一种浮空器水下预置系统的控制方法、试验方法及系统

技术领域

本申请涉及但不限于浮空器技术领域，尤其涉及一种浮空器水下预置系统的控制方法、试验方法及系统。

背景技术

浮空器作为一种飞行设备可执行灾害预警、信息查证和应急通信等任务。相关技术中，浮空器需要技术人员在陆地进行发放操作，以完成特定任务，发放浮空器前，技术人员需提前进行准备工作，导致浮空器的应急响应时间长。

发明内容

本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的控制方法、试验方法及系统，能够缩短浮空器的应急响应时间。

第一方面，本申请实施例提供一种浮空器水下预置系统的控制方法，应用于浮空器水下预置系统，浮空器水下预置系统包括设置在水体中的发放平台，和设置在发放平台中的浮空器，控制方法包括：获取目标对象和激活信号；响应于激活信号，控制发放平台上浮至水体的表面并释放浮空器；控制浮空器上升至目标对象所在区域的上空，以观测目标对象。

本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的控制方法，获取到目标对象和激活信号后，能够激活浮空器水下预置系统，并控制发放平台上浮至水体表面后释放发放平台中的浮空器，以在高空观测目标对象。基于此，浮空器水下预置系统可提前布置在重要水域中，以水域作为屏障进行长时间潜伏，激活后浮空器水下预置系统会快速上浮，并在水面完成浮空器的自动发放过程，以缩短浮空器的应急响应时间。因此，与相关技术中，需要技术人员在陆地进行发放操作的方案相比，本申请中的控制方法可控制浮空器水下预置系统完成浮空器的自动发放过程，进而缩短浮空器的应急响应时间。

在本申请的一种可能的实现方式中，发放平台包括互相连接的锚定机构和密封舱，浮空器设置在密封舱中，在响应于激活信号，控制发放平台上浮至水体的表面并释放浮空器的步骤中，控制方法包括：断开锚定机构和密封舱之间的连接，使得密封舱脱离锚定机构上浮至水体的表面；断开密封舱与浮空器的连接，以释放浮空器。

在本申请的一种可能的实现方式中，密封舱的外周设置有气囊组件，在断开密封舱与浮空器的连接，以释放浮空器的步骤中，控制方法包括：控制气囊组件充气展开，以对浮空器的释放过程提供支撑平台。

在本申请的一种可能的实现方式中，密封舱包括密封连接的舱盖和舱体，浮空器设置在舱体内，在断开密封舱与浮空器的连接，以释放浮空器的步骤中，控制方法包括：断开舱盖与舱体之间的连接，以暴露舱体内的浮空器。

在本申请的一种可能的实现方式中，在断开密封舱与浮空器的连接，以释放浮空器的步骤中，控制方法还包括：断开浮空器与舱体的连接。

在本申请的一种可能的实现方式中，密封舱包括充气机构，浮空器包括主气囊，且充气机构连通主气囊，在断开浮空器与舱体的连接的步骤前，控制方法包括：控制充气机构向主气囊中充入上浮气体，直至充入的上浮气体量达到目标气体量；断开充气机构与主气囊之间的连接。

在本申请的一种可能的实现方式中，在控制浮空器上升至目标对象所在区域的上空，以观测目标对象的步骤中，控制方法包括：实时监测浮空器的上升速度，并在浮空器的上升过程中对比上升速度与速度阈值范围；当上升速度大于速度阈值范围，且持续时间超过第一预设时间，则排出主气囊中部分的上浮气体，直至上升速度处于速度阈值范围；当上升速度小于速度阈值范围，且持续时间超过第二预设时间，则对浮空器进行减重，直至上升速度处于速度阈值范围。

在本申请的一种可能的实现方式中，在控制浮空器上升至目标对象所在区域的上空，以观测目标对象的步骤中，控制方法包括：上升速度降低为0时，判断浮空器是否满足观测条件；在浮空器满足观测条件的情况下，执行迂回飞行策略。

在本申请的一种可能的实现方式中，在判断浮空器是否满足观测条件的步骤中，控制方法包括：获取目标对象所在区域上空的风场信息和浮空器的能源信息；判断浮空器到达目标对象所在区域上空的概率是否超过预设概率；在浮空器到达目标对象所在区域上空的概率超过预设概率的情况下，执行迂回飞行策略。

