水下驻留系统与无人机水下驻留及释放方法与流程

1.本发明涉及水下驻留系统技术领域，尤其是一种用于无人机的水下驻留系统与无人机水下驻留及释放方法。


背景技术：

2.鉴于海洋在经济和社会中的战略地位，世界各国加快进军海洋领域的步伐，海洋活动日趋频繁，在开发海洋、利用海洋、保护海洋和管控海洋等方面提出了巨大需求。无人机具有运输方便、操作简单、飞行速度快、载荷多样、起飞降落对环境要求低、成本低等优点，其在海洋领域具有广阔的应用前景，已经在海洋运输、海洋应急救援、海洋测绘和海洋巡视监视等领域发挥着举足轻重的作用。
3.随着海洋利益的延伸和任务的日趋复杂，对无人机的航程和响应速度提出了巨大挑战。虽然现有无人机均具有一定程度上的海上应急处理能力，但是在距离任务海域较远或任务紧急情况的话，即使在无人机的航程范围内其到达任务海域也需要一定的时间，影响任务执行的时效性。因此，需要一种高时效性的无人机使用方法，实现在特定海域执行紧急任务的快响应。


技术实现要素：

4.为解决上述的技术问题，本发明提供了一种水下驻留系统与无人机水下驻留及释放方法。
5.第一方面，本发明提供一种水下驻留系统，用于使无人机在水中悬停，包括释放器、水下悬停组件和定点驻留组件。释放器连接至无人机，释放器被构造成接收到释放指令后释放无人机。水下悬停组件包括装备浮体、防绳索缠绕件和装备配重。防绳索缠绕件的一端连接至释放器，防绳索缠绕件的另一端经由第一绳索连接至装备浮体。装备配重连接至防绳索缠绕件。定点驻留组件用于为无人机提供系泊点，装备配重通过第二绳索连接至定点驻留组件。其中，无人机完全淹没于水中时的浮力大于自身重力，装备配重、无人机及释放器在水中的净浮力之和为负数，装备浮体用于为无人机、释放器和装备配重提供冗余浮力。
6.进一步地，释放器设有释放器浮体，释放器浮体被构造成使得释放器在水中悬浮。具体地，防绳索缠绕件为防缠绕支杆，防缠绕支杆一端经由第四绳索连接至释放器，防缠绕支杆的另一端经由第一绳索连接至装备浮体。
7.优选地，装备配重经由具有三个连接端的y字型连接绳连接至防缠绕支杆。其中，y字型连接绳的两个端分别连接至防缠绕支杆的两端，第三端连接至装备配重。可选地，第二绳索连接至y字型连接绳的第三端。
8.具体地，定点驻留组件包括锚系浮体、锚固配重、第三绳索、第一锚链、第二锚链和锚。锚固浮体用于放置在水面，锚固配重用于放置在水底。其中，锚系浮体与锚固配重通过第三绳索和第二锚链连接，第三绳索的近端连接至锚系浮体，第三绳索的远端连接至第二
锚链的近端，第二锚链的远端连接至锚固配重；锚经由第一锚链连接至第二锚链。
9.可选地，定点驻留组件还包括声学释放器，声学释放器设置于第三绳索与第二锚链之间，声学释放器的一端连接至第三绳索的远端，声学释放器的另一端耦接至第二锚链的近端，声学释放器被构造成可选择性地与第二锚链分离。
10.优选地，第二绳索连接至第三绳索的靠近锚系浮体的一端。可选地，定点驻留组件还包括设置于第三绳索的水下浮球和深海型浮球。其中，水下浮球靠近锚系浮体设置，深海型浮球设置于水下浮球和声学释放器之间且靠近声学释放器。
11.优选地，装备浮体为圆柱体浮体，释放器浮体和锚系浮体为球体浮体。可选地，水下驻留系统应用于海洋，水下驻留系统还包括设于装备浮体顶部的北斗用户机海面信标端，北斗用户机海面信标端与释放器通过线缆相连。
12.第二方面，本发明提供一种无人机水下驻留及释放方法，采用第一方面的水下驻留系统对无人机进行水下悬停、定点驻留以及远程释放。
13.无人机水下悬停步骤包括根据如下公式为无人机配置适合的装备浮体和装备配重：f
冗余浮力
=f
净浮力-装备浮体
＋f
净浮力-释放器
＋f
净浮力-无人机
＋f
净浮力-装备配重
≥0。其中，f
净浮力-无人机
