CN114475989A - 一种海洋集群观测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种海洋集群观测方法，包括以下步骤：a、在设定观测区域，确定观测位置，每个观测位置包括多个观测节点；b、将多个观测系统由试验母船进行布放，且布放在初始观测位置处；c、控制多个观测系统分别运动到对应的观测节点处，然后各个观测系统同步竖直下潜观测；观测系统在下潜过程中，通过全回转中间矢量推进器进行动力定位；观测完成后观测系统斜向上浮；待观测系统上浮至水面后，再控制观测系统运动到第二观测位置；如此完成观测区域的集群观测。本发明可解决海洋中小尺度过程快速、跨区域、时空同步精细化观测的问题，并且能够进行多体集群组网，实现海洋中小尺度的集群观测。

Description

一种海洋集群观测方法

技术领域

本发明涉及海洋观测领域，具体地说是涉及一种海洋集群观测方法。

背景技术

海洋中存在着众多不同尺度的动力过程，空间上涵盖了从全球尺度的大洋热量传送带，海盆尺度的西边界流，到中尺度漩涡以及小尺度的湍流混合等。这些不同尺度的动力过程之间发生复杂的过程耦合和能量级串，直接决定了海洋中能量与物质输送。因此，对海洋环境不同尺度过程，特别是中小尺度的快速集群观测是至关重要的。海洋中小尺度过程是空间尺度小于千米级、时间尺度在一天内（甚至是秒级时间）的一类典型的快速、动态动力过程。其生命周期非常短、空间尺度小，演化过程具有随机性，现有的观测手段难以捕获，更不能满足特定海域、立体精细化的协同观测要求。

目前，针对海洋环境现场观测的方法主要有船载走航观测、潜标观测、Argo浮标、水下航行器（AUV/滑翔机）观测。其中，船载走航观测成本巨大，且无法实现一定海域范围内的多船集群同步观测，进而无法实现中小尺度的空间同步观测；潜标观测只能实现垂向单点的长期观测，其水平空间分辨率不足，因此不能满足多尺度跨区域的空间同步观测特性；Argo浮标是较为成熟的海洋观测系统，但是其自身只能实现剖面运动，不具备主动横向移动能力，机动性差；水下航行器可用于海洋中小尺度观测，但是现有水下航行器机动性、灵活性、动力定位等方面较差，具体体现在自主空间运动能力差，水平测量精度低，在强流海域自主定位精度低（比如说很容易被海流冲走，脱离原定测量位置，而且又难以通过自行调整回到原位）等方面，因此影响观测精度以及一定区域内的集群同步观测效果。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提出一种海洋集群观测方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种海洋集群观测方法，其采用多个海洋中小尺度观测系统，该观测系统从艏部至尾部依次设置有传感器舱、俯仰调节舱、中间横移舱、浮力调节舱和推进舱；

所述传感器舱、俯仰调节舱和浮力调节舱为密闭舱，中间横移舱和推进舱为透水舱；

在传感器舱上设置有外露的测量传感器，在传感器舱的内部设置有存储模块，测量传感器与存储模块连接；

在俯仰调节舱的内部设置有用于调节观测系统重心的俯仰调节机构，所述俯仰调节机构包括滑动支撑杆、重块和用于带动重块沿滑动支撑杆来回移动的驱动电机，所述滑动支撑杆沿俯仰调节舱的中心轴伸展方向布设，在滑动支撑杆上设置有导轨齿条；所述重块的两侧分别设置有重块前挡板和重块后挡板，在重块前挡板和重块后挡板之间设置有拉紧杆，在重块前挡板、重块后挡板和重块的中心均设置有通孔，所述滑动支撑杆从通孔中穿过；

所述驱动电机固定在安装挡板上，安装挡板与重块前挡板相连接；驱动电机的转轴连接电机齿轮，电机齿轮与传动齿轮相啮合，传动齿轮通过传动轴与导轨齿轮传动连接，导轨齿轮与导轨齿条相啮合；

