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【重工機(jī)械網(wǎng) 產(chǎn)品新聞】2020年6月8日，*沈陽自動化研究所主持研制的“海斗一號”全海深自主遙控潛水器，在馬里亞納海溝*完成萬米海試與實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用任務(wù)后，搭乘“探索一號”科考船載譽(yù)歸來。據(jù)悉，在本航次中，我國自主研制的DWS19-2慣導(dǎo)式方向波浪傳感器，為“海斗一號”深潛作業(yè)護(hù)航，提供了海面波浪環(huán)境現(xiàn)場保障。而該慣導(dǎo)式方向波浪傳感器，核心硬件是國產(chǎn)工業(yè)級9軸慣導(dǎo)器件，采用的是我們熟知的MEMS慣性傳感器技術(shù)。
據(jù)了解，這款DWS19-2波浪傳感器是基于MEMS慣性傳感元件的超小型、高精度慣性波浪測量系統(tǒng)，由*南海海洋研究所應(yīng)用海洋學(xué)實(shí)驗(yàn)室/西沙海洋環(huán)境觀測站工程師周峰華博士主持研制。其硬件系統(tǒng)及核心算法“一種捷聯(lián)慣導(dǎo)式測波方法與系統(tǒng)”已獲國家發(fā)明*授權(quán)。
從5月7日至21日，DWS19-2波浪傳感器在深潛器作業(yè)周邊海區(qū)多次開展波浪現(xiàn)場快速測量，共獲取波浪數(shù)據(jù)360組，為“海斗一號”布放和回收的關(guān)鍵階段提供了海面波浪環(huán)境現(xiàn)場保障。
據(jù)周峰華博士介紹，“海斗一號”在馬里亞納海溝*完成萬米海試與實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用任務(wù)，大下潛深度10907米，刷新我國潛水器大下潛深度記錄，同時填補(bǔ)我國萬米作業(yè)型無人潛水器的空白。在高精度深度探測、機(jī)械手作業(yè)、近海底工作時間、聲學(xué)探測與定位、聲學(xué)通信作用距離及高清視頻傳輸?shù)确矫?，?chuàng)造了中國潛水器領(lǐng)域多項(xiàng)*。
據(jù)了解，該慣導(dǎo)式方向波浪傳感器于2018年研制成功，其核心硬件采用國產(chǎn)工業(yè)級9軸慣導(dǎo)器件，在上*采樣數(shù)學(xué)姿態(tài)解算方法替代傳統(tǒng)波浪浮標(biāo)中的水平保持機(jī)械結(jié)構(gòu)，可很大程度上降低波浪浮標(biāo)的體積、重量，方便快速布放。其測量精度、設(shè)備體積、功耗等指標(biāo)均處于*水平。
目前，該傳感器已完成多次海上現(xiàn)場觀測實(shí)驗(yàn)，波浪測量參數(shù)包括：平均波高、周期，1/3大波高、周期，1/*波高，周期，大波高、周期，主波向，波浪功率譜及姿態(tài)信息等。該傳感器尺寸為4cm×4cm×3cm，在4Hz采樣頻率下功耗<0.7W，可方便安裝在漂流浮標(biāo)、Wave-Glider、波浪工程浮標(biāo)等低功耗無人平臺上，實(shí)現(xiàn)波浪現(xiàn)場的快速、機(jī)動測量。
“受貿(mào)易戰(zhàn)、疫情等影響，近國外幾款同型波浪傳感器及其核心慣導(dǎo)器件出現(xiàn)價(jià)格大幅增長、供貨周期無限延長，甚至被列入對華禁運(yùn)名單等。”周峰華博士希望國內(nèi)波浪觀測研制的高校、企事業(yè)單位聯(lián)合起來，加強(qiáng)波浪測量技術(shù)交流、對標(biāo)*波浪測量指標(biāo)，提高國產(chǎn)波浪傳感器性能，促進(jìn)波浪測量設(shè)備的國產(chǎn)化。
另外，除上述慣性傳感器技術(shù)的*應(yīng)用外，“海斗一號”在國內(nèi)還*利用全海深高精度聲學(xué)定位技術(shù)和機(jī)載多傳感器信息融合方法，完成了對挑戰(zhàn)者深淵深區(qū)域的巡航探測與高精度深度測量，獲取了完整的全海深剖面與深淵海底的溫鹽深、深度剖面洋流變化等數(shù)據(jù)資料，為研究深淵水團(tuán)特性的空間變化規(guī)律、深淵底層洋流結(jié)構(gòu)等，提供了寶貴的數(shù)據(jù)資料。
原標(biāo)題：慣性傳感器技術(shù)在萬米海試用波浪傳感器中的應(yīng)用
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