自主回收UUV水声定位与遥测遥控导引技术研究

针对 UUV 任务结束或能源不足时自主回收的需求,深入研究了 UUV 中远程水声定位与遥测遥控导引技术,完成了水声定位与遥测遥控导引系统方案设计,重点研究了 MFSK、OFDM、扩频等水声遥测遥控调制方式。 通过分析和对比,设计了一种正交混合扩频调制方式,并采用相干二维搜索技术,提高扩频技术多普勒补偿能力。 开展了湖上静态与动态跑船试验,试验数据结果表明:水声水平定位精度优于 0. 5%,水声遥测遥控系统解算误码率达到了 10^-3 数量级,可有效引导 UUV 回收作业。     

频分多路复用在水声遥测中的应用

本文以已经研制成的、采用频分多路复用技术的水层深度遥测仪为例,阐述频分复用较之时分复用更适合用于传输多路信息的水声遥测系统;文中讨论了系统主要参数的设计并给出具体的数据.     

水下便携式可应答同步编码声源系统研究

本文针对当前及未来多型水下航行体的通用化水下高精度定位跟踪及综合测控要求,开展小型便携式水下声源系统研究,解决了不同水下航行体定位跟踪及水声遥测与遥控的综合测控集成化问题,以及小型水下航行体的通用化声源安装适配性等难题。采用集成化一体式综合设计方案,功能上兼顾水声定位跟踪、水声遥测遥控等功能,性能上其短基线水声定位精度可达R×5‰(R为斜距),远程水声遥测遥控误码率为10~(-5)。本文在系统总体方案中平衡了小尺寸与高性能之间的传统矛盾,大幅缩减声源尺寸和重量,并完成了小型水下滑翔机湖上试验。试验结果证明,该声源系统在比国外类似产品更小尺寸和重量的基础上,同时具备水声定位跟踪和水声遥测遥控等综合测控功能,可为多型水下航行体湖海试验提供高精度实时定位测量及远程应急遥控手段,具有较高的实用价值和良好的市场应用前景。     

水声信道高速率数据传输技术

本文介绍近年来水声信道高速率数所传输技术的一些研究进展，并结合本所研究的水声数据遥测，数字语音通讯和视频图像传输实验样机，讨论了具有抗多途干扰的声传输系统在调制信号设计及信号处理上所采用的关键技术。     

一种声速剖面遥测系统的时延差编码方案设计

针对深海水文观测中,不能对自容式声速剖面仪测量数据进行实时监测的问题,提出对声速剖面测量数据进行时延差编码,采用高精度的水声信号时延差估计技术,进行声速剖面测量遥测,为实时分析海洋水文数据,及时调整水文观测方案提供了技术支持。     

城市地下管线信息二维码自动生成技术研究

管线信息二维码自动生成是城市地下管线信息巡检管理和应用的核心技术之一。对管线点和管线段二维码存储内容分别进行了设计,剖析了数据编码、纠错编码和最终码序列构造3个二维码生成的核心技术,重点讨论了数字模式下QR码数据码字的自动生成方法,并在Arc Map平台上编程实现了所选管线数据的批量二维码自动生成,为满足地下管线日常巡检业务需求奠定了良好基础。     

水声信息传输系统的评价指标及对具体系统的评估一例

本文简述了水声信息传输系统的评价指标,并对具体的水声遥控系统进行评估。文中所介绍的估算方法和结果,虽然是对具体系统而作的,但其方法也适用于评价采用数字信息传输的其他水声遥测遥控系统。     

MATLAB在海底管线阴极保护电场计算中的应用

海洋钢结构阴极保护电场的数值模拟仿真和计算是当前海洋腐蚀、阴极保护研究和工程实践中一个重要的研究方向。研究海底管线的腐蚀状态就必须准确测定管线表面的电位分布,而实际测量中深海管线表面电位分布难以直接测量。构建了海水中钢管线的阴极保护数学模型,采用以边界元法为基础的数值计算方法,利用Matlab开发了均匀电解质中电位分布的计算软件,实测中通过对腐蚀电场海水区域环境电场的测量,就可实现不接触测量管线表面电位的目的。最后通过海洋实测验证了计算结果的可靠性,证明了基于Matlab的数值仿真计算引入阴极保护设计中是行之有效的。     

锁相检波在水声遥测信号检测中的应用

锁相检波技术采用模拟乘法器,对与本地载频信号频率一致的输入信号有强的检测能力.在分析典型的CW和FSK水声遥测信号特点的基础上,根据音频锁相检波器NE567的设计公式和应用要点,设计了锁相检波模块,用于多通道遥控测距装置,湖上和海上实验证明了应用的有效性.     