在中间横移舱的舱壁面上设置有透水孔，在中间横移舱的内部设置有用于推动观测系统沿其径向横移的全回转中间矢量推进器，全回转中间矢量推进器还与能够带动其沿中间横移舱的舱壁周向转动的旋转机构连接；

在浮力调节舱和推进舱中设置有浮力驱动机构，所述浮力驱动机构包括内油馕和外油馕，内油馕设置在浮力调节舱中，外油馕设置在推进舱中，在内油馕和外油馕之间连通有油路，在油路上设置有电磁阀和电机泵；

在推进舱中还设置有用于推动观测系统沿其轴向前进的尾部矢量推进器；

该集群观测方法包括以下步骤：

a、在设定观测区域，确定观测位置，每个观测位置包括多个观测节点，根据观测节点的数量选取相应数量的观测系统；

b、将多个观测系统由试验母船进行布放，且布放在初始观测位置处，初始观测位置的多个观测节点分别记为A₁、A₂…A_n，n≥3；同时，观测系统也设置n个，并对应编号，分别为G₁、G₂…G_n；

c、控制观测系统G₁运动到观测节点A₁处，观测系统G₂运动到观测节点A₂处，以此类推，观测系统G_n运动到观测节点A_n处，然后各个观测系统同步竖直下潜观测，观测完成后斜向上浮；

观测系统上浮至水面后，再控制观测系统运动到第二观测位置；第二观测位置的多个观测节点分别记为B₁、B₂…B_n，具体地，观测系统G₁运动到观测节点B₁处，观测系统G₂运动到观测节点B₂处，以此类推，观测系统G_n运动到观测节点B_n处，然后各个观测系统同步竖直下潜观测，观测完成后斜向上浮；

如此重复，完成观测区域的集群观测；

上述步骤c中，单个观测系统的运动过程包括以下步骤：

c1、观测系统布放后，启动尾部矢量推进器，使得观测系统在尾部矢量推进器的推力作用下运动至初始观测位置的对应观测节点；

c2、启动观测系统俯仰调节机构的驱动电机，驱动电机依次通过电机齿轮、传动齿轮、导轨齿轮和导轨齿条的传动配合，带动重块沿滑动支撑杆运动，使得重块移动至俯仰调节舱的前部；

同时，打开电磁阀，在外部压力的作用下液压油由外油馕通过油路进入到内油馕；

观测系统姿态调整为竖直，并开始下潜，下潜过程中，测量传感器同步采集数据；

c3、观测系统在下潜过程中，通过全回转中间矢量推进器进行动力定位；如当观测系统偏离原下潜位置，此时先通过旋转机构带动全回转中间矢量推进器在水平面内旋转，然后启动全回转中间矢量推进器，使得观测系统在竖直下潜过程中被推动横移至原位；

c4、观测系统下潜到达预定深度后，控制驱动电机反转，使得重块沿滑动支撑杆朝向俯仰调节舱的后部移动；同时控制电机泵打开，将内油馕中的液压油打到外油馕；并开启尾部矢量推进器，使得观测系统斜向上浮；

c5、当观测系统上浮至水面后，将俯仰调节机构的重块再调节至俯仰调节舱的前部，同时通过电机泵将外油囊中的油打入内油馕，使得观测系统再次处于竖直下潜姿态；并启动全回转中间矢量推进器，使得观测系统整体横向移动至对应观测节点；

或将俯仰调节机构的重块调节至俯仰调节舱的中部，使得观测系统处于水平姿态，并通过尾部矢量推进器推动，使得观测系统水平运动到对应观测节点；

c6、当观测系统到达对应观测节点后，再次进行下潜观测。

优选的，所述旋转机构包括安装壳体，安装壳体的一端与俯仰调节舱相连，安装壳体的内部设置有旋转电机，旋转电机的转轴与全回转中间矢量推进器的外壁相连；在全回转中间矢量推进器的外壁上设置有连接座，在连接座上设置有与旋转电机的转轴相配合的固定轴孔。