是指无人机完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值，f
净浮力-装备浮体
是指装备浮体完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值，f
净浮力-释放器
是指释放器完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值，f
净浮力-装备配重
是指装备配重完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值。将无人机附接至释放器，将无人机、释放器及水下悬停组件放入水中。
14.无人机定点驻留步骤包括将定点驻留组件锚固至目标驻留点，以及将装备配重通过驻第二绳索连接至定点驻留组件。公开
15.无人机远程释放步骤包括北斗用户机地面端发射无人机释放指令，北斗用户机海面信标端接收释放指令后转送至释放器，释放器释放无人机，无人机在浮力作用下上浮。
16.可选地，在无人机水下悬停步骤中，根据无人机的目标悬停深度，调节第一绳索的长度。
17.进一步地，在无人机远程释放步骤中，操作终端将释放指令首先发送至北斗用户机地面端，通过卫星将释放指令发送至北斗用户机海面信标端。
18.本发明的特点及优点包括：水下驻留系统包括释放器、相互连接的水下悬停组件和定点驻留组件，无人机以可释放的方式连接至水下悬停组件。无人机、释放器、装备浮体和装备配重构成了一个局部的水下悬停系统，设置防绳索缠绕件，可防止无人机与水下悬停组件发生缠绕，实现无人机的水下悬停。水下驻留系统能使无人机在特定海域定点悬停，并且降低被发现的风险。水下悬停组件的装备浮体上设有北斗用户机海面信标端，本发明的无人机水下驻留及释放方法借助北斗卫星系统，实现对无人机的远程遥控释放，根据任务需要可随时对无人机进行释放。水下驻留系统使无人机能够在特定海域时刻待命，需要时当即起飞执行任务，大幅缩短任务响应时间。
附图说明
19.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明实施例中水下驻留系统的示意图；图2是图1中的a的放大示意图；图3是使用本发明实施例中水下驻留系统时的信号传输流程图。
21.附图标记说明：1-海平面；2-装备浮体；3-北斗用户机海面信标端；4-无人机；5-释放器；6-释放器浮体；7-防绳索缠绕件；8-装备配重；9-锚系浮体；10-水下浮球；11-深海型浮球；12-声学释放器；13-锚固配重；14-锚；15-海底；16-第一绳索；17-y字型连接绳；18-第二绳索；19-第三绳索；20-第一锚链；21-第四绳索；22-第二锚链；23-释放链；24-水下悬停组件；26-定点驻留组件；28-水下驻留系统。
具体实施方式
22.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
23.本发明提供一种水下驻留系统，用于使无人机在水中悬停。水下驻留系统28包括水下悬停组件和定点驻留组件，无人机以可释放的方式连接至水下悬停组件，水下悬停组件连接至定点驻留组件。当水下驻留系统接收到释放指令后释放悬停在水中的无人机。无人机完全淹没于水中时的浮力大于自身重力，因此无人机可从水中上浮至水面，继而从水面起飞执行任务。本发明中的无人机为水空跨越无人机。本发明的水中具体可以是海洋、河流、湖泊等水中，后续以应用场景为海洋为例进行说明。