在本申请的一种可能的实现方式中，迂回飞行策略包括：在零风层上下风向相反的风场条件下，调节浮空器的飞行高度，使得浮空器顺风迂回飞行。

在本申请的一种可能的实现方式中，浮空器包括连通的风机和副气囊，在控制浮空器上升至目标对象所在区域的上空，以观测目标对象的步骤中，控制方法包括：在浮空器的上升速度处于稳定状态后，控制风机向副气囊充入空气，并在达到第三预设时间后停止充气。

在本申请的一种可能的实现方式中，迂回飞行策略还包括：控制风机向副气囊充入空气以降低浮空器的飞行高度；控制副气囊排出空气以提升浮空器的飞行高度。

在本申请的一种可能的实现方式中，在浮空器满足观测条件的情况下，执行迂回飞行策略的步骤中，所述控制方法包括：迂回飞行并判断浮空器是否到达目标对象所在区域上空，直至确认浮空器到达目标对象所在区域的上空。

在本申请的一种可能的实现方式中，在响应于激活信号，控制发放平台上浮至水体的表面并释放浮空器的步骤之前，控制方法还包括：浮空器水下预置系统上电自检，以确认浮空器处于待飞状态。

在本申请的一种可能的实现方式中，浮空器还包括观测设备，且观测设备连接主气囊，在控制浮空器上升至目标对象所在区域的上空，以观测目标对象的步骤之后，控制方法还包括：断开主气囊和观测设备之间的连接，使得观测设备落入回收范围。

第二方面，本申请实施例提供一种浮空器水下预置系统的试验方法，试验方法包括：将浮空器水下预置系统布设至预设区域，并使浮空器水下预置系统与指挥中心建立通信联系；根据第一方面中任一项的浮空器水下预置系统的控制方法控制浮空器水下预置系统。

本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的试验方法，由于是通过第一方面中任意一种浮空器水下预置系统的控制方法控制浮空器水下预置系统的，故浮空器水下预置系统的试验方法与浮空器水下预置系统的控制方法具有同样的技术效果，即可控制浮空器水下预置系统完成浮空器的自动发放过程，进而缩短浮空器的应急响应时间。并且，试验方法还可通过水下通信网络、卫星通信网络等整合浮空器水下预置系统、水面舰艇、飞机、无人机等多维度平台资源，从而实现岸海空天多维度的协同工作，以增大观测范围，增强信息获取能力。

在本申请的一种可能的实现方式中，指挥中心确定目标对象后，向离目标对象最近的浮空器水下预置系统发送目标对象和激活信号；或者，浮空器水下预置系统监测到目标对象后生成激活信号。

在本申请的一种可能的实现方式中，预设区域内设置有多个浮空器水下预置系统，且多个浮空器水下预置系统呈网格状分布，或者呈放射状分布。

在本申请的一种可能的实现方式中，将获取到目标对象和激活信号的浮空器水下预置系统作为第一浮空器水下预置系统，将除第一浮空器水下预置系统以外的其他任意一个浮空器水下预置系统作为第二浮空器水下预置系统；当第一浮空器水下预置系统对目标对象的观测任务未达标时，指挥中心激活至少一个第二浮空器水下预置系统，以执行多个浮空器的组网飞行策略。

在本申请的一种可能的实现方式中，布设完浮空器水下预置系统之后，浮空器水下预置系统开启低功耗模式。

在本申请的一种可能的实现方式中，布设浮空器水下预置系统之前，浮空器水下预置系统完成试验检查过程。

第三方面，本申请实施例提供一种浮空器水下预置系统，应用于第一方面中任一项的浮空器水下预置系统的控制方法，浮空器水下预置系统包括：获取单元，用于获取目标对象和激活信号；处理单元，用于控制发放平台上浮至水体的表面并释放浮空器，以及控制浮空器上升至目标对象所在区域的上空。

本申请实施例提供的浮空器水下预置系统，由于应用于浮空器水下预置系统的控制方法，因此与之具有相同的技术效果，即浮空器水下预置系统被激活后能够完成浮空器的自动发放过程，进而缩短浮空器的应急响应时间。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理模块执行时实现第一方面中任一项的浮空器水下预置系统的控制方法中的步骤。

第五方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括可读存储介质和处理模块，可读存储介质存储有可在处理模块上运行的计算机程序，处理模块执行计算机程序时实现第一方面中任一项的浮空器水下预置系统的控制方法中的步骤。

