一种水下拖曳式多参数姿态记录装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种水下拖曳式多参数姿态记录装置及方法，该装置包括水下拖体和甲板控制盒两部分；水下拖体用于记录拖体的方位角、横滚角、俯仰角、舱温、舱内气压、水深压力等参数；甲板控制盒通过水密电缆与水下拖体通讯，实现参数设置、GPS对钟、数据下载、锂电池充电功能。本发明能够通过水深压力参数自适应采样，以及根据时漂进行时漂校准。适用水下深拖设备、锚系及潜器的高精度姿态记录。
【专利说明】一种水下拖曳式多参数姿态记录装置及方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及海洋地球物理勘探领域，具体涉及一种水下拖曳式多参数姿态记录装置，其适用于水下潜器、深拖及对锚系的姿态观测。
【背景技术】:
[0002]随着资源环境领域技术发展的需求，人们的目光投向海洋，开展海洋条件下资源环境探测技术研究。科学家们常常将陆地常规设备搭载潜器、拖体、锚系等载体，以满足海洋探测需求。在诸如电法、声纳、磁法、地震等海洋地球物理【技术领域】，都需要精确记录仪器设备在水下的姿态情况，主要包括方位角、俯仰角、横滚角、水深、温度等，这些原始资料在后续数据校正及处理中不可或缺。
[0003]现有的姿态记录装置基本上适用于陆地或空中，适用于海底的探测仪器并不多见，特别是随着海洋探测的拖缆广泛使用，随时随地探测海洋拖缆的姿态是必须解决的一个问题。此外，我国一直在海洋拖缆姿态的探测仪器上受到国外的限制，仅仅凭借公开的一些原理性资料或示意性资料，无法实现自主知识产权的海洋探测仪器的开发。但是，随着我国对海洋研究的深入进行，现在急需适用于海洋探测的仪器。
【发明内容】
:
[0004]为了解决上述问题，经过技术人员多次设计和研究，本发明提供一种水下拖曳式多参数姿态记录装置，该装置可用于持续记录海洋可控源电磁发射机供电电极及可控源电磁采集站水下姿态，还可用于深拖、潜器、锚系等其他场合。
[0005]依据本发明的技术方案，提供一种水下拖曳式多参数姿态记录装置，其主要包括水下拖体和甲板控制盒；水下拖体放置在水体之下且连接在被测试目标体上，水下拖体经由水下拖体中的记录电路来完成对水下绑定的电极的测量；水下拖体包括水密接插件61、锂电池组62、记录电路63、水压传感器64和承压舱65 ;承压舱65在外围密封包装，承压舱65内部装有锂电池组62、记录电路63和水压传感器64，其中水压传感器64在承压舱65尾部，在承压舱65的椭圆形一端简称为头部，下文均用此词语代替安装有锂电池组62，锂电池组62通过电源输出端将测量的电压信号传给记录电路63，记录电路输入端经由模拟信号线连接水压传感器64，再由承压舱65外部连接的水密接插件61与甲板控制盒3连接；甲板控制盒，用于将水下拖体所记录的相关数值通过水密电缆传输给控制盒，同时可以由控制盒发出信号，对水下拖体进行相关命令参数设置的控制；甲板控制盒还可以作为一个中转枢纽，将水下拖体得出的数据，再通过USB传递到计算机中给用户展现；甲板控制盒具有充电、GPS对钟、数据下载功能；甲板控制盒包括GPS天线4、铝盒31、水密电缆32和控制电路35 ;甲板控制盒外部由铝盒31包裹，铝盒31总共有一个外接输入端口和两个输出端口，其中输入端口接外置GPS天线4，将来自于GPS天线的PPS信号直接输入到铝盒里面的控制电路35中，一输出端接水密电缆32连接水下拖体6，传递控制信号和来自水下拖体的上传数据；第二输出端口接USB通讯缆2，连接便携式计算机I与计算机进行信息通信。[0006]其中，在水下探测中，被测试目标体通常为水洋可控源电磁发射机供电电极及可控源电磁采集站。水下拖体经由水下拖体中的记录电路来完成对水下拖体在水下绑定的电极的测量，所述测量主要包括对水下拖体的温度，姿态，气压信息的测试，同时还记录时钟信息。供电电极为金属电极，或铜板、铜管。