24.参见图1和图2，水下驻留系统28包括释放器5、水下悬停组件24和定点驻留组件26。释放器5连接至水下悬停组件24和无人机4，即无人机4通过释放器5以可释放的方式连接至水下悬停组件24。释放器5在接收到释放指令后释放无人机4。水下悬停组件24被构造成使无人机4可悬停于水中的某个深度。水下悬停组件24连接至定点驻留组件26，定点驻留组件26用于为水下悬停组件24和无人机4提供系泊点，避免被海浪冲走。无人机4完全淹没于水中时的浮力大于自身重力，因此在水中自行成漂浮状态。使用水下驻留系统28，可实现无人机4在目标处的水下悬浮驻留，使无人机4隐蔽于水下不易被发现。在需要无人机4起飞执行任务时，无人机4可脱离水下驻留系统28上浮至水面。使用水下驻留系统28，可实现无人机4在特定海域的时刻待命，需要时当即起飞执行任务，大大缩短任务响应时间。
25.水下悬停组件24包括装备浮体2、防绳索缠绕件7和装备配重8。防绳索缠绕件7的一端连接至释放器5，防绳索缠绕件7的另一端经由第一绳索16连接至装备浮体2，装备配重8连接至防绳索缠绕件7。装备配重8、无人机4及释放器5在水中的净浮力之和为负数，装备浮体2用于为无人机4、释放器5和装备配重8提供冗余浮力。设置防绳索缠绕件7，有利于使无人机4与其他部件保持一定距离，尤其是水下驻留系统28中的柔性部件，例如绳索，防止在水下悬浮期间发生缠绕，避免需要紧急执行任务时，不能快速成功释放无人机。
26.其中，某物体的净浮力是指该物体完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值。净浮力为负数，即该浮力小于重力；净浮力为正数，即该浮力大于重力。例如，无人机4完全淹没于水中时的浮力大于自身重力，无人机4的净浮力为正数。装备配重8为无人机4和释放器5提供额外的重力，尤其为无人机4提供额外的重力，使无人机4可被水淹没。具体地，装备配重8的规格可根据无人机4的净浮力的大小进行选择，并留有额外的重力，使装备配重8、无人机4及释放器5在水中的净浮力之和为负数，增加水下悬停组件24在水中抗冲击干扰能力，提高系统稳定性。
27.装备浮体2为连接至防绳索缠绕件7的部件提供浮力，特别为装备配重8提供浮力，从而平衡作用到防绳索缠绕件7上的力，使得直接或间接连接至防绳索缠绕件7的无人机4、释放器5、装备配重8悬浮在水中，并保持无人机4、释放器5及水下悬停组件24姿态稳定。具体地，装备浮体2的规格可根据装备配重8、无人机4及释放器5的水中净浮力之和的大小进行选择，并留有额外的冗余浮力，增加水下悬停组件24在水中抗冲击干扰能力，提高系统稳定性。具体地，装备浮体2采用圆柱体或球体浮体。
28.具体地，在一些实施例中，防绳索缠绕件7为非柔性的防缠绕支杆，例如为塑料、橡胶或金属等材质制成。支干具有韧性，既能使无人机4与系统中的绳索保持一定距离，又能适应海浪和洋流的冲击。
29.在一些实施例中，释放器5设有释放器浮体6，释放器浮体6附接至释放器5为释放器5提供浮力。优选地，选择合适的释放器浮体6，使得释放器5和释放器浮体6两者在水中可悬浮，即释放器5和释放器浮体6在水中的净浮力之和为零。具体地，释放器浮体6采用圆柱体或球体浮体。优选地，释放器浮体6为球体浮体。在一些实施例中，释放器5通过第四绳索21连接至防缠绕支杆。优选地，采用较短的第四绳索21连接释放器5和防绳索缠绕件7，选择较短的第四绳索21有利于系统的稳定性。
30.具体地，继续参见图1，在一些实施例中，水下悬停组件24包括y字型连接绳17，装备配重8经由具有三个连接端的y字型连接绳17连接至防缠绕支杆。y字型连接绳17的两个端分别连接至防缠绕支杆的两端，第三端连接至装备配重8。装备配重8经由y字型连接绳17连接至防缠绕支杆，使得防缠绕支杆两端所受拉力最终汇聚至配重8处，有利于防缠绕支杆两端受力平衡。
