观测数据，适合于在环境复杂和海况恶劣的海域中使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统一个实施例的平面结构示意图；

图2为图1中半潜式标体的立体结构示意图；

图3为图2中水帆的结构放大示意图；

图4为图2中可调节浮力筒的结构放大示意图；

图5为图2中浮体的结构放大示意图；

图中：10-海底；20-自配重块；30-半潜式标体；31-水帆；32-浮力舱；33-可调节浮力筒；331-进水管；332-出水管；34-浮体；40-水面；51-悬浮缆；52-浮球；53-锚链；54-锚。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参阅附图1、附图2、附图3、附图4和附图5，本发明提供的是一种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统，这种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统是用于卫星定标的，这种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统包括半潜式标体30、自配重块20和横向系留锚系；半潜式标体30是浮标的主体结构，半潜式标体30是浮标的主体支架，半潜式标体30的一部分位于水面40以上，另一部分位于水面40以下；半潜式标体30的下部设有浮力舱32，浮力舱32为半潜式标体30提供浮力，浮力舱32为多数个并呈卧式设置，多数个浮力舱32分多层排列；自配重块20设置于半潜式标体30的下方，自配重块20与浮力舱32配合自动调整半潜式标体30方向使半潜式标体30保持竖直状态，自配重块20与浮力舱32形成有效的不倒翁结构，保证半潜式标体30在水里垂直向上，使得这种半潜式标体30具有自动回复力，当半潜式标体30上部受到风浪流作用产生倾斜时，能够自动恢复到竖直状态；横向系留锚系设置于半潜式标体30的一侧并连接在半潜式标体30的水平受力平衡点上，这种横向系留锚系使得半潜式标体30在海流的作用下也保持竖直稳定姿态，克服了传统的紧绷式锚系由于系留点在半潜式标体30根部使其受到海流影响半潜式标体30易倾斜的固有难题。本发明的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统中半潜式标体30是漂浮在海面上的，布放水深不需要像紧绷式锚系那样精确测量，这种横向系留锚系的配置不需要像紧绷式锚系那样的精确，更不会像紧绷式锚系那样在设计不够精确或者实际使用的缆绳伸缩量与设计不符时会使半潜式标体30由于潮差而导致出水过高或过低甚至淹没的现象，采用普通船只和常规浮标布放方案即可，大大降低了设计、布放和施工难度，成本低。

参阅附图1，作为一种优选的实施方案，横向系留锚系包括悬浮缆51、锚链53和锚54；悬浮缆51的一端与半潜式标体30连接，悬浮缆51上设有浮球52，悬浮缆51在靠近半潜式标体30的部分呈水平设置；锚链53的一端与悬浮缆51的另一端连接；锚54与锚链53的另一端。悬浮缆51的一端系在半潜式标体30侧边水平受力平衡点的位置，另一端系在锚链53，中间通过浮球52提升，使其靠近半潜式标体30的部分呈水平设置，靠近锚链53的部分呈近似竖直设置；锚链53的底部连接在锚54上，锚54设置在海底10上；这种横向系留锚系布放简单，施工容易，稳定可靠。

参阅附图1和附图2，在某些优选的实施方案中，半潜式标体30上的浮力舱32呈平行设置且每层为一个。附图1和附图2中示出了3个浮力舱32，3个浮力舱32分三层排列，每层一个浮力舱32，三个浮力舱32平行设置，3个浮力舱32都是卧式的，浮力舱32还沿着顺流方向设置，多层排列的浮力舱32具有分散式结构，大大降低了海流阻力的面积，降低了半潜式标体30受到海流阻力的影响，解决了传统紧绷式锚系由于浮力舱32集中在根部而导致其流阻面积大、易受风浪流影响和摇摆幅度大的问题，半潜式标体30稳定性高，有利于观测，为卫星定标和验证提供了可靠的观测数据。自配重块20在半潜式标体30根部通过一定长度的钢缆与半潜式标体30连接，使浮标保持竖直向上的稳定姿态。