附图说明

图1为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的外部结构图；

图2为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的密封舱内部的结构图；

图3为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的控制方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的控制方法的步骤S200的流程图；

图5为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的控制方法的步骤S300的流程图；

图6为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的控制方法的步骤S320、S330以及S340的流程图；

图7为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的控制方法控制浮空器区域驻留的示意图；

图8为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的试验方法的流程图；

图9为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统协同配合多维度平台资源应急响应的示意图；

图10为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的试验方法中多个浮空器水下预置系统的第一种布设方式示意图；

图11为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的试验方法中多个浮空器水下预置系统的第二种布设方式示意图；

图12为本申请实施例提供的浮空器水下预置系统的试验方法的实施过程示意图。

附图标记：

1-锚定机构；2-密封舱；21-舱盖；22-舱体；23-充气机构；3-气囊组件；4-浮空器；41-主气囊；42-观测设备；5-获取单元；6-能源供给单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，在本申请实施例中，“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

在本申请实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

浮空器作为一种飞行设备可执行灾害预警、信息查证和应急通信等任务，相关技术中，浮空器需要技术人员在陆地进行发放操作，发放完成后可应用在对地观测、预警探测、通信中继、防灾减灾、环境监测、网络覆盖等需求中。但是，发放浮空器前，技术人员需提前进行准备工作，导致浮空器的应急响应时间长。并且，相关技术中还没有专门针对浮空器的水上发放平台，也缺乏一套能协同岸基指挥中心、水下预置系统、水面声呐系统和临近空间浮空器的远洋应急响应方法。

鉴于此，本申请实施例提供一种浮空器水下预置系统的控制方法，应用于浮空器水下预置系统，参见图1和图2，浮空器水下预置系统包括设置在水体中的发放平台，和设置在发放平台中的浮空器4，参见图3，控制方法包括：

S100：获取目标对象和激活信号；

S200：响应于激活信号，控制发放平台上浮至水体的表面并释放浮空器；

S300：控制浮空器上升至目标对象所在区域的上空，以观测目标对象。

本申请实施例的浮空器水下预置系统的控制方法，获取到目标对象和激活信号后，能够激活浮空器水下预置系统，并控制发放平台上浮至水体表面后释放发放平台中的浮空器4，以在高空观测目标对象。基于此，浮空器水下预置系统可提前布置在例如海运通道、海底电缆、远洋岛礁等重要水域中，以水域作为屏障进行长时间潜伏，激活后浮空器水下预置系统会快速上浮，并在水面完成浮空器4的自动发放过程，以缩短浮空器4的应急响应时间。因此，与相关技术中，需要技术人员在陆地进行发放操作的方案相比，本申请中的控制方法可控制浮空器水下预置系统完成浮空器4的自动发放过程，进而缩短浮空器4的应急响应时间。

本申请实施例中，目标对象可以包括位置信息、外观信息等，以使得浮空器4能快速锁定目标对象。浮空器水下预置系统接收到激活信号后会被唤醒，进而自动完成发放平台上浮至水体表面以及发放平台释放浮空器4的过程。

在本申请一些可能的实施例中，参见图4，步骤S200包括：

S210：浮空器水下预置系统上电自检，以确认浮空器处于待飞状态。

需要说明的是，浮空器4处于待飞状态即为浮空器4保持正常飞行能力。

步骤S210能够提升效率，避免进行后续的无效操作。例如，浮空器水下预置系统上电自检后，若发现浮空器4不满足待飞状态，例如浮空器4被损坏时，浮空器水下预置系统可以及时进行反馈，进而激活其他浮空器水下预置系统，也可以执行其他操作。

在本申请一些可能的实施例中，参见图1和图2，发放平台包括互相连接的锚定机构1和密封舱2，浮空器4设置在密封舱2中，参见图4，步骤S200还包括：

S220：断开锚定机构和密封舱之间的连接，使得密封舱脱离锚定机构上浮至水体的表面；

S230：断开密封舱与浮空器的连接，以释放浮空器。

本申请实施例中，锚定机构1用于带动密封舱2沉入水底并进行潜伏过程，故锚定机构1可由密度较高的材质制成，以保证其重量。

步骤S220中，锚定机构1与密封舱2之间可通过铁链、铁丝等链索结构进行连接，也可以通过电磁结构、卡接结构等进行连接，故发放平台包括例如切割件、爆破件等能够断开锚定机构1与密封舱2之间的连接的结构，其具体可根据实际需求设定，本实施例对此不作具体限定。