多功能水声设备模拟信号源的设计与功能实现

针对目前水声测量装备的日常使用训练、维护保养和性能检测的需要，设计了一种对水声测量设备进行常态维修检测和在非航行状态下仿真模拟深水操作训练的专用信号源设备，论述了多功能水声设备模拟信号源的设计思路，硬件设计原理及各功能的实现过程。     

Teleprogramming for subsea teleoperation using acousticcommunication

This paper considers the performance of subsea intervention tasks from an unmanned untethered submersible while using acoustic communications. It is argued that the low bandwidth and high delay imposed by acoustic modems makes it unwise to adopt conventional teleoperation techniques and a system is presented which permits subsea teleoperative tasks to be carried out using such limited communication resources. The described implementation employs active techniques to assist the operator both in performing actions and in recovering from those problems which will inevitably occur during real-world interaction. It provides the operator with both simulated and real visual imagery and is designed to adapt dynamically to changing bandwidth and computational resources. Experiments are described in which an operator in Philadelphia, PA, controlled a robot manipulator mounted on the JASON underwater vehicle submerged off the Massachusetts coast. All communication over this 500-km distance was via a combination of Internet and a simulated acoustic link. Analysis of the bandwidth requirements showed them to be consistent with those from acoustic subsea networks     

混凝土联锁排应用于海底管线冲刷防护试验研究

海底管道冲刷防护是海管研究的热点之一,混凝土联锁排具有整体性好、易于机械化施工等优点在保滩护底工程中得到广泛应用。在易受意外荷载作用的近海冲刷区域,将"混凝土联锁排+土工布"防护型式引入海底管道冲刷防护中,针对裸露或悬空海底管线,探讨混凝土联锁块的防护机理,开展室内水槽试验,选取不同水深工况对比冲刷防护效果并验证了土工布的反滤防护作用,经过分析对比表明"混凝土连锁排+土工布"防护型式适用于海底管线的防护。     

海底设施的电力供应及其对潜水员水下作业安全的影响

海底结构设施的电力供应是海洋工程的一个重要方面。本文通过对海底阴极保护系统、水下油气生产装置，以及大功率海底电缆的电气特征分析，探讨了这些海底用电结构对潜水员水下作业安全的影响及其防电击基本对策，以供制定有关“潜水员水下用电安全”技术标准规范及操作规程时参考和借鉴     

实孔径成像声纳在海底油气管线探测中的应用

利用成像声纳对油气管线进行探测,是重要的声学测量技术手段之一。侧扫声纳和环扫声纳是两种典型的实孔径成像声纳,介绍了这两种声纳的成像特点,分别从搭载平台、扫测特点、参数显示和声图特征等4个方面进行了比较,结合工程实例给出了两种声纳对海底油气管线探测的应用效果,分析比较了二者的优缺点。所得结论对于了解和掌握侧扫声纳和环扫声纳设备性能,进行海底油气管线检测和状态评估具有重要的工程实用意义。     

水下井口探测技术研究

在海上油田开发过程中,往往存在一些当时不具备开发条件的水下井口。这些井口一方面现阶段具有重新开发价值,另一方面也是海洋工程建设的障碍物。而水下井口尺度小,常用的调查手段较难探测到。文中介绍了浅地层剖面仪和磁力仪的原理,并开展了浅地层剖面仪和磁力仪综合探测水下井口的应用与分析。结果表明浅地层剖面仪和磁力仪均可探测到井口,在浅地层剖面图像上表现为垂向的声学空白带,为桩坑和井口的反射;磁异常平面等值线为等轴状,存在极大值和极小值,井口位于极大值和极小值之间。浅地层剖面仪和磁力仪探测的井口位置相差1m,与给定井口坐标偏差2m,满足工程需求。因此使用浅地层剖面仪和磁力仪综合探测水下井口在现阶段不失为一种可行的方法。     

南黄海西部地区浅层气地震特征

通过近年来南黄海西部地区的浅层地震调查,发现该地区浅层气地震特征丰富而多变,特别是多处海底面、海水层中的浅层气地震记录,揭示本区存在较多浅层气,且部分浅层气由海底逸出,释放到海水层中。该区的浅层气地震特征按空间位置分为3大类:(1)地层中的特征:声学空白、声学幕、声学扰动、不规则强反射顶界面、两侧相位下拉;(2)海底面的特征:海底麻坑、大型塌陷坑;(3)海水层中的特征:声学羽流、云状扰动、点划线反射。选择相应特征的典型浅层气地震记录,进行了声学成因解释,讨论了大型塌陷坑的浅层气成因、海水层中声学反射与浅层气体的成因关系以及浅层气地震特征的气体浓度指示作用。根据南黄海西部地区浅层气地震特征,绘制了该区的浅层气分布图。     

南海北部湾海洋工程地质特征

根据地球物理、声学探测及海底取样等实测资料详细分析,发现北部湾油气勘探开发区具有近岸、水浅等优越自然条件以及复杂的海洋工程地质特征。海底地形地貌较为复杂,存在潮流沙脊与潮沟、海底沙坡、埋藏古河道、浅层气、埋藏古陡坡、滑塌断层及可能的砂土液化层等潜在灾害地质因素,对海上构筑物存在直接或潜在的危险性。尤其在东部,海底坎坷不平,活动性的潮流消脊、侵蚀沟槽、海底沙波及浅层气等很发育,是海底工程建设的危险区,应引起高度重视。     

Description of a secure reliable acoustic system for use in offshore oil Blowout Preventer (BOP) or wellhead control

The search for oil in deeper water depths has generated the need for secure, reliable, low error acoustic control systems in the presence of a highly complex man-made noise-like environment. This paper discusses an acoustical command, control, and telemetering system developed for emergency subsea Blowout Preventer (BOP) operation that has been structured around a unique coding design. The system described has been successfully demonstrated in this acoustic environment at a deployed water depth in excess of 6400 feet (sim 1950m).