基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备及方法与流程

本发明涉及水生态系统研究领域，具体涉及基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备及方法。

背景技术：

1、随着全球气候变化与水体富营养化问题的加剧，内陆水体生态系统代谢过程（如初级生产、生态系统呼吸和净生态生产）逐渐成为环境科学、生态学与碳循环研究的重要内容；当前常用的观测方式包括固定式浮标、岸边站点或人工采样等方式，存在空间覆盖不足、缺乏垂向分辨率和采样频次低等问题。

2、近年来，无人船因其机动性强、自主化程度高，被广泛应用于水质监测和水文调查中；传统的无人船搭载检测探头（如多参数水质传感器、浮游生物采样器等）进行水体检测时，通常采用吊放的方式，通过释放绳索或线缆将检测探头放入到水中进行检测；然而，这种设计存在明显的局限性：当无人船因障碍物无法靠近检测区域时，因绳索或线缆都是柔性的，缺乏支撑，导致检测探头无法对远离无人船的水域的不同深度进行监测（因缺乏支撑，检测探头在远离无人船会直接下沉，而拉动绳索或线缆只会使检测探头远离监测区域），导致监测数据不完整，影响对水生态系统代谢过程的全面分析。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备及方法，其解决了现有吊放的方式存在局限性。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备，包括：无人船以及设在无人船上的处理设备与收卷组件，所述收卷组件上设有柔性连接件，所述柔性连接件上设有检测探头，所述检测探头用于测量水体参数，所述处理设备用于处理检测探头采集的信息，以得出水体生态系统的代谢参数；

3、所述无人船上设有支撑组件，所述支撑组件用于推着柔性连接件移动，以增加检测探头与无人船之间的水平距离。

4、优选的，所述支撑组件包括设在无人船上的第一驱动件以及设在第一驱动件移动端上的推动组件。

5、优选的，所述推动组件包括安装座、铰接在安装座上的伸缩托架以及用于驱使伸缩托架转动的第二驱动件。

6、优选的，所述柔性连接件包括与检测探头连接的钢丝绳与线缆，所述钢丝绳远离检测探头的一端缠绕在收卷组件上，所述无人船上设有收纳箱，所述线缆远离检测探头的一端穿过收纳箱与处理设备电性连接。

7、优选的，所述收纳箱上设有安装框架，所述安装框架上设有两个分别处于线缆两侧的滚轮以及用于驱使滚轮转动的第四驱动件。

8、优选的，所述收纳箱上设有用于驱使第四驱动件移动的第三驱动件。

9、优选的，所述线缆的外壁上间隔设有若干个套件，所述套件上设有用于吸附钢丝绳的磁性件。

10、优选的，所述检测探头的外侧壁上设有气囊，所述检测探头内设有用于向气囊充气的充气设备。

11、优选的，基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测方法，利用上述的基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备，包括以下步骤：

12、s1：无人船行驶到检测水域后，收卷组件释放柔性连接件，使检测探头进入到水中，通过支撑组件推着柔性连接件移动，增加检测探头与无人船之间的水平距离，使检测探头到达检测区域；

13、s2：检测探头用于测量水体中的参数，并传输到处理设备上进行处理，以得出水体生态系统的代谢参数。

14、本发明的有益效果在于：

15、1、通过支撑组件与柔性连接件接触，对柔性连接件进行支撑，并且支撑组件推着柔性连接件移动，增加检测探头与无人船之间的水平距离，使检测探头在远离无人船区域可以检测不同深度的水体，确保监测数据完整，保证对水生态系统代谢过程分析的精确性；

16、2、通过向气囊内部充入不同量的气体，使气囊对检测探头提供的浮力大小可以调整，使检测探头在水中的深度可以根据需求调整，进一步保证检测探头可以检测远离无人船区域不同深度的水体，增加监测的全面性。

1.基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备，其特征在于，包括：无人船（1）以及设在无人船（1）上的处理设备（2）与收卷组件（6），所述收卷组件（6）上设有柔性连接件（5），所述柔性连接件（5）上设有检测探头（4），所述检测探头（4）用于测量水体参数，所述处理设备（2）用于处理检测探头（4）采集的信息，以得出水体生态系统的代谢参数；

2.根据权利要求1所述的基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备，其特征在于，所述支撑组件（3）包括设在无人船（1）上的第一驱动件（301）以及设在第一驱动件（301）移动端上的推动组件。

3.根据权利要求2所述的基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备，其特征在于，所述推动组件包括安装座（302）、铰接在安装座（302）上的伸缩托架（303）以及用于驱使伸缩托架（303）转动的第二驱动件（304）。

4.根据权利要求1所述的基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备，其特征在于，所述柔性连接件（5）包括与检测探头（4）连接的钢丝绳（501）与线缆（502），所述钢丝绳（501）远离检测探头（4）的一端缠绕在收卷组件（6）上，所述无人船（1）上设有收纳箱（7），所述线缆（502）远离检测探头（4）的一端穿过收纳箱（7）与处理设备（2）电性连接。

5.根据权利要求4所述的基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备，其特征在于，所述收纳箱（7）上设有安装框架（9），所述安装框架（9）上设有两个分别处于线缆（502）两侧的滚轮（10）以及用于驱使滚轮（10）转动的第四驱动件（12）。

6.根据权利要求5所述的基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备，其特征在于，所述收纳箱（7）上设有用于驱使第四驱动件（12）移动的第三驱动件（11）。

7.根据权利要求4所述的基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备，其特征在于，所述线缆（502）的外壁上间隔设有若干个套件（13），所述套件（13）上设有用于吸附钢丝绳（501）的磁性件（14）。

8.根据权利要求1所述的基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备，其特征在于，所述检测探头（4）的外侧壁上设有气囊（8），所述检测探头（4）内设有用于向气囊（8）充气的充气设备。

9.基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测方法，利用如权利要求1-8任一项所述的基于无人船的内陆水生态系统代谢过程观测设备，其特征在于，包括以下步骤：