本申请实施例中，密封舱2可以由完全封闭的结构形成，以保证密封舱2的密封性，释放浮空器4前，需先使得密封舱2产生开口，以暴露浮空器4，此时密封舱2上设置有爆破件，以爆破密封舱2并在密封舱2上产生开口；密封舱2也可以由密封连接的舱体22和舱盖21形成，释放浮空器4前，需断开舱体22和舱盖21的连接，以暴露浮空器4。

在本申请一些可能的实施例中，参见图1和图2，密封舱2的外周设置有气囊组件3，参见图4，步骤S230包括：

S231：控制气囊组件充气展开，以对浮空器的释放过程提供支撑平台。

在另外一些可能的实施例中，密封舱2的外周也可以设置多个侧翼，多个侧翼沿密封舱2的外侧壁的周向均匀设置，且各侧翼转动设置在密封舱2的外侧壁上，并相对于密封舱2的外侧壁可处于贴合状态和展开状态，当各侧翼相对于密封舱2的外侧壁转动展开时，可形成支撑平台，以在浮空器4的释放过程中提供支撑作用。

在本申请一些可能的实施例中，参见图1和图2，密封舱2包括密封连接的舱盖21和舱体22，浮空器4设置在舱体22内，参见图4，步骤S230还包括：

S232：断开舱盖与舱体之间的连接，以暴露舱体内的浮空器。

本申请实施例中，舱盖21与舱体22之间可通过螺接、卡接、电磁吸等方式连接，本实施例对此不作具体限定，且为提高舱盖21与舱体22之间的密封性，舱盖21与舱体22之间设置有密封圈。

步骤S232中，为断开舱盖21与舱体22之间的连接，舱盖21与舱体22之间需设置用于分离舱盖21与舱体22之间的连接的结构，例如舱盖21与舱体22之间可设置法兰，且舱盖21与舱体22之间的法兰通过爆炸螺栓连接，需断开舱盖21与舱体22之间的连接时，启动爆炸螺栓，以炸断舱盖21与舱体22之间的法兰，使得舱盖21脱离舱体22，进而暴露舱体22内的浮空器4。

在本申请一些可能的实施例中，参见图1和图2，密封舱2包括充气机构23，浮空器4包括主气囊41，且充气机构23连通主气囊41，参见图4，S230还包括：

S233：控制充气机构向主气囊中充入上浮气体，直至充入的上浮气体量达到目标气体量；

S234：断开充气机构与主气囊之间的连接。

本申请实施例中，充气机构23包括气瓶、气管、阀体等结构，且气瓶中的上浮气体可以是氢气、氦气等中的一种或多种。

步骤S233中，目标气体量是根据主气囊41的容积预设的气体量，其具体可以是0.8立方米、1立方米、1.5立方米等，其具体可根据浮空器4的重量进行设定，本实施例对此不作具体限定。

本申请实施例中，充气机构23与主气囊41之间通过气管连通，且气管与主气囊41之间可以通过卡接、螺接、线束束缚等方式进行连接，舱体22内设置有切割器，主气囊41中充入目标气体量的上浮气体后，通过切割器切断主气囊41与充气机构23的气管之间的连接。

需要说明的是，浮空器4通过主气囊41在空中飞行的方式能够大大减少对能源的需求，以便于浮空器4在空中长时间飞行，进而便于浮空器4观测到任务目标的更多信息。

在另外一些可能的实施例中，浮空器4也可以通过喷气结构、螺旋桨结构等驱动结构在空中飞行，但此种设置方式下浮空器4对能源的需求较高，很难支撑浮空器4在空中长时间飞行。

在本申请一些可能的实施例中，参见图4，步骤S230还包括：

S235：断开浮空器与舱体的连接。

本申请实施例中，浮空器4可通过电磁吸、线束绕接等方式中的一种或多种连接在舱体22上，且为避免对浮空器4造成损伤，本实施例中浮空器4与舱体22之间连接的断开过程较为温和，例如，浮空器4通过电磁吸的方式连接在舱体22上时，仅需断电即可断开浮空器4与舱体22的连接；浮空器4通过线束绕接的方式连接在舱体22上时，随着浮空器4的逐渐上浮，绕接的线束会逐渐被释放，进而解开浮空器4与舱体22的连接。

