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1、維普資訊http://www.cqvip.com第25卷第6期海洋測繪VO1．25．NO．62005年l1月HYDROGRAPHICSURVEYINGANDCHAIINGNov．，2005深水聲學拖曳系統(tǒng)劉曉東，張方生，朱維慶，張東升，方常樂，戴琪華，侯德永，顧華(1．中國科學院聲學研究所，北京100080；2．亞迪技術開發(fā)(上海)有限公司，上海200122；3．中船重工第702研究所，江蘇無錫214082)摘要：介紹了我國自主設計和研制的深水聲學拖曳系統(tǒng)，它的最大工作水深4000m，安裝有高分辨率測深側掃聲納，可在近海底工作獲得高分辨率的海底地形地貌和溫鹽深等數據。它的測深覆蓋范圍60
2、0m，側掃覆蓋范圍800m，垂直航跡分辨率5cm，最小可檢測高度lOcm，測深分辨率高于目前的多波束測深系統(tǒng)。該系統(tǒng)已進行了湖試和海上錨泊試驗。該系統(tǒng)的研制成功將對開展大陸架勘查，探測和開發(fā)國際海底資源發(fā)揮重要作用，拖曳系統(tǒng)中高分辨率測深側掃聲納還可裝船安裝，在大陸架水域進行高分辨率海底地形地貌測繪。關鍵詞：海洋測量；深海探測；海底地形地貌；聲學拖曳系統(tǒng)；高分辨率測深側掃聲納中圖分類號：P2o4文獻標識碼：B文章編號：1671—3044(2005)06-0037-04該系統(tǒng)已進行湖試和海水中的錨泊試驗，本文主要介紹系統(tǒng)的組成和主要試驗結果。近2O年來，人類探索、開發(fā)和利用海洋逐漸向深海發(fā)
3、展。深海中蘊藏著豐富的自然資源，包括石油天然氣、鉆結殼、熱液硫化物、天然氣水合物和生物等資源，這些資源都等待著去勘探和開發(fā)；在開發(fā)和利用資源的過程中，需要進行海洋工程建設和科學研究。此外，維護國家海洋主權已經上升到非常圖1高分辨率測深側掃聲納系統(tǒng)拖曳布設圖重要的地位。上述需求需要獲得深水條件下高分辨2系統(tǒng)簡介率海底地形地貌、海水溫度、海水鹽度、海水聲速等信息。2．i系統(tǒng)組成中國科學院聲學研究所、亞迪技術開發(fā)(上海)整個深水聲學拖曳系統(tǒng)包括干端和濕端兩部有限公司和中船重工702所聯(lián)合研制的深水聲學拖分。干端部分和濕端部分通過鎧裝光電復合纜相連曳系統(tǒng)就是針對這種需求而設計的。該項目得到國接。
4、干端包括聲納甲板單元(安裝有處理計算機、家863計劃海洋資源開發(fā)技術主題和中國大洋礦產顯示計算機、多通路連接器水上單元、高壓直流供電資源研究開發(fā)協(xié)會的支持。系統(tǒng)、監(jiān)視器和UPS)、打印機、繪圖機、絞車、電滑拖曳的布設見圖1。系統(tǒng)最大工作水深環(huán)、光滑環(huán)、GPS、羅盤和遠程超短基線定位系統(tǒng)。4000m，拖曳電纜約需7000m，拖纜連接在中繼站濕端包括拖體、壓載器和中性浮纜，拖體中包括高分上，再經由50m左右的中性拖纜拖著水中載體前辨率測深側掃聲納的聲納艙(安裝有電子分機)和進。安裝在深水拖曳系統(tǒng)上的高分辨率測深側掃聲左右舷聲納陣、多通路連接器水下單元(包括通信納可以在距離海底較近條件下探測海
5、底地形地貌，和供電系統(tǒng))、聲信標(具有釋放功能)、連接盒、平獲得高分辨率的等深線圖和地貌圖，它的測深覆蓋衡油囊、剪切器及其控制器、壓力傳感器、溫鹽傳感范圍600m，側掃覆蓋范圍800m，垂直航跡分辨率器、運動傳感器、無線電信標和頻閃燈，在中繼器中5cm，最小可檢測高度lOcm；安裝有高精度CTD用還安裝有測高儀。來測量海水溫度、鹽度和深度；該系統(tǒng)還包括一些必拖體和聲納甲板單元的照片分別如圖2所示。要的傳感器和安全設備。收稿日期：2005—07—06基金項目：國家高技術發(fā)展計劃資助項目(2001AA613020，2003AA613020)；中國大洋礦產資源研究開發(fā)協(xié)會資助。作者簡介：劉曉東
6、(1977一)，男，河北滄州人，博士，助理研究員，主要從事聲納技術和信號處理研究。維普資訊http://www.cqvip.com38海洋測繪第25卷拖曳的鎧裝光電復合纜經絞車、電滑環(huán)和光滑水下軟件包括水下主控程序和FPGA代碼，水環(huán)與拖曳在水中的中繼器相聯(lián)，中繼器重約1噸，它下主控程序運行于水下的PC104Plus總線CPU板將種種因素產生的纜的運動去耦。中繼器經一段中上，F(xiàn)PGA代碼最終轉換為FPGA上的硬件電路。性浮纜與拖體頭部相聯(lián)，使拖體在水中平穩(wěn)地向前下面分別對各部分軟件做簡要介紹。運動。水上數字信號處理程序的主要功能是完成對聲高壓直流供電系統(tǒng)通過鎧裝光電復合纜中的電納A／D采
7、樣數據的實時處理，得到最終的深度數據纜向濕端供電，濕端中的多通路連接器將高壓直流和地貌數據。電經DC／DC轉換為多路低壓直流電，為水下的各種聲納設備驅動程序的主要功能是接收水下主控傳感器和聲納艙供電。程序發(fā)來的數據，調用水上數字信號處理程序處理，干端與濕端的數據傳輸，通過多通路連接器水將處理結果發(fā)給水上服務器軟件。下單元、鎧裝光電復合纜中的光纜和多通路連接器水上服務器軟件的主要功能是接收聲納設備驅水上單元進行傳輸。動程序發(fā)來的處理結