优选的，所述浮力调节舱的内部还设置有控制模块和用于为观测系统供电的电池模块，存储模块与控制模块连接，控制模块还分别连接驱动电机、旋转电机、电磁阀、电机泵、全回转中间矢量推进器和尾部矢量推进器。

优选的，每个观测位置包括三个观测节点，该三个观测节点呈三角形布置；或每个观测位置包括四个观测节点，该四个观测节点呈正方形布置。

优选的，观测系统下潜时，通过开启尾部矢量推进器，以加速下潜。当然也可在重力作用下自由下潜。

优选的，通过控制重块在滑动支撑杆上的位置，调整观测系统的斜向角度。

优选的，所述尾部矢量推进器的矢量角度范围控制在±20°。

本发明的有益技术效果是：

本发明基于观测系统的中间部位增设中间横移舱，可通过中间横移舱内部的全回转中间矢量推进器推动观测系统在竖直姿态下水平横移，再配合俯仰调节机构、浮力驱动机构和尾部矢量推进器，使得观测系统能够进行垂向剖面运动、横向移动、水平运动和斜向航行等，具有快速性、灵活性、高机动性和高动态定位等功能，可解决海洋中小尺度过程快速、跨区域、时空同步精细化观测的问题，并且能够进行多体集群组网（多个观测系统组合使用），实现海洋中小尺度的集群观测。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明所涉及海洋中小尺度观测系统的外部结构示意图；

图2为本发明所涉及海洋中小尺度观测系统的内部结构原理示意图；

图3为本发明所涉及海洋中小尺度观测系统的俯仰调节机构的结构原理示意图；

图4为本发明所涉及海洋中小尺度观测系统垂向剖面运动时，俯仰调节机构的状态示意图；

图5为本发明所涉及海洋中小尺度观测系统斜向运动时，俯仰调节机构的状态示意图；

图6为本发明所涉及海洋中小尺度观测系统的中间横移舱结构原理示意图；

图7为本发明所涉及海洋中小尺度观测系统的全回转中间矢量推进器与旋转机构连接的结构简图；

图8为本发明所涉及全回转中间矢量推进器的结构简图，图中主要示出连接座部分的结构；

图9为本发明所涉及海洋中小尺度观测系统中浮力驱动机构的结构原理示意图；

图10为本发明所涉及海洋中小尺度观测系统中推进舱的结构简图；

图11为本发明所涉及推进舱中尾部矢量推进器的结构简图；

图12为本发明所涉及海洋中小尺度观测系统中各部件的连接原理框图；

图13为本发明所涉及海洋中小尺度观测系统竖直姿态下横向移动的结构示意图；

图14为本发明海洋中小尺度集群观测一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

结合附图，一种海洋集群观测方法，采用多个海洋中小尺度观测系统，该观测系统从艏部至尾部依次设置有传感器舱1、俯仰调节舱2、中间横移舱3、浮力调节舱4和推进舱5。所述传感器舱1、俯仰调节舱2和浮力调节舱4为密闭舱，中间横移舱3和推进舱5为透水舱。在传感器舱1上设置有外露的测量传感器6，在传感器舱1的内部设置有存储模块7，测量传感器6与存储模块7连接。

在俯仰调节舱2的内部设置有用于调节观测系统重心的俯仰调节机构8，所述俯仰调节机构8包括滑动支撑杆9、重块10和用于带动重块10沿滑动支撑杆9来回移动的驱动电机11。所述滑动支撑杆9沿俯仰调节舱的中心轴伸展方向布设，在滑动支撑杆9上设置有导轨齿条12。所述重块10的两侧分别设置有重块前挡板13和重块后挡板14，在重块前挡板13和重块后挡板14的边缘之间设置有拉紧杆15。在重块前挡板13、重块后挡板14和重块10的中心均设置有通孔，所述滑动支撑杆9从通孔中穿过。所述驱动电机11固定在安装挡板15上，安装挡板15与重块前挡板13垂直连接，重块前挡板13处于传感器舱和重块后挡板之间。驱动电机11的转轴连接电机齿轮16，电机齿轮16与传动齿轮17相啮合，传动齿轮17通过传动轴与导轨齿轮18传动连接，导轨齿轮18与导轨齿条12相啮合。

