1. 引言
系泊系统是通过缆绳或其他机械装置将水面结构实施与固定点连接，被系泊结构物具有抵御一定环境条件的能力，保证设计环境下的作业需求，遭遇极端海况时，能够保证结构物和系泊系统本身安全。典型的系泊系统组成可分为上浮体固定端，导向装置，系泊主体，和海底固定端。由于近浅海观测网的传输节点由浮标系统、系泊系统和水声通讯系统组成。而锚链的选择是多样性的，为了尽可能的节省锚链的材料、根据不同要求选择不同的锚链型号以保证锚链末端与锚的链接处的切线方向与海床的夹角不超过16˚，否则锚会被拖行，致使节点移位丢失。还需要确定锚链的型号、长度和重物球的质量，使得浮标的吃水深度和游动区域及钢桶的倾斜角度尽可能小。
本文主要讨论的问题有二：
对于问题一，在已知重物球的质量以及锚链的长度下，将该传输节点放在水深18 m、海水平坦且海水密度确定的环境下，分别计算风速为12 m/s和24 m/s时的钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域。
在问题二中，在以上假设条件均不变的情况下，如何调节重物球的质量才能使钢管的倾斜角度不超过5˚，锚链在锚点与海床的夹角不超过16˚。
在讨论上述问题中我们主要采用了基本的几何受力分析方法、微分方程方法和最优化方法优化求解文中
θ
1
−
F
(
h
) 模型，从而得出结果。
2. 计算模型
问题一中，我们构造了
θ
1
−
F
(
h
) 模型帮助计算吃水深度与各节钢管之间的倾斜角度。此处引用参考文献 [1] [2] [3]。
该模型是由以下三个受力分析部分综合而来：
第一步：首先对该系泊系统整体进行受力分析(图1)：
水平方向：
F
风
=
f
摩 ；
竖直方向：
F
支
+
F
浮
=
G
总 ；
其中，
F
支 是海床对锚的支持力，
F
浮 为系泊系统中所有物体受到的浮力，
F
风 为浮标上半部分所受到的风力，
f
摩 为锚受到海床的摩擦力。
Figure 1. Overall force an
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