無(wú)人船近岸海水采樣技術(shù)規(guī)范

無(wú)人船近岸海水采樣技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了無(wú)人船近岸海水采樣的船只性能、采樣航線(xiàn)、樣品采集及無(wú)人船維護(hù)等技術(shù)要求。本文件適用于近岸海域基于無(wú)人船的海水采樣工作。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T12763.6海洋調(diào)查規(guī)范第6部分：海洋生物調(diào)查GB17378.3海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第3部分：樣品采集、貯存與運(yùn)輸術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

無(wú)人船unmannedsurfacevehicle利用無(wú)線(xiàn)電遙控和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制操作的非載人船只。

續(xù)航里程endurancemileage無(wú)人船在最大的動(dòng)力儲(chǔ)備下可連續(xù)行駛的總里程。

表層采樣surfacesampling使用無(wú)人船與表層采樣器自動(dòng)采集表層水樣的過(guò)程。

分層采樣stratifiedsampling使用無(wú)人船與分層采樣器自動(dòng)采集多個(gè)指定水層水樣的過(guò)程。

定點(diǎn)采樣fixedpointsampling使用無(wú)人船與采樣器，以某個(gè)坐標(biāo)為參照點(diǎn)，使用動(dòng)力系統(tǒng)使無(wú)人船保持在一定半徑范圍內(nèi)進(jìn)行表層或分層水樣采集的過(guò)程。

單點(diǎn)采樣singlepointsampling使用無(wú)人船與采樣器，以遙控或自動(dòng)航行方式進(jìn)行1個(gè)采樣點(diǎn)水樣采集的過(guò)程。

多點(diǎn)連續(xù)采樣multipointcontinuoussampling使用無(wú)人船與采樣器，按照規(guī)劃的路徑，以自動(dòng)航行方式進(jìn)行多個(gè)采樣點(diǎn)連續(xù)水樣采集的過(guò)程。