俯仰调节机构8的工作原理如下：驱动电机11运动，驱动电机11的转轴带动电机齿轮16旋转，电机齿轮16带动与其相啮合的传动齿轮17旋转，传动齿轮17通过传动轴带动导轨齿轮18同步旋转，导轨齿轮18运转过程中，可沿导轨齿条12前后运动，进而带动重块10沿滑动支撑杆9前后运动，从而实现观测系统重心的调节。如图4、图5所示，共示出两种状态，分别是垂向运动时，俯仰调节机构的重块调节至俯仰调节舱的前部；斜向运动时，调节至俯仰调节舱的后部。本发明俯仰调节机构还具有运行平稳，调节行程大等优点。

在中间横移舱3的舱壁面上设置有透水孔19，在中间横移舱的内部设置有用于推动观测系统沿其径向横移的全回转中间矢量推进器20，全回转中间矢量推进器还与能够带动其沿中间横移舱的舱壁周向转动的旋转机构连接。当观测系统处于竖直姿态时，通过旋转机构可带动全回转中间矢量推进器20在水平面内进行360度旋转，进而完成不同方向下的推动，实现全方位横移运动的调节。

在浮力调节舱和推进舱中还设置有浮力驱动机构22，所述浮力驱动机构包括内油馕23和外油馕24，内油馕23设置在浮力调节舱4中，外油馕24设置在推进舱5中。在内油馕23和外油馕24之间连通有油路25，在油路25上设置有电磁阀26和电机泵27。在浮力调节舱4和推进舱5之间设置有端盖37。

浮力驱动机构22的工作原理如下：浮力调节舱4内为负压，当观测系统需要下潜运动时，打开电磁阀26，在外部压力的作用下液压油由外油馕24通过油路25进入到内油馕23，进而减小了观测系统的体积，方便下潜。当观测系统需要上浮运动时，电机泵27打开，将内油馕23中的液压油打到外油馕24，使得观测系统的体积增加，相应地观测系统所受到的浮力也增加，方便上浮。

在推进舱5中还设置有用于推动观测系统沿其轴向前进的尾部矢量推进器28。尾部矢量推进器28通过周向间隔布置的多个连接头与推进舱5的壳体相连接。本发明通过在观测系统的尾部安装尾部矢量推进器，在完成快速剖面运动时，可提供上浮下潜的动力，相比浮力驱动其更具快速性；在水平运动时，尾部矢量推进器也是前进的唯一动力来源。

该集群观测方法包括以下步骤：

a、在设定观测区域，确定观测位置，每个观测位置包括多个观测节点，根据观测节点的数量选取相应数量的观测系统。

b、将多个观测系统由试验母船进行布放，且布放在初始观测位置处，初始观测位置的多个观测节点分别记为A₁、A₂…A_n，n≥3；同时，观测系统也设置n个，并对应编号，分别为G₁、G₂…G_n。

c、控制观测系统G₁运动到观测节点A₁处，观测系统G₂运动到观测节点A₂处，以此类推，观测系统G_n运动到观测节点A_n处，然后各个观测系统同步竖直下潜观测，观测完成后斜向上浮。

观测系统上浮至水面后，再控制观测系统运动到第二观测位置；第二观测位置的多个观测节点分别记为B₁、B₂…B_n，具体地，观测系统G₁运动到观测节点B₁处，观测系统G₂运动到观测节点B₂处，以此类推，观测系统G_n运动到观测节点B_n处，然后各个观测系统同步竖直下潜观测，观测完成后斜向上浮。

如此重复，完成观测区域的集群观测。

上述步骤c中，单个观测系统的运动过程包括以下步骤：

c1、观测系统布放后，启动尾部矢量推进器28，使得观测系统在尾部矢量推进器的推力作用下运动至初始观测位置的对应观测节点。

c2、启动观测系统俯仰调节机构的驱动电机11，驱动电机11依次通过电机齿轮16、传动齿轮17、导轨齿轮18和导轨齿条12的传动配合，带动重块10沿滑动支撑杆9运动，使得重块10移动至俯仰调节舱的前部，接近传感器舱的位置。