31.装备配重8可通过柔性或刚性的连接件连接至定点驻留组件26。参见图1，在优选的实施例方式中，装备配重8通过第二绳索18（即柔性的连接件）连接至定点驻留组件26。采用柔性连接，有利于水下悬停组件24随着海浪和洋流在一定范围内随动，防止海浪和洋流的冲击使水下悬停组件24与定点驻留组件26分离。具体地，第二绳索18连接至y字型的第三端。
32.在一些实施例中，装备浮体2设有北斗用户机海面信标端3，北斗用户机海面信标端3与释放器5通过线缆相连。北斗用户机海面信标端3接收到释放无人机4的指令后，将该指令通过线缆传递给释放器5。释放器5接收到释放指令后释放无人机4。具体地，北斗用户机海面信标端3设置于装备浮体2的顶部。优选地，装备浮体2为圆柱体浮体，便于设置北斗用户机海面信标端3。
33.继续参见图1，定点驻留组件26包括锚系浮体9、锚固配重13和锚14。锚系浮体9用于放置在水面，锚固配重13用于放置在水底，锚系浮体9和锚固配重13至少通过第三绳索19
连接。在一些实施例中，锚系浮体9和锚固配重13通过第三绳索19连接，锚14通过第一锚链20连接至第三绳索19。在另一些实施例中，锚系浮体9与锚固配重13通过第三绳索19和第二锚链22连接，第三绳索19的近端连接至锚系浮体9，第三绳索19的远端连接至第二锚链22的近端，第二锚链22的远端连接至锚固配重13；锚14经由第一锚链20连接至第二锚链22。其中，近端是指靠近水面的一端，远端是指靠近水底的另一端。
34.继续参见图1，装备配重8通过第二绳索18连接至定点驻留组件26的第三绳索19。具体地，锚系浮体9采用圆柱体或球体浮体。优选地，锚系浮体9采用球体浮体。锚系浮体9作为无人机4悬浮期间的系泊点，提供表面标识和额外的冗余浮力，通过第三绳索19与放置到水底的锚固配重13相连，并通过锚14在水底实施固定，实现无人机的定点驻留。当装备浮体2丢失时，锚系浮体9依然能够保证无人机4和释放器5等其它部件的安全。
35.在一些实施例中，定点驻留组件26还包括声学释放器12，声学释放器12设置于第三绳索19与第二锚链22之间，声学释放器12的一端连接至第三绳索19的远端，声学释放器12的另一端与第二锚链22的近端耦接。声学释放器12被构造成可选择性地与第二锚链22分离。声学释放器12未接收到释放指令时，声学释放器12与第二锚链22保持连接；当声学释放器12接收到释放信号后，声学释放器12与第二锚链22分离。由于第一锚链20连接至第二锚链22，锚固配重13和锚14继续留在水底，第三绳索19及连接至第三绳索19的部件（例如，声学释放器12、锚系浮体9等）可被回收利用，以节约成本。
36.优选地，在一些实施例中，声学释放器12为并列设置的两个深水型声学释放器。具体地，两个深水型声学释放器的一端并列连接至第三绳索19的远端，另一端分别设有挂钩。连接至锚固配重13的第二锚链22与两个深水型声学释放器通过释放链23连接。具体地，第二锚链22的远离锚固配重13的一端具有配重吊环，释放链23连接至配重吊环（例如，释放链23穿过配重吊环），位于释放链23两端的吊环分别附接至两个深水型声学释放器的挂钩处。当驻留结束后，在船上利用声学甲板单元对两个深水型声学释放器中的任意一个发出指令，该声学释放器12与释放链23分离，使得释放链23与配重吊环分离，从而完成释放，丢弃锚固配重13。并列设置两个深水型声学释放器有利于提高释放的成功率，当一个释放器故障时，还能确保顺利释放回收。
37.在一些实施例中，定点驻留组件26还设有连接至第三绳索19的水下浮球10。水下浮球10靠近锚系浮体9设置，用于确保锚系浮体9不被拉入水中，增加定点驻留组件26的冗余浮力。具体地，可根据实际需要选择水下浮球10的数量，例如3个、4个等。在一些实施例中，定点驻留组件26还设有连接至第三绳索19的深海型浮球11。深海型浮球11设置于水下浮球10和声学释放器12之间且靠近声学释放器12，用于维系声学释放器12在水下的垂直姿态，并有利于释放后声学释放器12的上浮和回收。具体地，可根据实际需要选择深海型浮球11的数量，例如4个、5个等。
