首套自主研制3000米級輕便型聲學(xué)深拖探測系統(tǒng)問世

　　3000米級輕便型聲學(xué)深拖探測系統(tǒng)由中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所牽頭，聯(lián)合中科院聲學(xué)所、中國船舶科學(xué)研究中心共同完成。系統(tǒng)的研制經(jīng)歷了概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、部件研發(fā)、拖體成型組裝、湖試、海試等幾個(gè)階段。

　　設(shè)計(jì)階段，工作人員編寫了方案設(shè)計(jì)報(bào)告，按照標(biāo)準(zhǔn)化要求形成了全套設(shè)計(jì)圖紙和文件，包括設(shè)備明細(xì)表、組成框圖、安裝圖、電路圖、機(jī)械圖等。

　　研發(fā)和組裝階段，工作人員將微地貌探測系統(tǒng)小型化，滿足輕便型的要求；增加尾翼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，提高作業(yè)靈活性；對壓載器線型進(jìn)行優(yōu)化，提高可靠性；采用新的緊急安全系統(tǒng)方案，使操作更加便捷；在壓載器上安裝安全組件，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。

　　此外，工作人員還編制了質(zhì)量保證大綱、實(shí)驗(yàn)室檢測和海上試驗(yàn)基本方案，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室聯(lián)調(diào)測試和水池測試，編寫了聲學(xué)深拖操作規(guī)程和用戶手冊，進(jìn)行了湖試及海上應(yīng)用試驗(yàn)，對系統(tǒng)性能進(jìn)行了逐步驗(yàn)證，對試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)完善。

　　成果與進(jìn)展

　　該系統(tǒng)突破了狹小空間內(nèi)多聲學(xué)設(shè)備同步控制、多類型數(shù)據(jù)時(shí)間對準(zhǔn)等技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了同步采集測深、側(cè)掃和淺地層剖面數(shù)據(jù)功能，提高了探測效率；創(chuàng)新了拖體設(shè)計(jì)，使拖體重量輕巧、結(jié)構(gòu)緊湊，方便不同的科考船裝配，增強(qiáng)了系統(tǒng)適用性；采用PHINS+DVL+USBL組合的航位推算/水聲定位方式，提升了定位精度；首創(chuàng)了拖體姿態(tài)舵機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，提高了拖體穩(wěn)定性和測量精度；開展了組合導(dǎo)航算法研究，將系統(tǒng)中的導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理；研究測深側(cè)掃數(shù)據(jù)后處理方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和參數(shù)校正，以得到高分辨率的探測結(jié)果。

　　該系統(tǒng)側(cè)掃最大覆蓋單側(cè)410米，測深最大覆蓋單側(cè)260米，測深精度達(dá)到國際海道測量組織特級標(biāo)準(zhǔn)，測深側(cè)掃系統(tǒng)可探測出不小于1.3米的底物，淺地層剖面聲源級205分貝，典型穿透深度不小于50米（泥底），地層分辨率優(yōu)于0.2米，性能指標(biāo)達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。

　　該系統(tǒng)可在3000米以淺的水下長時(shí)間連續(xù)工作，同時(shí)可搭載磁力儀、CO2和CH4等物理化學(xué)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)探測。該系統(tǒng)在我國冷泉區(qū)完成了試驗(yàn)性應(yīng)用，同步獲得了高精度地形、微地貌和淺地層剖面數(shù)據(jù)，對水合物滲漏形成的羽狀流、碳酸鹽巖、生物群落等強(qiáng)散射體特征反應(yīng)清晰明顯，為海底冷泉的發(fā)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)資料。

　　應(yīng)用與轉(zhuǎn)化

　　3000米級輕便型聲學(xué)深拖探測系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，并且在水合物區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)，取得高質(zhì)量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為水合物等海底資源的探測增添了利器，可為淺表型水合物勘查提供技術(shù)支撐，能夠較好地滿足深海礦產(chǎn)資源調(diào)查和海洋科學(xué)使用要求。

　　該系統(tǒng)還可應(yīng)用于海洋開發(fā)和海底礦產(chǎn)資源調(diào)查、海洋工程等領(lǐng)域，以及用于深海特征物搜查和配合大型設(shè)備作業(yè)，為ROV下潛等提供準(zhǔn)確的地形地貌資料。

　　系統(tǒng)的研制培養(yǎng)了一批研發(fā)技術(shù)骨干，形成了一支穩(wěn)定的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，形成了具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的樣機(jī)和軟件。

　　轉(zhuǎn)自：中國礦業(yè)報(bào)

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