同时，打开电磁阀26，在外部压力的作用下液压油由外油馕24通过油路25进入到内油馕23。

观测系统姿态调整为竖直，并开始下潜，下潜过程中，测量传感器6同步采集数据。

c3、观测系统在下潜过程中，通过全回转中间矢量推进器20进行动力定位。如当观测系统偏离原下潜位置，此时先通过旋转机构带动全回转中间矢量推进器20在水平面内旋转至合适方位，然后启动全回转中间矢量推进器20，使得观测系统在竖直下潜过程中被推动横移至原位。

c4、观测系统下潜到达预定深度后，控制驱动电机11反转，使得重块10沿滑动支撑杆9朝向俯仰调节舱2的后部移动；同时控制电机泵27打开，将内油馕23中的液压油打到外油馕24。并开启尾部矢量推进器28，使得观测系统斜向上浮。

c5、当观测系统上浮至水面后，若与预定的下一个观测位置的对应观测节点距离较小（如小于或等于100米时），则将俯仰调节机构的重块10再调节至俯仰调节舱2的前部，同时通过电机泵将外油囊24中的油打入内油馕23，使得观测系统再次处于竖直下潜姿态。并启动全回转中间矢量推进器20，使得观测系统整体横向移动至对应观测节点。

若与预定的下一个观测位置的对应观测节点距离较大（如大于100米时），则通过将重块10调节至合适位置（如俯仰调节舱的中间位置），使得观测系统处于水平姿态，并通过尾部矢量推进器28推动，使得观测系统水平运动到对应观测节点。

c6、当观测系统到达对应观测节点后，再次进行下潜观测。

当观测系统在初始观测位置布放时，也可采用步骤c5中的判断方式，确定布放后的观测系统与初始观测位置中对应观测节点的距离，若距离较小，也可在竖直姿态或水平姿态下直接通过全回转中间矢量推进器，推动横移至相应位置。

上述海洋集群观测方法可适用于海洋中尺度涡旋集群动态观测需求等。

上述观测系统的尾部矢量推进器28和浮力驱动机构22组成双动力系统，可分开使用也可同时使用。一般垂向剖面观测时采用浮力驱动即可实现，当然也可通过开启尾部矢量推进器，以加速下潜。在水平运动或者集群观测时，可采用两者的结合。

作为对本发明的进一步设计，所述旋转机构包括安装壳体21，安装壳体的一端与俯仰调节舱2相连，安装壳体的内部设置有旋转电机35，旋转电机的转轴与全回转中间矢量推进器20的外壁相连。在全回转中间矢量推进器的外壁上设置有连接座29，在连接座上设置有与旋转电机35的转轴相配合的固定轴孔30。在全回转中间矢量推进器20和尾部矢量推进器28上均配备有桨叶36。

更进一步的，在俯仰调节舱的前后两端分别设置有前支撑板31和后支撑板32，所述存储模块7安装在前支撑板31上，所述旋转机构的安装壳体21与后支撑板32固定连接。

进一步的，所述浮力调节舱的内部还设置有控制模块33和用于为观测系统供电的电池模块34，存储模块7与控制模块33连接，控制模块33还分别连接驱动电机11、旋转电机35、电磁阀26、电机泵27、全回转中间矢量推进器20和尾部矢量推进器28。通过控制模块33获取到的测量传感器的信息，比如压力传感器、姿态传感器等测得的压力数据、姿态信息等，可集中控制驱动电机11、旋转电机35、电机泵27等各部件执行相应动作，进行运动之间转换。

更进一步的，所述观测系统可采用分段式设计，传感器舱、俯仰调节舱、中间横移舱、浮力调节舱和推进舱的外壳体整体组成流线型壳体。中间横移舱3设置在观测系统的中间位置处，即处于观测系统重心和浮心较为接近的位置。中间横移舱3与俯仰调节舱2和浮力调节舱4均为可拆卸连接。