参阅附图1、附图2和附图4，作为一种优选的实施方案，半潜式标体30上还设有可调节浮力筒33，可调节浮力筒33位于浮力舱32的上方，可调节浮力筒33与也位于水面40以下。可调节浮力筒33的设置是为了在布放之后进一步对半潜式标体30水线位置进行精确调整，控制半潜式标体30的水线高度；当半潜式标体30下沉时，可调节浮力筒33增大浮力，直到半潜式标体30水线达到设定位置；当半潜式标体30上浮时，可调节浮力筒33减少浮力，直到半潜式标体30水线达到设定位置。进一步地，可调节浮力筒33包括密封设置的筒体，筒体的一侧连接有进水管331，筒体的另一侧连接有出水管332，进水管331还连接有输送泵。可调节浮力筒33的进水管331和出水管332直通水面40之上，通过向可调节浮力筒33中注水或抽水，调整浮力舱32浮力的大小，实现对半潜式标体30水线位置的精细调节。

参阅附图1、附图2和附图3，在某些优选的实施方案中，半潜式标体30的底部设有水帆31，水帆31设置于半潜式标体30的侧面上。水帆31的设置是为了实时调整半潜式标体30的方向，使半潜式标体30工作在顺流稳定姿态，增加了浮标的顺流能力，防止浮标的水平锚系发生缠绕，提高了系统的可靠性。另外，半潜式标体30的顶部还可以设有浮体34。浮体34的设置增加了浮标的海上适应性，防止一些生物附着或半潜式标体30意外缠绕一些流网等异物时导致浮标下沉的现象；浮体34设置在半潜式标体30的水面40以上部分，半潜式标体30正常情况下，浮体34是在水面40之上，当意外下沉时，能够提供一定的储备浮力，防止半潜式标体30下沉。

此外，优选地，半潜式标体30上还可以设有气囊，气囊连接气泵，气囊位于水线上。气囊通常设置在水线附近，当浮标意外被大量渔网或其它杂物缠绕之后导致浮标大幅度下沉时，气泵启动，对气囊充气，可以短时间内大幅提高浮标浮力，保证浮标的安全；当浮标浮上来，半潜式标体30回复正常水线时，气囊放气，使浮标水线保持在正常位置。本发明的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统中，半潜式标体30还可以连接姿态传感器，姿态传感器设置于水线以下，用于适时监测浮标的姿态；当然，半潜式标体30的上部还可以设有太阳能电池板，即半潜式标体30在水面40以上部分还可以设置太阳能板，从而向浮标水下的锂电池充电，锂电池再向光谱测量仪、数据采集器也称控制器、锚灯、GPS系统等设备供电，实现浮标在海上的长期可靠安全运行。

实施例二

本发明的一种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的浮力自动调节方法，包括以下步骤：

1)在实施例一的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的半潜式标体30上设置压力传感器，将压力传感器设置于水线以下；

2)在实施例一的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的半潜式标体30上设置控制器，将压力传感器与控制器连接，将输送泵和气泵均与控制器连接；

3)当压力传感器监测到压力值大于第一设定阈值时，控制器控制输送泵启动，将可调节浮力筒33中储存的水部分抽出，压力值达到第一设定阈值时，控制器控制输送泵关闭；相反，当压力值小于第一设定阈值时，控制器控制输送泵反方向启动，向可调节浮力筒33中注入水，压力值达到第一设定阈值时，控制器控制输送泵关闭；

4)当压力传感器监测到压力值大于第二设定阈值时，控制器控制气泵启动，气泵对气囊充气，压力值达到第二设定阈值时，控制器控制气泵关闭；当压力值等于第二设定阈值时，控制器控制气泵反方向启动，使气囊放气，放气完毕，控制器控制气泵关闭。

本发明的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的浮力自动调节方法采用细调和粗调相结合的方式，通过浮力自动监控实现智能调整；在半潜式标体30上设置高精度压力传感器，实时监控浮标在水中的深度；如果浮标在水中的深度出现变动，而且，在较小的范围内变动，即大于第一阈值小于第二阈值，则采用水下可调节浮力筒33进行调整，对可调节浮力筒33注水或排水，细微调整半潜式标体30浮力；如果浮标在水中的深度出现变动，而且，变化比较大，大于第二阈值时，则采用水上浮力调节机构——气囊进行调整，通过气泵对气囊充气，大范围调节半潜式标体30的浮力，当浮标浮上来，半潜式标体回复正常水线时，气囊放气，以保证浮标安全，实现半潜式标体30浮力的粗调，保证半潜式标体30在海上恶劣环境下能够自动智能调整到适当的浮力，保证半潜式标体30安全。

