[发明专利]深海潜标无线传输系统及方法

说明书

本发明公开了一种深海潜标无线传输系统及方法，所述系统包括：自沉浮水面单元以及位于海水中不同深度处的若干个水下潜标子系统，所述自沉浮水面单元可悬浮在海面以下一定深度并每隔一段时间上浮至水面进行数据传输待命；所述若干个水下潜标子系统与所述自沉浮水面单元之间通过无线水声通信网络进行分时数据传输，分别接收位于不同深度处的水下潜标子系统采集的数据，所述自沉浮水面单元将接收到的数据通过卫星通信系统回传至岸基数据中心。所述系统除了实现全潜标设备小时级别的实时化传输外，借助自沉浮控制确保水面单元的隐蔽安全。

技术领域

本发明涉及海洋环境数据监测及采集技术领域，尤其涉及一种深海潜标无线传输系统及方法。

背景技术

21世纪是海洋的世纪，要认识海洋、开发和利用海洋就要进行海洋调查。高新技术的海洋装备是海洋调查的重要保障。为发现海洋新现象、验证海洋新理论和满足海洋科学发展需求，在研究海域获取长周期海洋科学数据主要靠布放深海潜标和海面浮标两种方式。现在技术在进行深海潜标的观测时，无法将观测的科学数据实时的传回地面控制中心，需要每年进行潜标的回收以便获取过去时间段得到的科学数据，耗费大量的人力、物力成本。由于潜标工作周期通常为数年，所观测记录下的海洋环境数据只能在成功回收后获得。数据质量如果出现问题就耗费大量的时间；而且获得的数据不具有实效性，无法获得现场实时海洋环境因素观测数据，更无法根据应急需要远程监测海洋状态。

目前获取实时海洋环境数据的方式除了准实时方式(1-3个月传输一次)外，还有借助水面浮标(长期暴露在海面)和点对点水声通信的无线实时化潜标系统。前者的优势是多个通信子单元隐蔽在水下，确保整个系统的安全，缺点是无法达到小时或天级别的传输频次，只能准实时传输数据。后者的优势是数据传输可以达到小时级别的传输频次，但是缺点是水面通信单元一直暴露在海面，无法保证系统的安全隐蔽，同时，目前的水声通信单元只能实现水下500米内的点对点通信，实现不了整个潜标系统全部设备的实时化传输。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种安全性好，且能保证传输频次的深海潜标无线传输系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种深海潜标无线传输系统，其特征在于包括：自沉浮水面单元以及位于海水中不同深度处的若干个水下潜标子系统，所述自沉浮水面单元可悬浮在海面以下一定深度并每隔一段时间上浮至水面进行数据传输待命；所述若干个水下潜标子系统与所述自沉浮水面单元之间通过无线水声通信网络进行分时数据传输，分别接收位于不同深度处的水下潜标子系统采集的数据，所述自沉浮水面单元将接收到的数据通过卫星通信系统回传至岸基数据中心。

优选的，所述自沉浮水面单元在水面以下时，位于水深30m-50m处。

进一步的技术方案在于：所述自沉浮水面单元包括玻璃浮球，所述玻璃浮球的下侧设置有PVC壳体，所述玻璃浮球内设置有第七水声通信机、供电模块和控制模块，所述PVC壳体内设置有液压机构，通过所述液压机构将所述PVC壳体分为上下两部分，所述液压机构上侧封闭的PVC壳体内为空气，所述液压机构下侧的PVC壳体内充满油，所述PVC壳体的下端还固定有油囊和换能器，所述油囊与所述PVC壳体的下端部分相连通，且油囊内充满油，所述PVC壳体的上侧设置有推进器，所述卫星通信模块、水声通信机、液压机构以及推进器受控于所述控制模块，用于在所述控制模块的控制下进行动作，所述换能器的电源输入端与所述电源模块的电源输出端连接，用于为所述换能器提供输入电源，所述电源模块的电源输出端与所述自沉浮水面单元中需要供电的模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源；通过玻璃浮球内的控制模块控制液压机构动作，将油囊内的油泵入或泵出PVC壳体，以改变自沉浮水面单元的浮力，达到自沉浮水面单元根据数据传输需求自动沉浮的效果；推进器作为上浮时的辅助动力装置，确保自沉浮水面单元在数据传输阶段快速出水并维持出水高度及姿态。