38.在一些实施例中，第二绳索18连接至第三绳索19靠近锚系浮体9的一端。当水下悬停组件24的受力平衡被破坏，比如装备浮体2在海浪冲击下脱离第一绳索16时，锚系浮体9为水下悬停组件24提供冗余浮力，可使无人机4悬浮深度基本不变。
39.继续参见图1，将无人机4连接至水下驻留系统28，无人机4和水下驻留系统28被放置到水中且无人机4悬浮时，装备浮体2和锚系浮体9漂浮在水面并相隔一定距离，无人机4和释放器5位于防缠绕支杆的上方，装备配重8位于防缠绕支杆的下方。锚固配重13位于水
底，并用锚14在水底实施固定，第三绳索19的长度适宜使锚系浮体9漂浮于水面。
40.本发明提供一种无人机水下驻留及释放方法，该方法采用前述的水下驻留系统28对无人机4进行水下悬停、定点驻留以及远程释放。
41.无人机水下悬停步骤包括根据公式（1）为无人机4配置适合的装备浮体2和装备配重8。其中，f
净浮力-无人机
是指无人机4完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值，f
净浮力-装备浮体
是指装备浮体2完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值，f
净浮力-释放器
是指释放器5完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值，f
净浮力-装备配重
是指装备配重8完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值。
42.f
冗余浮力
=f
净浮力-装备浮体
＋f
净浮力-释放器
＋f
净浮力-无人机
＋f
净浮力-装备配重
≥0（1）假设f
净浮力-无人机
≈98n。释放器5的水下浮力近似等于其重力，则f
净浮力-释放器
≈0n。选择最大能产生784n浮力的装备浮体2。由于装备浮体2的质量很轻，可忽略其重力，因此，f
净浮力-装备浮体
≈784n。根据公式（1）可选择重量为50kg的装备配重8。由于装备配重8的质量密度大，可忽略其浮力，则f
净浮力-装备配重
≈-490n。将前述物理量带入公式（1），计算出f
冗余浮力
≈392n＞0，能够使无人机4入水后进入悬停状态。理论上，f
冗余浮力
越大，表明冗余浮力越大，有利于无人机的水下稳定。但在应用中，也需考虑f
冗余浮力
过大会使得装备浮体2的体积较大，不利于隐蔽。
43.在一些实施例中，将水下驻留系统28组装好后运送至目标驻留点。在另一些实施例中，不组装水下驻留系统28或只组装一部分，在目标驻留点完成组装。将无人机4附接至释放器5，将无人机4、释放器5及组装好的水下悬停组件24放入水中。在一些实施例中，通过调节第一绳索16的长度，可调节无人机4的悬停深度。
44.无人机定点驻留步骤包括将定点驻留组件26锚固至目标驻留点，将装备配重8通过第二绳索18连接至定点驻留组件26。在一些实施例中，锚系浮体9采用圆球形浮体，最大能产生784n浮力。水下悬停组件24入水后，第二绳索18远离装备配重8的一端可先临时固定在某处，待水下驻留系统28下水后再固定至第三绳索19。可替换地，将第二绳索18远离装备配重8的一端预先固定至水下驻留系统28的第三绳索19。