手動(dòng)操作模式manualmode使用遙控器操作無(wú)人船航行的模式。

自動(dòng)航行模式automode無(wú)人船按照事先規(guī)劃的路線(xiàn)自動(dòng)航行的模式。技術(shù)要求無(wú)人船作業(yè)環(huán)境無(wú)人船最大可作業(yè)海況不小于3級(jí)，最大可生存海況不小于4級(jí)。定位精度平面定位誤差不大于2.5?m。原位保持能力無(wú)人船進(jìn)行定點(diǎn)采樣時(shí)偏離半徑不大于10?m。通訊能力無(wú)人船數(shù)傳電臺(tái)通訊距離不小于5?km，遙控器通訊距離不小于1?km。續(xù)航里程無(wú)人船續(xù)航時(shí)間不小于3?h，續(xù)航里程不少于25?km。防護(hù)性能無(wú)人船及各接口防護(hù)等級(jí)不小于IP67。自動(dòng)返航無(wú)人船通訊中斷或電量過(guò)低或出現(xiàn)故障時(shí)，具有自動(dòng)返航功能。動(dòng)力及保護(hù)措施無(wú)人船采用電動(dòng)推進(jìn)器，使用電池能源，單推進(jìn)器功率不小于500?W，供電最高電壓不超過(guò)60?V；推進(jìn)器可實(shí)時(shí)反饋工作電壓、電流和轉(zhuǎn)速，具備堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能；無(wú)人船推進(jìn)器配備防止水草或漁網(wǎng)纏繞裝置。岸基控制系統(tǒng)無(wú)人船需配備岸基地面控制基站，地面控制基站實(shí)時(shí)顯示無(wú)人船姿態(tài)、航向、航速、電池電壓、電流、經(jīng)度、緯度等信息，并可進(jìn)行航線(xiàn)規(guī)劃、指令收發(fā)；可自動(dòng)記錄無(wú)人船航線(xiàn)軌跡、采樣點(diǎn)坐標(biāo)及采樣時(shí)間。單波束測(cè)深儀單波束測(cè)深儀水深測(cè)量誤差不大于20?cm。采樣器采樣器應(yīng)符合如下要求：葉綠素濃度、初級(jí)生產(chǎn)力和新生產(chǎn)力，微生物，微微型、微型和小型浮游生物等調(diào)查項(xiàng)目的水樣采樣器和采樣瓶應(yīng)符合GB/T12763.6技術(shù)要求；水質(zhì)樣品和溶解氧、生化需氧量、pH、渾濁度、懸浮物、重金屬和營(yíng)養(yǎng)鹽等特殊樣品的采樣器和采樣瓶應(yīng)符合GB17378.3技術(shù)要求；采樣瓶具有進(jìn)水和排氣通道，具有較好的密閉特性，防止外部空氣混入；溶解氧采樣瓶進(jìn)水口安裝乳膠管，乳膠管長(zhǎng)度不小于采樣瓶?jī)?nèi)部高度；采用壓力傳感器測(cè)量分層采樣器取水口所在深度，水深測(cè)量誤差不大于20?cm；采樣器具有管路清洗功能；分層采樣器最大可采樣深度不小于30?m。采樣航線(xiàn)收集分析采樣海域資料，制作無(wú)人船作業(yè)底圖，規(guī)劃采樣航線(xiàn)。需搜集資料如下：采樣點(diǎn)坐標(biāo)位置；海域使用現(xiàn)狀相關(guān)資料；采樣海域水深、水文相關(guān)資料。樣品采集采樣前準(zhǔn)備采樣前應(yīng)對(duì)船體、動(dòng)力系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、傳感器和自動(dòng)采樣器進(jìn)行檢查、校正，保持其處于正常工作狀態(tài)，并保證檢驗(yàn)合格。采樣方式無(wú)人船單點(diǎn)采樣無(wú)人船單點(diǎn)采樣技術(shù)要求如下：采樣人員使用手持遙控器或無(wú)人船控制軟件，操控?zé)o人船航行至采樣點(diǎn)；通過(guò)無(wú)人船控制軟件開(kāi)啟表層或分層采樣器開(kāi)始水樣采集，如果是分層采樣分層方案按GB17378.3規(guī)定執(zhí)行；無(wú)人船以采樣開(kāi)始時(shí)坐標(biāo)為原始參照點(diǎn)，進(jìn)入定點(diǎn)采樣模式；水樣采集結(jié)束后無(wú)人船發(fā)送提示信息至無(wú)人船控制軟件，同時(shí)無(wú)人船退出原位保持模式進(jìn)入手動(dòng)操作模式。無(wú)人船多點(diǎn)連續(xù)采樣無(wú)人船多點(diǎn)連續(xù)采樣技術(shù)要求如下：在無(wú)人船控制軟件上規(guī)劃無(wú)人船航行路徑，在航行路徑上設(shè)置水樣采集點(diǎn)，設(shè)定表層采樣或分層采樣命令，如果是分層采樣分層方案按GB17378.3規(guī)定執(zhí)行；通過(guò)無(wú)人船控制軟件或遙控器操作無(wú)人船進(jìn)入自動(dòng)工作模式；無(wú)人船航行至采樣點(diǎn)，以采樣點(diǎn)坐標(biāo)為原始參照點(diǎn)，進(jìn)入定點(diǎn)采樣模式；水樣采集結(jié)束后，無(wú)人船發(fā)送提示信息至無(wú)人船控制軟件，同時(shí)無(wú)人船退出原位保持模式，繼續(xù)航行至下一個(gè)水樣采集點(diǎn)；無(wú)人船自動(dòng)航行直至完成規(guī)劃任務(wù)，完成所有水樣采集后，無(wú)人船進(jìn)入手動(dòng)操作模式。水樣采集采樣總體要求無(wú)人船使用表層或分層采樣器進(jìn)行水樣采集，采樣過(guò)程應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：無(wú)人船通過(guò)遙控或自動(dòng)航行方式到達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，執(zhí)行水樣自動(dòng)采集；在水樣采集全過(guò)程，無(wú)人船位置與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的偏離不大于10?m；表層采樣器采樣管為亞克力、PC、碳纖維等材質(zhì)，長(zhǎng)度不大于1?m；分層采樣器采樣管為柔性橡膠管，內(nèi)置4芯屏蔽線(xiàn)，單芯線(xiàn)徑截面積不小于0.25?mm2。其中2芯用于壓力傳感器供電，2芯用于壓力傳感器信號(hào)傳輸。采用RS485或CAN協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，有效傳輸距離不小于100?m；使用蠕動(dòng)泵或隔膜泵進(jìn)行水樣采集；采樣流量不小于1?L/min。表層采樣無(wú)人船進(jìn)行表層采樣任務(wù)，執(zhí)行以下操作：下放采樣管為垂直狀態(tài)；進(jìn)行管路清洗，通過(guò)采樣泵抽取監(jiān)測(cè)點(diǎn)海水進(jìn)行管路清洗，過(guò)水量不小于采樣管路體積的2倍；進(jìn)行水樣采集，采樣瓶裝滿(mǎn)后水泵停止工作；采樣結(jié)束，收起采樣管至水平狀態(tài)；采樣過(guò)程中同步記錄采樣日期、時(shí)間、經(jīng)度、緯度、深度、采樣瓶號(hào)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式應(yīng)滿(mǎn)足附錄A表A.1要求。分層采樣無(wú)人船進(jìn)行分層采樣任務(wù)，執(zhí)行以下操作：根據(jù)當(dāng)前水深及采樣分層方案，確定分層采樣的每層水深；將采樣器進(jìn)水口下放至第一個(gè)采樣水層；進(jìn)行管路清洗，通過(guò)采樣泵抽取采樣點(diǎn)當(dāng)前水層海水進(jìn)行管路清洗，過(guò)水量不小于采樣管路體積的2倍；進(jìn)行水樣采集，采樣瓶裝滿(mǎn)后水泵停止工作；重復(fù)b）、c）、d）步驟，直至全部水層水樣采集完畢；采樣結(jié)束，收起采樣管至初始狀態(tài)；采樣過(guò)程中同步記錄每個(gè)采樣層的采樣日期、時(shí)間、經(jīng)度、緯度、水深、采樣瓶號(hào)等信息；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式應(yīng)滿(mǎn)足附錄A表A.1要求。無(wú)人船維護(hù)返航后應(yīng)對(duì)無(wú)人船開(kāi)展如下維護(hù)：使用淡水對(duì)無(wú)人船船體各部位進(jìn)行沖洗；通過(guò)自動(dòng)清理程序，使用淡水依次清洗管路，過(guò)水量不少于采樣管路體積的2倍；無(wú)人船及采樣器自然風(fēng)干，陰涼處存放；如果無(wú)人船長(zhǎng)期存放，定期對(duì)電池進(jìn)行充電，以增加電池使用壽命。

（規(guī)范性）

采樣數(shù)據(jù)記錄表采樣數(shù)據(jù)記錄格式見(jiàn)表A.1。采樣數(shù)據(jù)記錄格式序號(hào)字段單位格式1日期YYYYMMDD2時(shí)間HHMMSS3經(jīng)度°XXX.XXXXXXX4緯度°XX.XX