[0007]优选地，承压舱65的设计采用流线设计，目标是将水下走航阻力降至最低；其承压仓的设计为了有效减小水中重量，采用PVC材质塑料构成，外形长500mm、直径50mm，水下重量1kg，能都达到实验时的质量要求；水压传感器由传感器置于承压仓尾部，有传感器接受来自测试舱内的气压、水深压力的信息，再将压力值同过连接线传递给记录电路63记录下来。
[0008]优选地，记录电路包括控制器631、电源管理632、温度传感器633、实时钟634、存储器635、姿态模块636和气压传感器637,控制器631作为中央控制单兀,控制电源管理632、温度传感器633、实时钟634、存储器635、姿态模块636和气压传感器637 ；电源管理632给温度传感器633、实时钟634、存储器635、姿态模块636、气压传感器637分别提供+5V或+3.3V的电压；其中，只有中央控制单元的控制器使用3.3V的电压，其余供电模块均使用+5V的电压；温度传感器633通过I2C总线与控制器631相连接，实时钟634通过SPI线传递时钟信号给控制器631，存储器635通过并口总线连接控制器631、姿态模块636通过串口总线连接控制器631，气压传感器637则发送模拟信号连接控制器631 ;控制器631，主要用于控制记录电路中各个模块之间的调节控制以及与甲板控制盒3之间的联系，解读甲板控制盒3通过水密电缆5发出的命令，再将解读后的命令传递给各个模块和控制协调各个模块工作；电源管理632，实时监测电池电压，因为电池电压过低，严重影响水下拖体记录电路的功能，所以，设置电源管理模块，专门记录电池电压，以给用户提供水下拖体的安全工作状态；温度传感器633，由传感器测试承压舱舱内温度，再将温度值记录下来；实时钟634，记录水下拖体6的时钟信息，将时钟信息添加到记录电路中记录的信息中，以备用户对数据进行进一步的处理提供时间信号；存储器635，将电压、温度、时钟、姿态、气压、水压等信息记录下来，同时可以提供给甲板控制盒3，存储空间大于64M ;姿态模块636，由姿态测试电路完成姿态状态值的测试，记录内容包括该水下托体的方位角、横滚角、俯仰角的数据变化；气压传感器637由传感器测试舱内气压、水深压力，再将压力值记录下来；水压传感器由传感器测试舱内气压、水深压力，再将压力值记录下来。
[0009]优选地，记录电路63具有低功耗的特点，当采样间隔为Imin时，可连续工作10天以上；当采样间隔为Is时，可连续工作24小时。
[0010]优选地，在数据的采样过程中，根据用户需求，采样间隔可切换，为lmin、20s、ls、自适应4档可选的采样频率，但是总的存储空间为64MB ;自适应档是一款智能变档调试，可以自动选取合适的采样间隔，即在水下托体的下沉上浮过程中，当水深变化率超过一定阈值时，采样间隔设置为ls，当载体静止位于海底水深，且水深变化率缓慢时，采样间隔设置为lmin，减少了用户对于采样率实时监测，根据不同情况实时更改采样率的繁琐工作。
[0011]优选地，甲板控制盒3 —端水密接插件与水下拖体6相连接，完成对水下拖体6的参数设置与数据下载，并且作为中转站，将水下拖体的数据通过USB传入便携式计算机I中。
[0012]进一步地，甲板控制盒3控制电路部分由独立的电源管理31、USB HUB32、GPS模块33、水密接插件34组成，其中，在控制电路一个输出端，是通过USB HUB32完成内部电路与便携式计算机I的传输，计算机端软件可以实时完成实现数据的管理和显示功能，USB并提+5V为锂电池充电提供电能；控制电路的输出端连接电源管理31，给控制电路提供电源的输入；控制电路的另外一个输出端通过GPS线连接GPS模块33，接受GPS模块33连接的外置的GPS天线4的定位信息，以完成GPS模块的定位功能。
[0013]本发明达到了如下技术指标:
[0014]>实现不同采样率切换ls、20s、lmin、自适应四档；
[0015]>存储空间大于64MB;