因此，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在半潜式标体30的下部设置多层卧式浮力舱32，这种分散式顺流设置的浮力舱32，大大降低了流阻面积，降低了半潜式标体30受到海流阻力的影响；并在半潜式标体30的下方设置自配重块20，自配重块20与浮力舱32形成有效的不倒翁结构，保证半潜式标体30在水里垂直向上，并且，具备较大回复力，当半潜式标体30上部受到风浪流作用产生倾斜时，能够自动恢复到竖直状态，提高了抗风浪流的能力；横向系留锚系的系留点设置在半潜式标体30的水平受力平衡点上，使得半潜式标体30在海流的作用下也保持竖直稳定姿态，克服了传统的紧绷式锚系由于系留点在半潜式标体30根部使其受到海流影响半潜式标体30易倾斜的固有难题，并且，易于布放；本发明的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统大大降低了设计、布放和施工难度，采用普通船只和常规浮标布放方案即可，简单，稳定，可靠，成本低；提高了浮标在风浪流作用下的稳定性，充分保证了在3-4级海况下浮标摇摆角±10°以内，给卫星定标和验证提供可靠的观测数据，适合于在环境复杂和海况恶劣的海域中使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统，其特征在于，包括：

半潜式标体，所述半潜式标体的下部设有浮力舱，所述浮力舱为多数个并呈卧式设置，多数个所述浮力舱分多层排列，所述浮力舱呈平行设置且每层为一个；

自配重块，所述自配重块设置于所述半潜式标体的下方，所述自配重块与所述浮力舱配合自动调整所述半潜式标体方向使所述半潜式标体保持竖直状态；

横向系留锚系，所述横向系留锚系设置于所述半潜式标体的一侧并连接在所述半潜式标体的水平受力平衡点上，所述横向系留锚系包括：

悬浮缆，所述悬浮缆的一端与所述半潜式标体连接，所述悬浮缆上设有浮球，所述悬浮缆在靠近所述半潜式标体的部分呈水平设置；

锚链，所述锚链的一端与所述悬浮缆的另一端连接；

锚，所述锚与所述锚链的另一端连接。

2.根据权利要求1所述的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统，其特征在于：

所述半潜式标体的底部设有水帆，所述水帆设置于所述半潜式标体的侧面上。

3.根据权利要求1所述的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统，其特征在于：

所述半潜式标体的顶部设有浮体。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统，其特征在于：

所述半潜式标体上还设有可调节浮力筒，所述可调节浮力筒位于所述浮力舱的上方。

5.根据权利要求4所述的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统，其特征在于：

所述可调节浮力筒包括密封设置的筒体，所述筒体的一侧连接有进水管，所述筒体的另一侧连接有出水管，所述进水管还连接有输送泵。

6.根据权利要求5所述的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统，其特征在于：

所述半潜式标体上设有气囊，所述气囊连接气泵，所述气囊位于水线上。

7.根据权利要求6所述的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统，其特征在于：

所述半潜式标体的上部设有太阳能电池板，所述半潜式标体还连接有姿态传感器，所述姿态传感器设置于水线以下。

8.一种自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的浮力自动调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在根据权利要求6或7所述的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的半潜式标体上设置压力传感器，将压力传感器设置于水线以下；

2）在根据权利要求6或7所述的自配重半潜式海洋卫星定标与验证浮标系统的半潜式标体上设置控制器，将压力传感器与控制器连接，将输送泵和气泵均与控制器连接；

3）当压力传感器监测到压力值大于第一设定阈值时，控制器控制输送泵启动，将可调节浮力筒中储存的水部分抽出，压力值达到第一设定阈值时，控制器控制输送泵关闭；相反，当压力值小于第一设定阈值时，控制器控制输送泵反方向启动，向可调节浮力筒中注入水，压力值达到第一设定阈值时，控制器控制输送泵关闭；

4）当压力传感器监测到压力值大于第二设定阈值时，控制器控制气泵启动，气泵对气囊充气，压力值达到第二设定阈值时，控制器控制气泵关闭；当压力值等于第二设定阈值时，控制器控制气泵反方向启动，使气囊放气，放气完毕，控制器控制气泵关闭。

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