[发明专利]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

说明书

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。

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。