在本申请一些可能的实施例中，参见图5，步骤S300包括：

S311：实时监测浮空器的上升速度，并在浮空器的上升过程中对比上升速度与速度阈值范围；

S312：当上升速度大于速度阈值范围，且持续时间超过第一预设时间，则排出主气囊中部分的上浮气体，直至上升速度处于速度阈值范围；

S313：当上升速度小于速度阈值范围，且持续时间超过第二预设时间，则对浮空器进行减重，直至上升速度处于速度阈值范围。

本申请实施例中，速度阈值范围是预设的上升速度范围，以使得浮空器4的上升速度保持在需要的范围，且速度阈值范围可以是3m/s-15m/s，4m/s-17m/s等。第一预设时间可以是10s、20s、25s等，第二预设时间可以是15s、20s、30s等，且第一预设时间和第二预设时间可以相等也可以不等，其具体可根据实际需求设定，本实施例对此不作具体限定。

本申请实施例中，主气囊41上设置有排气阀，需要排出上浮气体时，可控制排气阀打开以完成排气过程。浮空器4上还可以设置压舱部，压舱部内设置有铁砂、泥沙等具有重量的细沙，压舱部上设置有阀体，浮空器4需要减重时，可控制阀体打开以排出细沙，进而起到减重效果。

在本申请的一种可能的实现方式中，参见图5，步骤S300还包括：

S320：上升速度降低为0时，判断浮空器是否满足观测条件；

S330：在浮空器满足观测条件的情况下，执行迂回飞行策略。

本申请实施例中，若浮空器4不满足观测条件，则进行反馈，以执行其他飞行策略，例如：

S340：向指挥中心反馈，指挥中心激活其他浮空器水下预置系统，以执行多个浮空器的组网飞行策略。

在本申请的一种可能的实现方式中，参见图6，步骤S320包括：

S321：获取目标对象所在区域上空的风场信息和浮空器的能源信息；

S322：判断浮空器到达所述目标对象所在区域上空的概率是否超过预设概率。

在浮空器4到达目标对象所在区域上空的概率超过预设概率的情况下，执行迂回飞行策略。

本申请实施例中，预设概率可以是85％、90％、96％等，其具体可根据实际需求设定。

在本申请的一种可能的实现方式中，参见图6，步骤S330包括：

S331：迂回飞行并判断浮空器是否到达目标对象所在区域上空；

S332：确认浮空器到达目标对象所在区域的上空。

在本申请的一种可能的实现方式中，迂回飞行策略包括：在零风层上下风向相反的风场条件下，调节浮空器4的飞行高度，使得浮空器4顺风迂回飞行。

例如，参见图7，零风层上方为西风带，下方为东风带时，先控制浮空器4上升进入西风带，使其顺风而行，到达所在区域的西侧边界时，控制浮空器4下降进入东风带，使其顺风返回，直至到达其所在区域的东侧边界时，再控制浮空器4上升进入西风带，如此往复即可通过低耗能的迂回飞行实现高空驻留，进而使得浮空器4能长时间执行观测任务。

需要说明的是，上述实施例中，通过高度调节装置驱动浮空器4上升或者下降，高度调节装置可以是喷气式驱动结构、螺旋桨式驱动结构、充放气式驱动结构等。为在低能耗下使得浮空器4长时间飞行，本申请实施例中，浮空器4包括连通的风机和副气囊，此时，在控制浮空器4处于上升状态且浮空器4的上升速度处于稳定状态后，需提前控制风机向副气囊充入空气，并在达到第三预设时间后停止充气，以在需要调节浮空器4的高度时，通过控制副气囊排出空气来提升浮空器4的飞行高度，通过控制风机向副气囊充入空气来降低浮空器4的飞行高度。

本申请实施例中，第三预设时间可以为8min、10min、15min等，其具体可根据实际需求设定。

需要说明的是，由于上述实施例中提升浮空器4的飞行高度是通过排放副气囊中的空气来实现，故在浮空器4处于上升状态且浮空器4的上升速度处于稳定状态后副气囊中需提前充入空气。并且，通过向副气囊充放气来调节浮空器4的飞行高度的原理是：副气囊中充入空气后，增加了浮空器4的重量，同时副气囊体积增大，导致浮空器4受到的空气阻力增大，进而打破了主气囊41中上浮气体作用在浮空器4上的浮力与空气阻力之间的平衡，故浮空器4会下降至浮力与空气阻力再次保持平衡的位置，反之亦然。

