孙云鹏 舒 畅 林海涛

（海军工程大学电子工程学院 武汉 430000）

1 引言

伴随着信息全球化进程的日益加剧，人们对信息的需求随之增加，为海底光缆的发展提供了广阔的市场背景。目前，全球95%以上的国际数据通过海底光缆进行传输［1］，其作为信息传递的重要载体，在全球通信中扮演着重要的角色。而海底光缆的安全性和可靠性与敷设质量的好坏有密切关系，海底缆线技术作为海洋工程的关键技术，对保证海底光缆在海上敷设时的安全性具有重要意义。

海底光缆敷设过程中的稳态数学模型通常通过对作用在海缆上的荷载进行分析，运用牛顿运动定律建立微分形式的控制方程，并采用经典的龙格库塔或牛顿迭代法等方法进行求解［2～6］。目前，上述文献中已经分析单一参数改变对海底光缆敷设过程中张力变化的影响，但其仅限于对各参数的影响进行定性分析。因此，本文以海底光缆为研究对象，建立稳态数学模型，在此基础上进行张力计算，通过试验设计的方法进行皮尔逊相关系数分析，并构建海底光缆稳态运动的近似模型，为张力求解提供快速计算方法。

2 海底光缆敷设过程中的稳态模型

2.1 稳态模型建立

采用如图1所示的两种坐标系进行标度，分别为惯性坐标系O-XY和局部坐标系o-tn。惯性坐标系为笛卡尔坐标系，单位矢量方向I、J，局部坐标系位于光缆微段上，单位矢量方向t、n，其中矢量t沿光缆切线方向。坐标系间的转化关系表示为