[0016]>时钟稳定度优于5ms/day,时漂校正后时钟误差小于lms/day ；
[0017]> USB传输控制接口；
[0018]>多参数包括方位角、横滚角、俯仰角、温度、电池电量、舱压、水深压力等参数；
[0019]>最大工作水深:4000m ；
[0020]> Imin采样间隔持续工作IOday以上，Is采样间隔持续工作Iday以上。
[0021]>
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为总体结构框图；
[0023]图2为水下拖体结构图；
[0024]图3为甲板控制盒结构图；
[0025]图4为数据记录流程图。
[0026]具体实施方法:
[0027]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的一部分实施例，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做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。
[0028]下面结合附图对本发明给出具体说明，本发明所提供的水下拖曳式多参数姿态记录装置主要包括水下拖体和甲板控制盒；水下拖体放置在水体之下且连接在被测试目标体上，水下拖体经由水下拖体中的记录电路来完成对水下绑定的电极的测量；水下拖体包括水密接插件61、锂电池组62、记录电路63、水压传感器64和承压舱65 ;承压舱65在外围密封包装，承压舱65内部装有锂电池组62、记录电路63和水压传感器64，其中水压传感器64在承压舱65尾部，在承压舱65的椭圆形一端简称为头部，下文均用此词语代替安装有锂电池组62，锂电池组62通过电源输出端将测量的电压信号传给记录电路63，记录电路输入端经由模拟信号线连接水压传感器64，再由承压舱65外部连接的水密接插件61与甲板控制盒3连接；甲板控制盒，用于将水下拖体所记录的相关数值通过水密电缆传输给控制盒，同时可以由控制盒发出信号，对水下拖体进行相关命令参数设置的控制；甲板控制盒还可以作为一个中转枢纽，将水下拖体得出的数据，再通过USB传递到计算机中给用户展现；甲板控制盒具有充电、GPS对钟、数据下载功能；甲板控制盒包括GPS天线4、铝盒31、水密电缆32和控制电路35 ;甲板控制盒外部由铝盒31包裹，铝盒31总共有一个外接输入端口和两个输出端口，其中输入端口接外置GPS天线4，将来自于GPS天线的PPS信号直接输入到铝盒里面的控制电路35中，一输出端接水密电缆32连接水下拖体6，传递控制信号和来自水下拖体的上传数据；第二输出端口接USB通讯缆2，连接便携式计算机I与计算机进行信息通信。
[0029]其中，在水下探测中，被测试目标体通常为水洋可控源电磁发射机供电电极及可控源电磁采集站。水下拖体经由水下拖体中的记录电路来完成对水下拖体在水下绑定的电极的测量，所述测量主要包括对水下拖体的温度，姿态，气压信息的测试，同时还记录时钟信息。供电电极为金属电极，或铜板、铜管。
[0030]承压舱64的设计采用流线设计，目标是将水下走航阻力降至最低；其承压仓的设计为了有效减小水中重量，采用PVC材质塑料构成，外形长500mm、直径50mm，水下重量1kg，能都达到实验时的质量要求；水压传感器由传感器置于承压仓尾部，有传感器接受来自测试舱内的气压、水深压力的信息，再将压力值同过连接线传递给记录电路63记录下来。