进一步的，所述透水孔19呈圆形，透水孔19密布在中间横移舱的外壳体上。推进舱5的外壳体尾部敞口，在推进舱5的外壳体周圈还间隔设置有导流尾翼38。

进一步的，所述尾部矢量推进器28的矢量角度范围控制在±20°。即尾部矢量推进器28可对其桨叶实现回转角度控制，具有航向调节能力。桨叶整体向左偏转，即左转向，反之桨叶整体向右偏转，即右转向。

更进一步的，上述集群观测方法中，每个观测位置可包括三个观测节点，该三个观测节点呈三角形布置。或每个观测位置包括四个观测节点，该四个观测节点呈正方形布置。当然，根据观测需要，每个观测位置也可包括更多个观测节点。

上述集群观测方法中，可通过控制重块10在滑动支撑杆9上的位置，调整观测系统的斜向角度，重块越靠近俯仰调节舱的后部，观测系统的斜向角度越大。

本发明基于观测系统的中间部位增设中间横移舱3，可通过中间横移舱3内部的全回转中间矢量推进器20推动观测系统在竖直姿态下水平横移，再配合俯仰调节机构8、浮力驱动机构22和尾部矢量推进器28，使得观测系统能够进行垂向剖面运动、横向移动、水平运动和斜向航行等，具有快速性、灵活性、高机动性和高动态定位等功能，可解决海洋中小尺度过程快速、跨区域、时空同步精细化观测的问题，并且能够进行多体集群组网（多个观测系统组合使用），实现海洋中小尺度的集群观测。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本发明的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (6)

1.一种海洋集群观测方法，其特征在于：采用多个海洋中小尺度观测系统，该观测系统从艏部至尾部依次设置有传感器舱、俯仰调节舱、中间横移舱、浮力调节舱和推进舱；

所述传感器舱、俯仰调节舱和浮力调节舱为密闭舱，中间横移舱和推进舱为透水舱；

在传感器舱上设置有外露的测量传感器，在传感器舱的内部设置有存储模块，测量传感器与存储模块连接；

在俯仰调节舱的内部设置有用于调节观测系统重心的俯仰调节机构，所述俯仰调节机构包括滑动支撑杆、重块和用于带动重块沿滑动支撑杆来回移动的驱动电机，所述滑动支撑杆沿俯仰调节舱的中心轴伸展方向布设，在滑动支撑杆上设置有导轨齿条；所述重块的两侧分别设置有重块前挡板和重块后挡板，在重块前挡板和重块后挡板之间设置有拉紧杆，在重块前挡板、重块后挡板和重块的中心均设置有通孔，所述滑动支撑杆从通孔中穿过；

所述驱动电机固定在安装挡板上，安装挡板与重块前挡板相连接；驱动电机的转轴连接电机齿轮，电机齿轮与传动齿轮相啮合，传动齿轮通过传动轴与导轨齿轮传动连接，导轨齿轮与导轨齿条相啮合；

在中间横移舱的舱壁面上设置有透水孔，在中间横移舱的内部设置有用于推动观测系统沿其径向横移的全回转中间矢量推进器，全回转中间矢量推进器还与能够带动其沿中间横移舱的舱壁周向转动的旋转机构连接；

在浮力调节舱和推进舱中设置有浮力驱动机构，所述浮力驱动机构包括内油馕和外油馕，内油馕设置在浮力调节舱中，外油馕设置在推进舱中，在内油馕和外油馕之间连通有油路，在油路上设置有电磁阀和电机泵；