在本申请一些可能的实施例中，参见图1和图2，浮空器4还包括观测设备42，且观测设备42连接主气囊41，参见图5，在步骤S300还包括：

S350：断开主气囊和观测设备之间的连接，使得观测设备落入回收范围。

本申请实施例还提供了一种浮空器水下预置系统的试验方法，参见图8，试验方法包括：

S000：将浮空器水下预置系统布设至预设区域，并使浮空器水下预置系统与指挥中心建立通信联系；

S100：获取目标对象和激活信号；

S200：响应于激活信号，控制发放平台上浮至水体的表面并释放浮空器；

S300：控制浮空器上升至目标对象所在区域的上空，以观测目标对象。

在本实施例中，浮空器水下预置系统的试验方法通过上述任意一种浮空器水下预置系统的控制方法控制浮空器水下预置系统，故浮空器水下预置系统的试验方法与浮空器水下预置系统的控制方法具有同样的技术效果，即可控制浮空器水下预置系统完成浮空器4的自动发放过程，进而缩短浮空器4的应急响应时间。并且，参见图9，试验方法还可通过水下通信网络、卫星通信网络等整合浮空器水下预置系统、水面舰艇、飞机、无人机等多维度平台资源，从而实现岸海空天多维度的协同工作，以增大观测范围，增强信息获取能力，使得浮空器水下预置系统能够广泛应用在对地观测、预警探测、通信中继、防灾减灾、环境监测、网络覆盖等应用需求中。

本申请实施例中，目标对象和激活信号可以是由指挥中心发送的，即指挥中心确定目标对象后，向离目标对象最近的浮空器水下预置系统发送目标对象和激活信号，以使得浮空器水下预置系统完成浮空器4的自动发放过程。

目标对象也可以是浮空器水下预置系统主动监测到的，浮空器水下预置系统监测到目标对象后生成激活信号，以使得浮空器水下预置系统完成浮空器4的自动发放过程，并在较短时间内对目标对象进行信息查证和跟踪观测，进而实现自动预警功能。

本申请实施例中，预设区域可以是海运通道、海底电缆、远洋岛礁等重要区域，且预设区域内设置有多个浮空器水下预置系统，参见图10，多个浮空器水下预置系统呈网格状分布，或者参见图11，多个浮空器水下预置系统呈放射状分布，以实现多个浮空器水下预置系统的网格化监控。

本申请实施例中，将获取到目标对象和激活信号的浮空器水下预置系统作为第一浮空器水下预置系统，将除第一浮空器水下预置系统以外的其他任意一个浮空器水下预置系统作为第二浮空器水下预置系统；当第一浮空器水下预置系统对目标对象的观测任务未达标时，指挥中心激活至少一个第二浮空器水下预置系统，以执行多个浮空器4的组网飞行策略。

例如，某民航客机突发故障，需要对指定海域进行搜索救援工作。指挥中心接收到该信息后，将民航客机作为目标对象，并向最接近指定海域的第一浮空器水下预置系统发送目标对象和激活信号，第一浮空器水下预置系统获取到目标对象和激活信号后自动完成发放平台上浮至水体表面以及发放平台释放浮空器4的过程，使得浮空器4到达指定海域上空进行信息搜集工作并通过通信卫星向指挥中心反馈，指挥中心根据反馈信息派出舰船和飞机执行救援任务。在此期间还可根据风场情况激活一个或多个第二浮空器水下预置系统，以实现多个浮空器4的组网飞行，进而搜集更全面的信息。指挥中心整合了岸海空天多维度的资源信息，可在最短时间内发现救援目标，最大限度减少人员伤亡。

例如，某海域监控到不明船只活动情况，需进行跟踪查证工作。第一浮空器水下预置系统监测到该不明船只后将不明船只作为目标对象并生成激活信号，使得第一浮空器水下预置系统完成发放平台上浮至水体表面以及发放平台释放浮空器4的过程，进而完成自动唤醒，然后浮空器4升空飞行进行跟踪工作并通过通信卫星向指挥中心反馈。在目标对象离开该浮空器4的观测范围前，指挥中心将激活对应位置的第二浮空器水下预置系统，以通过多个浮空器4的组网飞行，来对目标对象进行跟踪观测，进而在最短时间内对目标对象进行信息查证和跟踪观测，实现了自动预警和网格化监控。