[0031]在具体实施例中，记录电路包括控制器631、电源管理632、温度传感器633、实时钟634、存储器635、姿态模块636和气压传感器637，控制器631作为中央控制单元，控制电源管理632、温度传感器633、实时钟634、存储器635、姿态模块636和气压传感器637 ;电源管理632给温度传感器633、实时钟634、存储器635、姿态模块636、气压传感器637分别提供+5V或+3.3V的电压；其中，只有中央控制单元的控制器使用3.3V的电压，其余供电模块均使用+5V的电压；温度传感器633通过I2C总线与控制器631相连接，实时钟634通过SPI线传递时钟信号给控制器631，存储器635通过并口总线连接控制器631、姿态模块636通过串口总线连接控制器631，气压传感器637则发送模拟信号连接控制器631 ;控制器631，主要用于控制记录电路中各个模块之间的调节控制以及与甲板控制盒3之间的联系，解读甲板控制盒3通过水密电缆5发出的命令，再将解读后的命令传递给各个模块和控制协调各个模块工作；电源管理632，实时监测电池电压，因为电池电压过低，严重影响水下拖体记录电路的功能，所以，设置电源管理模块，专门记录电池电压，以给用户提供水下拖体的安全工作状态；温度传感器633，由传感器测试承压舱舱内温度，再将温度值记录下来；实时钟634，记录水下拖体6的时钟信息，将时钟信息添加到记录电路中记录的信息中，以备用户对数据进行进一步的处理提供时间信号；存储器635，将电压、温度、时钟、姿态、气压、水压等信息记录下来，同时可以提供给甲板控制盒3，存储空间大于64M ;姿态模块636，由姿态测试电路完成姿态状态值的测试，记录内容包括该水下托体的方位角、横滚角、俯仰角的数据变化；气压传感器637由传感器测试舱内气压、水深压力，再将压力值记录下来；水压传感器由传感器测试舱内气压、水深压力，再将压力值记录下来。
[0032]在另一具体实施例中，记录电路63具有低功耗的特点，当采样间隔为Imin时，可连续工作10天以上；当采样间隔为Is时，可连续工作24小时。
[0033]在另一具体实施例中，在数据的采样过程中，根据用户需求，采样间隔可切换，为lmin、20s、ls、自适应4档可选的采样频率，但是总的存储空间为64MB ；自适应档是一款智能变档调试，可以自动选取合适的采样间隔，即在水下托体的下沉上浮过程中，当水深变化率超过一定阈值时，采样间隔设置为ls，当载体静止位于海底水深，且水深变化率缓慢时，采样间隔设置为lmin，减少了用户对于采样率实时监测，根据不同情况实时更改采样率的繁琐工作。
[0034]在另一具体实施例中，甲板控制盒3—端水密接插件与水下拖体6相连接，完成对水下拖体6的参数设置与数据下载，并且作为中转站，将水下拖体的数据通过USB传入便携式计算机I中。
[0035]进一步地，甲板控制盒3控制电路部分由独立的电源管理31、USB HUB32、GPS模块33、水密接插件34组成，其中，在控制电路一个输出端，是通过USB HUB32完成内部电路与便携式计算机I的传输，计算机端软件可以实时完成实现数据的管理和显示功能，USB并提+5V为锂电池充电提供电能；控制电路的输出端连接电源管理31，给控制电路提供电源的输入；控制电路的另外一个输出端通过GPS线连接GPS模块33，接受GPS模块33连接的外置的GPS天线4的定位信息，以完成GPS模块的定位功能。
[0036]在下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理进行概括描述:
[0037]a装置分为水下拖体及甲板控制盒两部分；
[0038]b水下拖体采用塑料承压舱，流线外形设计，并具有较小的水下重量、行进阻力；
[0039]c甲板控制盒实现水下拖体的参数设置、充电、GPS对钟、数据下载等功能；
[0040]d水下拖体集成水密接插件、锂电池组、记录电路、水压传感器；
[0041 ] e多参数包括时间、方位角、横滚角、俯仰角、舱温、舱内气压、水深压力、电池电压。
[0042]本发明的水下拖曳式多参数姿态记录装置，其具有如下用途:
[0043]a包括水下拖体和甲板控制盒；
[0044]b水下拖体采用PVC材质塑料承压舱，水下重量轻，采用流线设计，水下走航阻力小;
[0045]c水下拖体实现方位角、横滚角、俯仰角、舱温、舱内气压、水深压力等参数连续记录;
[0046]d甲板控制盒实现参数设置、充电、GPS对钟、数据下载功能；
[0047]e根据水深变化，自适应采样间隔；
