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          地質調查“十三五”成果回顧之十

          首套自主研制3000米級輕便型聲學深拖探測系統問世

          發布時間:2021年08月20日
          來源:中國地質調查局(2021-08-19)

          3000米級輕便型聲學深拖探測系統由中國地質調查局青島海洋地質研究所牽頭,聯合中科院聲學所、中國船舶科學研究中心共同完成。系統的研制經歷了概念設計、初步設計、詳細設計、部件研發、拖體成型組裝、湖試、海試等幾個階段。

          設計階段,工作人員編寫了方案設計報告,按照標準化要求形成了全套設計圖紙和文件,包括設備明細表、組成框圖、安裝圖、電路圖、機械圖等。

          研發和組裝階段,工作人員將微地貌探測系統小型化,滿足輕便型的要求;增加尾翼調節機構,提高作業靈活性;對壓載器線型進行優化,提高可靠性;采用新的緊急安全系統方案,使操作更加便捷;在壓載器上安裝安全組件,增強系統的安全性。

          此外,工作人員還編制了質量保證大綱、實驗室檢測和海上試驗基本方案,進行了實驗室聯調測試和水池測試,編寫了聲學深拖操作規程和用戶手冊,進行了湖試及海上應用試驗,對系統性能進行了逐步驗證,對試驗中出現的問題進行改進完善。


          成果與進展

          該系統突破了狹小空間內多聲學設備同步控制、多類型數據時間對準等技術難題,實現了同步采集測深、側掃和淺地層剖面數據功能,提高了探測效率;創新了拖體設計,使拖體重量輕巧、結構緊湊,方便不同的科考船裝配,增強了系統適用性;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;首創了拖體姿態舵機調節機構,提高了拖體穩定性和測量精度;開展了組合導航算法研究,將系統中的導航數據進行融合處理;研究測深側掃數據后處理方法,進行數據融合和參數校正,以得到高分辨率的探測結果。

          該系統側掃最大覆蓋單側410米,測深最大覆蓋單側260米,測深精度達到國際海道測量組織特級標準,測深側掃系統可探測出不小于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),地層分辨率優于0.2米,性能指標達到了國內領先、國際先進水平。

          該系統可在3000米以淺的水下長時間連續工作,同時可搭載磁力儀、CO2和CH4等物理化學傳感器進行實時探測。該系統在我國冷泉區完成了試驗性應用,同步獲得了高精度地形、微地貌和淺地層剖面數據,對水合物滲漏形成的羽狀流、碳酸鹽巖、生物群落等強散射體特征反應清晰明顯,為海底冷泉的發現提供了基礎資料。

          應用與轉化

          3000米級輕便型聲學深拖探測系統各項指標達到了設計要求,并且在水合物區進行了應用試驗,取得高質量的試驗數據,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支撐,能夠較好地滿足深海礦產資源調查和海洋科學使用要求。

          該系統還可應用于海洋開發和海底礦產資源調查、海洋工程等領域,以及用于深海特征物搜查和配合大型設備作業,為ROV下潛等提供準確的地形地貌資料。

          系統的研制培養了一批研發技術骨干,形成了一支穩定的技術研發團隊,形成了具有獨立知識產權的樣機和軟件。


          [責任編輯:礦業報]

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