世界上百分之七十的面积是海洋,探索未知的海洋是人类探索地球最重要的一步,温跃层就是海洋中特别重要的一种海洋环境现象,对于海洋捕捞、海洋中光和声的传播、军事以及水下通讯等有重大的意义。而目前各个国家为了探索海洋相继研究出不同作用的海洋机器人,不同的机器人各有优势,且也各有不同的作用。本文的载体对象是实验室新研制的长航程观测型AUV,此AUV集成了自主水下航行器以及水下滑翔机的优点,发挥其可以转换不同驱动方式的优势,可以更加适合进行海洋温跃层的探测,也更适合大范围观察海洋环境。本文通过分析已有的海洋温跃层探测的方法,总结提出了一种新的海洋温跃层探测方法,以往温跃层探测的方法,确定探测上下边界时与实际环境适应性不强,本方法在温跃层探测时,实时收集海洋温度与深度数据,分层并滤波处理,计算温度梯度,将每次上浮下潜的温度梯度的平均值与温度梯度峰值点的平均值做比值,将其比值结果作为一个比例系数来确定温跃层探测的上下边界,使其边界的确定更加的与实际环境相适应。同时研究分析了长航程观测型AUV的浮力调节装置,对垂直面的浮力运动进行建模分析,然后建立起传统的PID控制器对其进行仿真控制,分析其对垂直面浮力系统的控制效果。最后,使用往年用实验室的水下滑翔机在南海实测的海洋数据,对温跃层的探测算法进行仿真验证。将实测的海洋数据做预处理,在电脑matlab软件中将其扩展为模拟海洋,每一点有温度值和坐标的数据,将其与飞思卡尔的一款i.MX6控制板进行数据通讯,在控制芯片的Linux系统中MOOS架构下实时运行温跃层探测算法,形成一个模拟实际海洋探测环境的半实物仿真系统,并与其他温跃层探测的算法进行对比,证明此算法在温跃层的探测以及跟踪上更加的有效准确,更加的具有自适应性。