[0048]f根据时漂进行时钟校准。
[0049]进一步地，水下拖体采用流线设计，将水下走航阻力降至最低；采用PVC材质塑料承压舱设计，有效减小水下重量；水下拖体用于完成姿态记录，包括舱温、方位角、横滚角、俯仰角、舱内气压、水深压力、电池电压参数。水下拖体具有低功耗特点，采样间隔为Imin时，可连续工作10天以上，采样间隔为Is时，可连续工作24小时。水下拖体根据需求采样间隔可切换，为lmin、20s、ls、自适应4档可选，存储空间为64MB;自适应采样即水下托体下沉上浮过程中水深变化率超过一定阈值时，采样间隔设置为ls，当载体静止位于海底水深变化缓慢时，采样间隔设置为lmin。水下拖体长500mm、直径50mm,水下重量约1kg。
[0050]本发明的甲板控制盒通过USB接口与水下拖体连接，完成参数设置与数据下载。此外，甲板控制盒还通过USB与PC端连接，PC端软件实现数据管理、显示；USB接口完成锂电池充电。
[0051]在另外的实施例中，参加图1，本发明是用于记录水下及海洋潜器、拖体、锚系等载体的水下拖曳式多参数姿态记录装置，其具体包括便携式计算机1，通过USB通讯电缆2与甲板控制盒3连接，完成计算机I与甲板控制盒3的命令与数据交互；甲板控制盒3通过GPS天线4接收GPS射频信号；并通过8芯水密电缆5与水下拖体6连接，完成水下拖体的充电、参数设置、数据下载。
[0052]参见图1及图3，甲板控制盒3包括控制电路31，水密接插件32，以及外围铝盒。铝盒长10cm、宽6cm、高3cm。控制电路31包括电源管理311、USB HUB312、GPS模块313。电源管理311实现USB+5V转换至+3.3V，以及为水下拖体的锂电池充电所需的+8.4V ；USBHUB312实现计算机端USB总线分别对GPS模块313USB接口和水下拖体USB接口管理；GPS模块313通过USB接口受控于计算机I，用于配置GPS模块，GPS模块同时通过TXD_GPS输出GPS消息，以及PPS信号；GPS天线4，通过专用接口连接至甲板控制盒，用于获取GPS卫星信号；水密接插件32用于与水下拖体6的水密接插件水密连接。
[0053]参见图2，水下拖体包括水密接插件61、锂电池组62、记录电路63、水压传感器64、前端整流罩65、塑料承压舱66、尾部保护尾翼67部件。前端整流罩65为水下拖体行进时减小水下阻力；尾部保护尾翼67 —方面保护水密接插件61，一方面还提供流线设计，使其符合流体设计；塑料承压舱66为记录电路63提供压力保护，使其适用于水下4000m水深环境；锂电池组62，为记录电路63提供电源；记录电路63在甲板控制盒初始控制下，完成方位角、俯仰角、横滚角、舱压、温度、电池电压、水深、时间等参数记录，并存储于内置存储器中。
[0054]再参见图1，水下拖体记录电路63包括控制器631、电源管理电路632、温度传感器633、实时钟634、存储器635、姿态模块636、气压模块637。锂电池组62为两节3.7V、
2.5Ahr串联，电源管理电路632将锂电池组电压转换为+5V、+3.3V，其中+5V为姿态模块636供电，+3.3V为其他电路供电；控制器631通过IIC总线读取温度传感器633舱内温度；通过IIC总线访问实时钟634，实现GPS对钟及时间读取，其中为实时钟提供时钟的晶体频率稳定度为0.05ppm ;控制器638通过并行总线访问存储器635，实现数据读写，存储器容量为64MB ;控制器638通过UART访问姿态模块636，并通过IO实现对姿态模块启停控制；控制器631通过内部ADC测量气压传感器637电压值；控制器671通过内部桥式ADC对水压传感器64电压进行量化编码，得到水深数据，水压传感器量程4000m，线性度万分之五。控制器631通过水密接插件61中USB总线受控于甲板控制盒，实现参数设置、数据下载，下载速率为200KB/S ;控制器通过水密接插件61中UART接收GPS串口数据，并将有效时间信息写入实时钟，实现GPS对钟。