45.无人机远程释放步骤包括北斗用户机地面端发射无人机释放指令；北斗用户机海面信标端3接收释放指令后转送至释放器5；释放器5释放无人机4，无人机4在浮力作用下上浮。在一些实施例中，具体地，参见图3，操作终端通过线缆将无人机释放指令首先发送至北斗用户机地面端，北斗用户机地面端通过卫星将指令发送至北斗用户机海面信标端3。当北斗用户机海面信标端3接收到释放指令后通过线缆将该信号发送给释放器5，释放器5执行释放无人机4的动作，无人机4自行上浮至海面，即可起飞执行特定任务。在一些实施例中，中间每一个节点成功接收到指令后，向操作终端反馈指令接收成功的信息。具体地，北斗用户机地面端、北斗用户机海面信标端3、释放器5接收到释放指令后，均分别向操作终端反馈指令接收成功的信息。
46.采用本发明的无人机水下驻留及释放方法，可借助北斗卫星系统，实现对无人机的远程遥控释放，使无人机能够在特定海域时刻待命，需要时当即起飞执行任务，大幅缩短任务响应时间。并且，无人机在水下悬浮时，防缠绕支杆防止无人机与水下悬停组件的其它部件发生缠绕，提高无人机悬浮时的可靠性。
47.以上所述仅为本公开的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容
可以对本公开实施例进行各种改动或变型而不脱离本公开的精神和范围。

技术特征：
1.一种水下驻留系统，其用于使无人机（4）在水中悬停，其特征在于，包括释放器（5）、水下悬停组件（24）和定点驻留组件（26）；所述释放器（5）连接至所述无人机（4），所述释放器（5）被构造成接收到释放指令后释放所述无人机（4）；所述水下悬停组件（24）包括：装备浮体（2）；防绳索缠绕件（7），所述防绳索缠绕件（7）的一端连接至所述释放器（5），所述防绳索缠绕件（7）的另一端经由第一绳索（16）连接至所述装备浮体（2）；以及装备配重（8），所述装备配重（8）连接至所述防绳索缠绕件（7）；所述定点驻留组件（26）用于为所述无人机（4）提供系泊点，所述装备配重（8）通过第二绳索（18）连接至所述定点驻留组件（26）；其中，所述无人机（4）完全淹没于水中时的浮力大于自身重力，所述装备配重（8）、所述无人机（4）及所述释放器（5）在水中的净浮力之和为负数，所述装备浮体（2）用于为所述无人机（4）、所述释放器（5）和所述装备配重（8）提供冗余浮力。2.根据权利要求1所述的水下驻留系统，其特征在于，所述释放器（5）设有释放器浮体（6），所述释放器浮体（6）被构造成使得所述释放器（5）在水中悬浮。3.根据权利要求2所述的水下驻留系统，其特征在于，所述防绳索缠绕件（7）具体为防缠绕支杆，所述防缠绕支杆一端经由第四绳索（21）连接至所述释放器（5），所述防缠绕支杆的另一端经由第一绳索（16）连接至装备浮体（2）；所述装备配重（8）经由具有三个连接端的y字型连接绳（17）连接至所述防缠绕支杆；其中，所述y字型连接绳（17）的两个端分别连接至所述防缠绕支杆的两端，第三端连接至所述装备配重（8），所述第二绳索（18）连接至所述y字型连接绳（17）的第三端。4.根据权利要求3所述的水下驻留系统，其特征在于，所述定点驻留组件（26）包括：用于放置在水面的锚系浮体（9）；用于放置在水底的锚固配重（13）；以及第一锚链（20）、第二锚链（22）和锚（14）；其中，所述锚系浮体（9）与所述锚固配重（13）通过第三绳索（19）和第二锚链（22）连接，所述第三绳索（19）的近端连接至锚系浮体（9），所述第三绳索（19）的远端连接至所述第二锚链（22）的近端，所述第二锚链（22）的远端连接至所述锚固配重（13）；所述锚（14）经由所述第一锚链（20）连接至所述第二锚链（22）。5.根据权利要求4所述的水下驻留系统，其特征在于，所述定点驻留组件（26）还包括设置于所述第三绳索（19）与所述第二锚链（22）之间的声学释放器（12）；所述声学释放器（12）的一端连接至所述第三绳索（19）的远端，所述声学释放器（12）的另一端与所述第二锚链（22）的近端耦接，所述声学释放器（12）被构造成可选择性地与所述第二锚链（22）分离。6.根据权利要求5所述的水下驻留系统，其特征在于，所述第二绳索（18）连接至所述第三绳索（19）的靠近所述锚系浮体（9）的一端；所述定点驻留组件（26）还包括设置于所述第三绳索（19）的水下浮球（10）和深海型浮球（11），其中，所述水下浮球（10）靠近所述锚系浮体（9）设置，所述深海型浮球（11）设置于
