湍流观测一直是研究海洋湍流的重要手段,湍流观测的研究成果不断帮助人们提高对湍流的认识,其中湍流观测技术问题一直是海洋湍流研究领域面对的重大课题。剪切传感器是湍流观测技术中应用的主要工具,其具有高灵活度、高空间响应能力、高分辨率等优点,依靠其获得的湍流观测数据可靠性高,通用性强,是各种湍流观测平台中必备传感器。中国海洋大学自主设计研发了基于潜标平台的湍流观测系统,该系统也搭载了剪切传感器,是一种可以长期定点观测湍流的新方法。根据剪切传感器的检测原理,湍流观测系统的运动状态必须满足一定的要求。为了研究海洋湍流的特性,验证湍流观测系统是否满足剪切传感器检测要求,并检验该系统的长期应用性、可靠性。本文对基于潜标平台的湍流观测系统在中国南海实验时所获得的测量数据为研究对象,针对潜标平台的运动状态进行了分析,结果表明系统符合湍流观测的要求;重点研究了在测量湍流信号过程中振动对信号的污染问题；探讨了利用湍动能耗散率时间序列建立复杂网络的方法,对复杂网络的度分布特征进行了初步研究。首先,从湍流测量原理和湍流观测要求出发,利用图形比较法、相关系数法对潜标平台的迎流特性、俯仰特性、振动特性进行了全面分析。然后,对在测量湍流信号过程中噪声来源问题进行详细阐述与分类总结,针对机械振动噪声采用增加阻尼材料的方法减振,针对涡致振动噪声,改进了交叉谱去噪算法。最后,根据湍动能耗散率数据的基本特征,提出了湍动能耗散率时间序列建立复杂网络的方法。通过研究基于潜标平台的湍流观测系统数据,验证了该系统在长期定点观测湍流的可靠性和有效性。论文的主要研究贡献如下：(1)潜标平台运动状态的分析研究本文采用图形比较法,对姿态传感器数据和海流计数据进行比对,利用相关系数对潜标平台迎流特性、俯仰特性、振动特性三个方面进行分析。数据表明,潜标平台的航向角heading与海流流向之差基本保持在180°左右,潜标平台的总体迎流性较好,潜标平台的俯仰角度基本在±10°范围内,满足湍流检测原理的要求。潜标平台受海洋各种环境的影响,在Y轴和Z轴方向上的振动强烈。分析结果验证了基于潜标平台的湍流观测系统达到了设计要求,能够满足海洋湍流长期观测的条件。(2)潜标平台机械振动与降噪方法研究在海洋环境中,潜标平台产生噪声,污染了湍流测量信号。分析了噪声的来源,总结出系缆传递的振动是主要影响因素。本文针对系缆传递的振动噪声问题,提出了采用水性阻尼材料进行减振的方法,对潜标平台的安装进行了改进。在实验室内进行了验证试验,通过对振动信号在时域和频域上的分析,表明了使用水性阻尼材料增加阻尼的方法可以明显减弱由系缆传递的振动能量。(3)基于交叉谱理论的消噪算法研究根据湍流测量信号的数学模型及交叉谱理论,本文对原交叉谱去噪算法进行改进,依据潜标平台振动分析的结论,使用Y轴和Z轴方向上的二元振动信号进行去噪处理,去噪效果有明显改善,降低了1-2个湍动能耗散率数量级,提高了湍流测量的精度,对湍流的研究具有重要意义。(4)基于湍动能耗散率时间序列的研究利用统计平均的方法对湍动能耗散率进行了统汁处理,结果表明,湍动能耗散率呈现出一定的规律性：在统计图中,每月出现2次波峰,一次波谷,且在每月阴历十八都有波峰对应。(5)基于复杂网络的湍动能耗散率研究基于建立复杂网络的方法,根据湍动能耗散率数据的特征,设置网络节点,并改进了可视准则,提出了新的建立有向复杂网络的方法。对复杂网络进行了节点度分布的初步分析,幂律指数是3.5,是无标度网络。