[0055]再参见图1、图2，具体作业流程如下:
[0056]a)连接甲板控制盒3与计算机I之间的USB电缆2，连接甲板控制盒3与水下拖体6的水密接插件5 ；
[0057]b)对水下拖体内部锂电池组充电，通过用户软件查看电池电量；
[0058]c)下水前确保电池电量满，连接甲板控制GPS天线4 ；
[0059]d)通过用户软件启动水下拖体记录电路，清除FLASH内部数据，完成GPS对钟，根据需求设置采样间隔，启动采集；
[0060]e)拔掉水S电缆5,后将堵头堵上8芯水S接插件61 ；
[0061]f)将拖体固定于目标体，进行水下作业；
[0062]g)水下作业完成后，打捞水下拖体，并用淡水冲洗表面污物及海水；
[0063]h)拔下堵头，通过水密电缆接入甲板控制盒，完成GPS对钟，记录时钟漂移，下载数据至本地计算机硬盘；
[0064]i)对数据成图，根据时漂、姿态信息、水深、温度对数据进行校准，进而得到水下目标体行进轨迹。[0065]所述时漂校正方法，具体流程如下，下水前进行GPS对钟，将GPS时间信息写入水下拖体记录电路的实时钟中，记为tsyn。、拖体下水后GPS信号丢失，依赖内部RTC计时，开始采集时时间记为tstart，采集过程每个记录的时间记为tx，由于时钟误差将累积，拖体打捞出水后停止采集，时间记为ts_，停止采集同时计算内部实时钟与GPS时间漂移为At。时钟校正公式为:
[0066]t’ = At tx-tsync/tstop-tsync+tx
[0067]式中t’校正后时间。
[0068]参见图4，图4为本发明的多参数记录步骤。记录方法分为数据采集步骤1、数据传输步骤2、数据处理步骤3。采集步骤I为下水前准备工作，传输步骤2为出水后数据，数据处理用于后续数据整理成图输出。
[0069]采集步骤1，先进行采集前的GPS对钟、根据需求设置采集间隔，并设置采集开始时间，等待开始时间到，记录电路会自动按照预设的采样间隔进行多参数记录；水下作业结束后，进行传输步骤2，停止记录，GPS对钟，获取标准时间信息，并通过USB接口将数据文件下载至计算机中；数据处理步骤3，根据第二次对钟计算时间漂移，进行时钟校正，并对多参数进行成图，按照特定的文件编排格式将数据输出。
[0070]如上述，已经清楚详细地描述了本发明提出的装置及方法，但是本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出多种修改。因此，所有参考本发明技术方案所做出的各种各样的修改，均应当归入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种水下拖曳式多参数姿态记录装置，主要包括水下拖体和甲板控制盒；其特征在于，水下拖体，其放置在水体之下且连接在被测试目标体上，水下拖体经由水下拖体中的记录电路来完成对水下绑定的电极的测量；水下拖体包括水密接插件(61)、锂电池组(62)、记录电路(63)、水压传感器(64)和承压舱(65);承压舱(65)在外围密封包装，承压舱(65)内部装有锂电池组(62)、记录电路(63)和水压传感器(64)，其中水压传感器(64)在承压舱(65)尾部，在承压舱(65)的椭圆形一端(简称为头部，下文均用此词语代替)安装有锂电池组(62)，锂电池组(62)通过电源输出端将测量的电压信号传给记录电路(63)，记录电路输入端经由模拟信号线连接水压传感器(64)，再由承压舱(65)外部连接的水密接插件(61)与甲板控制盒(3)连接； 甲板控制盒，用于将水下拖体所记录的相关数值通过水密电缆传输给控制盒，同时可以由控制盒发出信号，对水下拖体进行相关命令参数设置的控制；甲板控制盒还可以作为一个中转枢纽，将水下拖体得出的数据，再通过USB传递到计算机中给用户展现；甲板控制盒具有充电、GPS对钟、数据下载功能；甲板控制盒包括GPS天线(4)、铝盒(31)、水密电缆(32)和控制电路(35);甲板控制盒外部由铝盒(31)包裹，铝盒(31)总共有一个外接输入端口和两个输出端口，其中输入端口接外置GPS天线(4)，将来自于GPS天线的PPS信号直接输入到铝盒里面的控制电路(35)中，一输出端接水密电缆(32)连接水下拖体(6)，传递控制信号和来自水下拖体的上传数据；第二输出端口接USB通讯缆(2)，连接便携式计算机(I)与计算机进行信息通信。