在本申请一些可能的实施例中，布设完浮空器水下预置系统之后，浮空器水下预置系统开启低功耗模式，以在未激活浮空器水下预置系统前使其处于节能状态，进而增加浮空器水下预置系统的潜伏时间。

本申请实施例中，参见图12，浮空器水下预置系统的试验方法的实施过程可以包括以下阶段：水下预置阶段、激活阶段、水面发放阶段、上升阶段、驻空飞行阶段以及分离下降阶段。

其中，步骤S000即为水下预置阶段，具体包括：

完成水下预置前的各项准备工作，并使得舰船到达预设区域；

获取海面风浪预报数据，选择合适的投放作业时间；

利用舰船尾部的升降机构将浮空器水下预置系统投入水中；

浮空器水下预置系统沉底，接入水下声学移动通信网络，并汇报自身状态；

浮空器水下预置系统对自身进行健康状态监测，并与指挥中心建立周期性通信联系；

浮空器水下预置系统开启低功耗模式。

激活阶段具体包括：

指挥中心发现异常情况后确定目标对象，并通过水下声学移动通信网络向离目标对象最近的浮空器水下预置系统发送目标对象和激活信号；或者，浮空器水下预置系统通过自身的传感设备检测到异常情况后，确定目标对象并生成激活信号，以自动唤醒；

浮空器水下预置系统的处理单元接收到激活信号后开始进行上电自检，确认浮空器4处于待飞状态后下达断开指令；

断开锚定机构1和密封舱2之间的连接，使得密封舱2在浮力作用下迅速上浮至海面。

水面发放阶段是根据预设的程序自动完成的，具体包括：

气囊组件3充气展开，以对浮空器4的释放过程提供支撑平台；

启动爆炸螺栓，将舱盖21与舱体22之间的法兰断开，舱盖21在舱内气压的作用下被抛出；

启动氦气瓶充气阀门，开始对主气囊41进行充气；

随着主气囊41的充气升高，设置在密封舱2内，且位于主气囊41周侧的约束绞盘同步释放线缆；

根据氦气瓶内温度和压力的变化情况，核算充气量，直至达到目标气体量后结束充气；

充气结束，截断充气管；

解除密封舱2对浮空器4底部的磁吸约束，并继续释放线缆直至浮空器4离开密封舱2；

利用切割器切断约束线缆，完成浮空器4的水面发放过程。

上升阶段具体包括：

浮空器4通过卫星通信网络与指挥中心建立通信联系，并向指挥中心实时汇报其上升速度；

上升速度稳定后，根据预设程序启动风机工作，以向副气囊中充入空气，充气时间达到10分钟后关闭，以完成预充过程，用于在浮空器4停止上升后调节浮空器4的高度；

在浮空器4的上升过程中，若上升速度大于15m/s，且持续时间超过第一预设时间时，打开主气囊41的排气阀，以排出部分氦气，待上升速度下降至速度阈值范围后关闭主气囊41的排气阀；

在浮空器4的上升过程中，若上升速度小于3m/s，且持续时间超过第二预设时间时，打开压舱阀，抛出部分铁砂，待上升速度恢复至速度阈值范围后关闭压舱阀；

当浮空器4的上升速度逐渐降至0后开始转入驻空飞行阶段。

驻空飞行阶段具体包括：

浮空器4根据获取到的目标对象所在区域上空的风场预报数据、自身的能源数据、目标对象的坐标点数据判断自身是否满足观测条件；

若浮空器4满足观测条件，则如图7所示，浮空器4通过对副气囊的充放气可调节自身的高度，进而在目标对象所在区域的上空执行顺风迂回飞行策略；

若浮空器4不满足观测条件，则向指挥中心反馈，指挥中心会激活其他浮空器水下预置系统，使得其他浮空器水下预置系统完成发放平台上浮至水体表面以及发放平台释放浮空器4的过程，以执行多个浮空器4的组网飞行策略，进而围绕目标对象进行接力观测；