在推进舱中还设置有用于推动观测系统沿其轴向前进的尾部矢量推进器；

该集群观测方法包括以下步骤：

a、在设定观测区域，确定观测位置，每个观测位置包括多个观测节点，根据观测节点的数量选取相应数量的观测系统；

b、将多个观测系统由试验母船进行布放，且布放在初始观测位置处，初始观测位置的多个观测节点分别记为A₁、A₂…A_n，n≥3；同时，观测系统也设置n个，并对应编号，分别为G₁、G₂…G_n；

c、控制观测系统G₁运动到观测节点A₁处，观测系统G₂运动到观测节点A₂处，以此类推，观测系统G_n运动到观测节点A_n处，然后各个观测系统同步竖直下潜观测，观测完成后斜向上浮；

观测系统上浮至水面后，再控制观测系统运动到第二观测位置；第二观测位置的多个观测节点分别记为B₁、B₂…B_n，具体地，观测系统G₁运动到观测节点B₁处，观测系统G₂运动到观测节点B₂处，以此类推，观测系统G_n运动到观测节点B_n处，然后各个观测系统同步竖直下潜观测，观测完成后斜向上浮；

如此重复，完成观测区域的集群观测；

上述步骤c中，单个观测系统的运动过程包括以下步骤：

c1、观测系统布放后，启动尾部矢量推进器，使得观测系统在尾部矢量推进器的推力作用下运动至初始观测位置的对应观测节点；

c2、启动观测系统俯仰调节机构的驱动电机，驱动电机依次通过电机齿轮、传动齿轮、导轨齿轮和导轨齿条的传动配合，带动重块沿滑动支撑杆运动，使得重块移动至俯仰调节舱的前部；

同时，打开电磁阀，在外部压力的作用下液压油由外油馕通过油路进入到内油馕；

观测系统姿态调整为竖直，并开始下潜，下潜过程中，测量传感器同步采集数据；

c3、观测系统在下潜过程中，通过全回转中间矢量推进器进行动力定位；如当观测系统偏离原下潜位置，此时先通过旋转机构带动全回转中间矢量推进器在水平面内旋转，然后启动全回转中间矢量推进器，使得观测系统在竖直下潜过程中被推动横移至原位；

c4、观测系统下潜到达预定深度后，控制驱动电机反转，使得重块沿滑动支撑杆朝向俯仰调节舱的后部移动；同时控制电机泵打开，将内油馕中的液压油打到外油馕；并开启尾部矢量推进器，使得观测系统斜向上浮；

c5、当观测系统上浮至水面后，将俯仰调节机构的重块再调节至俯仰调节舱的前部，同时通过电机泵将外油囊中的油打入内油馕，使得观测系统再次处于竖直下潜姿态；并启动全回转中间矢量推进器，使得观测系统整体横向移动至对应观测节点；

或将俯仰调节机构的重块调节至俯仰调节舱的中部，使得观测系统处于水平姿态，并通过尾部矢量推进器推动，使得观测系统水平运动到对应观测节点；

c6、当观测系统到达对应观测节点后，再次进行下潜观测。

2.根据权利要求1所述的一种海洋集群观测方法，其特征在于：所述旋转机构包括安装壳体，安装壳体的一端与俯仰调节舱相连，安装壳体的内部设置有旋转电机，旋转电机的转轴与全回转中间矢量推进器的外壁相连；在全回转中间矢量推进器的外壁上设置有连接座，在连接座上设置有与旋转电机的转轴相配合的固定轴孔。

3.根据权利要求2所述的一种海洋集群观测方法，其特征在于：所述浮力调节舱的内部还设置有控制模块和用于为观测系统供电的电池模块，存储模块与控制模块连接，控制模块还分别连接驱动电机、旋转电机、电磁阀、电机泵、全回转中间矢量推进器和尾部矢量推进器。

4.根据权利要求1所述的一种海洋集群观测方法，其特征在于：每个观测位置包括三个观测节点，该三个观测节点呈三角形布置；或每个观测位置包括四个观测节点，该四个观测节点呈正方形布置。

5.根据权利要求1所述的一种海洋集群观测方法，其特征在于：观测系统下潜时，通过开启尾部矢量推进器，以加速下潜。

6.根据权利要求1所述的一种海洋集群观测方法，其特征在于：通过控制重块在滑动支撑杆上的位置，调整观测系统的斜向角度。

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