所述水下浮球（10）和所述声学释放器（12）之间且靠近所述声学释放器（12）。7.根据权利要求6所述的水下驻留系统，其特征在于，所述装备浮体（2）为圆柱体浮体，所述释放器浮体（6）和所述锚系浮体（9）为球体浮体。8.根据权利要求1~7中任一项所述的水下驻留系统，其特征在于，所述水下驻留系统应用于海洋，所述水下驻留系统还包括设于所述装备浮体（2）顶部的北斗用户机海面信标端（3），所述北斗用户机海面信标端（3）与所述释放器（5）通过线缆相连。9.一种无人机水下驻留及释放方法，其特征在于，采用如权利要求8所述的水下驻留系统对无人机进行水下悬停、定点驻留以及远程释放，其中，无人机水下悬停步骤包括：根据如下公式为无人机（4）配置适合的装备浮体（2）和装备配重（8）：f
冗余浮力
=f
净浮力-装备浮体
＋f
净浮力-释放器
＋f
净浮力-无人机
＋f
净浮力-装备配重
≥0其中，f
净浮力-无人机
是指所述无人机（4）完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值，f
净浮力-装备浮体
是指所述装备浮体（2）完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值，f
净浮力-释放器
是指所述释放器（5）完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值，f
净浮力-装备配重
是指所述装备配重（8）完全淹没于水中时的浮力与自身重力的差值；将无人机（4）附接至释放器（5），将所述无人机（4）、所述释放器（5）及水下悬停组件（24）放入水中；无人机定点驻留步骤包括：将定点驻留组件（26）锚固至目标驻留点；将装备配重（8）通过第二绳索（18）连接至所述定点驻留组件（26）；无人机远程释放步骤包括：北斗用户机地面端发射无人机释放指令；北斗用户机海面信标端（3）接收所述释放指令后转送至所述释放器（5）；所述释放器（5）释放所述无人机（4），所述无人机（4）在浮力作用下上浮。10.根据权利要求9所述的无人机水下驻留及释放方法，其特征在于，在无人机水下悬停步骤中，根据所述无人机（4）的目标悬停深度，调节所述第一绳索（16）的长度；在无人机远程释放步骤中，操作终端将所述释放指令首先发送至所述北斗用户机地面端，通过卫星将所述释放指令发送至所述北斗用户机海面信标端（3）。

技术总结
本发明涉及水下驻留系统技术领域，公开了一种水下驻留系统与无人机水下驻留及释放方法。水下驻留系统包括释放器、水下悬停组件和定点驻留组件，无人机可释放地连接至水下悬停组件。水下悬停组件设有防绳索缠绕件，可防止无人机与水下悬停组件发生缠绕，实现无人机的水下悬停。定点驻留组件用于为无人机提供系泊点。水下悬停组件的装备浮体上设有北斗用户机海面信标端。本发明的无人机水下驻留及释放方法使用前述的水下驻留系统使无人机在特定海域定点悬停，借助北斗卫星系统，实现对无人机的远程遥控释放，根据任务需要可随时对无人机进行释放，大幅缩短任务响应时间。大幅缩短任务响应时间。大幅缩短任务响应时间。


技术研发人员：吴文华 解志军 叶德章 黄景帅 张逸飞
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/6/26