针对海洋微结构湍流垂直剖面仪测量系统的设计，建立了系统运动坐标系与动力学模型，分析了系统稳态运动特性，推导了剖面仪物理参数计算公式．设计完成海洋微结构湍流垂直剖面仪实验样机，指出样机进行测量工作时应保持的运动角度与运动速度．海试实验结果表明了系统方法的可行性和正确性．

水下滑翔器是一种新型自治式水下航行器，可用作海洋测量传感器的搭载平台。通过对水下滑翔器动力学模型线性化，获得垂直剖面水下滑翔器系统状态空间方程，并在此基础上设计了LQR调节器。考虑到海洋环境的复杂性，重点研究了扰动条件下，滑翔器在垂直剖面内运动方向和姿态的控制问题，讨论了系统对干扰的抑制和对输入控制指令的跟踪响应情况。仿真分析与水域试验显示，使用LQR调节器的水下滑翔器系统能够提高响应速度和对环境干扰的抑制能力。

以微型轴向柱塞泵为核心的高压浮力驱动系统是1 000 m以深水下滑翔器和剖面浮标优先采用的重要动力单元。文中首先介绍了当前国际上水下滑翔器和剖面浮标两型剖面运动平台的浮力驱动系统的种类及应用,然后以1 000 m以深水下滑翔器为例,系统地阐述了其高压浮力驱动系统的工作原理和设计方法,以及绝对排油量测量、吸油口气锁防止和柱塞偶件精密配合等核心问题。设计制作出精密、高效而且可靠的高压浮力驱动系统,可以为我国剖面观测平台的进一步发展起到推进作用。