指挥中心依据浮空器4反馈的观测结果派出相应的舰艇或飞机执行海面搜救、灾害预警和通信中继等任务。

分离下降阶段具体包括：

完成观测任务后，指挥控制中心选择合适的降落区域；

启动落点预报系统，并择机启动分离下降程序；

断开主气囊41和观测设备42之间的连接，使得观测设备42落入指定的降落区域；

回收人员乘坐船只提前到达指定的降落区域，以在观测设备42落海后第一时间完成回收处置工作。

在本申请实施例中，为提高浮空器水下预置系统工作的可靠性，布设浮空器水下预置系统之前，即水下预置阶段之前，浮空器水下预置系统需完成试验检查过程。

试验检查过程具体包括：

完成主气囊41的预充和功能性检查；

对观测设备42设备开展24小时拷机测试，测试完成后进行二次检查；

完成密封舱2内的设备装配和功能性检查；

进行充气发放测试，对充气阀门、约束绞盘、磁吸装置和切割器等重要部件进行实际测试，并对切割器和爆炸螺栓等设备进行等效测试，测试完成后进行二次检查；

进行水下通信系统测试，通过水下通信网络建立指挥中心和浮空器水下预置系统的周期性通信联系，测试完成后进行二次检查；

进行浮空器水下预置系统的能源模块测试，完成低功耗模式、水下激活和全系统工作模式测试，测试完成后进行充电维护；

开展密封舱2全系统拷机测试，正常工作时间不小于3天；

承压能力测试，将密封舱2置于水下测试环境中并逐渐增大压力，直至达到500米深度等效压力，保持24小时，期间可利用水下通信网络对浮空器水下预置系统进行远程控制；

完成浮空器水下预置系统的集成测试。

本申请实施例还提供了一种浮空器水下预置系统，应用于上述任意一种浮空器水下预置系统的控制方法，浮空器水下预置系统包括：获取单元5，用于获取目标对象和激活信号；处理单元，用于控制发放平台上浮至水体的表面并释放浮空器4，以及控制浮空器4上升至目标对象所在区域的上空。

参照图1和图2，本申请实施例提供的浮空器水下预置系统包括发放平台、浮空器4、获取单元5、处理单元等。

其中，发放平台包括锚定机构1和密封舱2，浮空器4设置在密封舱2中，锚定机构1用于带动密封舱2下沉到水下。密封舱2包括密封连接的舱盖21和舱体22，且密封舱2外周可设置气囊组件3，控制气囊组件3充气展开后，能够在浮空器4的释放过程中提供支撑平台。

密封舱2还包括充气机构23，浮空器4包括主气囊41和观测设备42，充气机构23连通主气囊41，主气囊41上连接有观测设备42，充气机构23向主气囊41中充入上浮气体并断开与主气囊41的连接后，浮空器4能够上浮到空中。浮空器4完成观测任务后，可断开主气囊41和观测设备42之间的连接，使得观测设备42落入指定的水面回收范围，以便于回收人员回收观测设备42。

浮空器4还可以包括风机和副气囊，风机向副气囊充入空气能够降低浮空器4的飞行高度，排出副气囊中的空气能够提升浮空器4的飞行高度，故通过对副气囊的充放气能够调节浮空器4的高度。

获取单元5包括设置在密封舱2上的水下传感设备和水下通信设备，水下传感设备可以包括声音传感器、震动传感器等，用于采集水中的异常信息，使得获取单元5根据异常信息获取到目标对象和激活信号。水下通信设备能够通过水下通信网络与指挥中心建立通信联系，使得获取单元5接收指挥中心发出的目标对象和激活信号。处理单元为中央控制器，用于控制发放平台上浮至水体的表面并释放浮空器4，以及控制浮空器4上升至目标对象所在区域的上空。发放平台还可以包括能源供给单元，能源供给单元设置在密封舱2内，用于维持发放平台的工作。

本申请实施例提供的浮空器水下预置系统，由于应用于浮空器水下预置系统的控制方法，因此与之具有相同的技术效果，即浮空器水下预置系统被激活后能够完成浮空器4的自动发放过程，进而缩短浮空器4的应急响应时间。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理模块执行时实现任意一种浮空器水下预置系统的控制方法中的步骤。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括可读存储介质和处理模块，可读存储介质存储有可在处理模块上运行的计算机程序，处理模块执行计算机程序时实现任意一种浮空器水下预置系统的控制方法中的步骤。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。