一、应用背景：内孤立波的探测价值与行业痛点

二、双观测手段互补原理

1. 卫星遥感：海洋观测 “望远镜”，锁定全域宏观范围

依托光学卫星、SAR 合成孔径雷达、SWOT 宽刈幅雷达高度计，从太空实现大范围快速扫描：SAR / 光学卫星捕捉海面粗糙度异变，输出内孤立波宏观分布、移动轨迹；SWOT 高度计精准反演海面高度异常 SSHA，获取内孤立波二维空间信息。卫星优势是覆盖广、时效快，但仅能采集海面间接信号，无法深入水下获取分层流速、水体剪切等核心动力学数据。

图3 内孤立波光学（左）和SAR（右）影像

图4 SWOT卫星观测的SSHA变化

2. 75kHz ADCP：水下探测 “显微镜”，捕捉微观垂向结构

声学多普勒流速剖面仪向下 / 向上发射声波，通过水体悬浮颗粒回波反演全水深流速、流向与后向散射强度：内孤立波过境时会出现上下层水流反向、局部流速骤增的垂向剪切特征，同时水体颗粒分层改变回波强度，ADCP 可完整记录上述精细化剖面数据，弥补卫星无法探底水下的短板，还原内孤立波真实内部动力结构。

图5 ADCP 水下剖面观测原理图

3. 遥感 + ADCP 协同观测体系

两种设备形成宏观 - 微观完整观测链路：卫星大范围筛查，精准定位内孤立波高发靶区；75kHzADCP定点布放，开展长期、高频准同步水下剖面观测；海面宏观轨迹与水下精细流速数据匹配，完整解析内孤立波生成机制、能量演化与传播规律，解决单一观测设备的数据局限性。

图6 内孤立波光学遥感图像

图7 准同步观测的ADCP垂向流速等值线图

三、内孤立波观测对设备核心硬性需求

面向南海远海长期潜标定点监测场景，行业对观测设备提出四大严苛指标要求：

1.高垂向分辨率，精准识别波体流速梯度；

2.高时间采样率，捕捉瞬时流速突变；

3.超长续航，满足跨季度周期性连续观测；

4.强抗干扰算法，复杂海况下稳定输出有效数据。

四、我司75kHzADCP针对性解决方案

1.超高垂向分辨：最小 4 米分层厚度，±1%±5mm/s 流速测量精度，清晰刻画内孤立波过境产生的垂向流速剪切梯度；

2.高频瞬时采样：最高 0.5Hz 采样频率，完整捕捉流速突变关键瞬时过程，不漏失波体核心特征；

3.超长远海续航：搭载低功耗主控芯片，标配 4800Wh 大容量供电电池，标准工况下连续工作超 300 天，无需频繁回收维护；

4.智能降噪算法：内置专属信号增强滤波模块，有效剔除杂波、环境噪声，高海况、复杂水体环境下数据连续稳定。

图8 75kHzADCP产品图

图9 产品基本参数

五、落地应用案例：国家 863 计划南海内孤立波专项观测

在国家级海洋科研项目 —— 南海内孤立波长期观测工程中，我司75kHzADCP 作为核心水下剖面观测设备搭载于深海潜标，与卫星遥感数据开展长期同步对比采集。设备长期驻留南海东北部高发海域，连续完整捕获多批次内孤立波剖面流速数据，为项目内孤立波动力学分析、海上工程风险评估提供了可靠实测支撑，验证了国产ADCP在国家级科研项目的稳定可靠性。

图10 国家863计划南海内孤立波观测

图11 项目观测数据成果图

六、案例总结