2.如权利要求1所述的水下拖曳式多参数姿态记录装置，其特征在于，在水下探测中，被测试目标体通常为水洋可控源电磁发射机供电电极及可控源电磁采集站。
3.如权利要求1所述的水下拖曳式多参数姿态记录装置，其特征在于，水下拖体经由水下拖体中的记录电路来完 成对水下拖体在水下绑定的电极的测量，所述测量主要包括对水下拖体的温度，姿态，气压信息的测试，同时还记录时钟信息。
4.如权利要求2所述的水下拖曳式多参数姿态记录装置，其特征在于，供电电极为金属电极，或铜板、铜管。
5.如权利要求1所述的水下拖曳式多参数姿态记录装置，其特征在于，承压舱(64)的设计采用流线设计，采用PVC材质塑料构成,外形长500mm、直径50mm、重量1kg。
6.如权利要求1所述的水下拖曳式多参数姿态记录装置，其特征在于，水压传感器由传感器置于承压仓尾部，由传感器接受来自测试舱内的气压、水深压力的信息，再将压力值同过连接线传递给记录电路(63)记录下来。
7.如权利要求1所述的水下拖曳式多参数姿态记录装置，其特征在于，记录电路包括控制器(631)、电源管理(632)、温度传感器(633)、实时钟(634)、存储器(635)、姿态模块(636)和气压传感器(637)，控制器(631)作为中央控制单元，控制电源管理(632)、温度传感器(633)、实时钟(634)、存储器(635)、姿态模块(636)和气压传感器(637);电源管理(632)给温度传感器(633)、实时钟(634)、存储器(635)、姿态模块(636)、气压传感器(637)分别提供+5V或+3.3V的电压。
8.如权利要求7所述的水下拖曳式多参数姿态记录装置，其特征在于，温度传感器(633)通过I2C总线与控制器(631)相连接，实时钟(634)通过SPI线传递时钟信号给控制器(631)，存储器(635)通过并口总线连接控制器(631)、姿态模块(636)通过串口总线连接控制器(631)，气压传感器(637)则发送模拟信号连接控制器(631)； 控制器(631)，主要用于控制记录电路中各个模块之间的调节控制以及与甲板控制盒(3)之间的联系，解读甲板控制盒(3)通过水密电缆(5)发出的命令，再将解读后的命令传递给各个模块和控制协调各个模块工作； 电源管理(632)，实时监测电池电压，因为电池电压过低，严重影响水下拖体记录电路的功能，所以，设置电源管理模块，专门记录电池电压，以给用户提供水下拖体的安全工作状态。
9.如权利要求8所述的水下拖曳式多参数姿态记录装置，其特征在于，温度传感器(633)，由传感器测试承压舱舱内温度，再将温度值记录下来； 实时钟(634)，记录水下拖体(6)的时钟信息，将时钟信息添加到记录电路中记录的信息中，以备用户对数据进行进一步的处理提供时间信号； 存储器(635)，将电压、温度、时钟、姿态、气压、水压等信息记录下来，同时可以提供给甲板控制盒(3)，存储空间大于64M ； 姿态模块(636)，由姿态测试电路完成姿态状态值的测试，记录内容包括该水下托体的方位角、横滚角、俯仰角的数据变化； 气压传感器(637)由传感器测试舱内气压、水深压力，再将压力值记录下来；水压传感器由传感器测试舱内气压、水深压力，再将压力值记录下来。
【文档编号】G01D9/00GK103759751SQ201410020650
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】陈凯, 王猛, 邓明, 魏文博, 张启升, 金胜, 景建恩, 叶高峰 申请人:中国地质大学（北京）