深海载人潜水器潜航员培养模式探究

为了加快建立深海载人潜水器潜航员体系,实现深海载人潜水器业务化运行,提高我国载人深潜科考作业水平,文章结合"深海进入、深海探测、深海开发"战略需要,分析研究了载人潜水器作业环境、作业需求和潜航员岗位要求。提出了能力、知识、技能三位一体化的培养模式和基于专家系统课程设置架构,实践表明该培养模式科学、严谨,极大地推动了"蛟龙"号载人潜水器潜航员队伍的培育,对未来我国深海载人潜水器潜航员培养具有重要的指导意义。结合培训的实际情况,让潜航员培养工作顺利开展,提出构建科学的管理体制、完善潜航员培养保障机制、建立系统的制度保障制度等建议。     

国际海底观测网络的发展及现状

海底观测网络是推动海洋科学技术发展，了解地球环境系统的重要基础，也是帮助人类了解海洋从而促进全球经济发展的重要方法。文章回顾了各国在海底观测系统发展过程中的研究计划和建设情况；介绍了当前各国海底观测网络及其投入业务应用后，在多学科综合观测、多网络交互融合、数据交换利用以及海洋科学应用等方面的发展方向，对我国海底观测探测网络建设，深海新型传感器发展，海底观测网标准化体系完善等方向进行了分析展望。     

载人潜水器在深海科学考察中的应用研究进展

载人深潜技术是深海技术的前沿与制高点,也是深海科考最先进的技术手段之一。20世纪60年代以来,随着高新技术的发展,美国、法国、俄罗斯、日本等国在载人潜水器的研制和应用上取得了快速的发展,先后掌握了大深度载人深潜技术,具备了在复杂海况下进行水下作业的能力,实现了对深海和大洋洋底的现场观察、探测和取样等。目前,深海载人潜水器的考察范围已经遍及全球大陆坡深水区、洋中脊、海山、海沟和洋盆等海底区域,获得了大量的深海地质、地球物理、生物、化学和环境方面的信息或样品,取得了一批重大的发现和创新性的研究成果,推动了深海科学的发展。我国自主集成研制的"蛟龙"号载人潜水器顺利完成了7 000m级海试,并于2013年开始开展了试验性应用,取得了丰硕的科考成果。本文简要介绍了世界载人潜水器的发展现状及其在深海科学考察中的技术优势,综述了国内外载人潜水器在深海地质学、生物学和物理海洋学等领域中的应用情况。     

一种基于测深仪的声学Pinger距底高度测量方法

在大洋沉积物取样作业中,实时获取取样器距底高度和准确判别取样器是否触底是整个作业的关键。提出了一种基于测深仪的声学Pinger距底高度测量方法,并成功应用到了2013年"蛟龙"号试验性应用航次的常规调查作业中。实际应用表明,该方法不仅能够实时获取声学Pinger距离海底的高度,而且能够准确判断取样器是否触底。     

载人潜水器在深海海洋测绘中的应用

介绍了载人潜水器的特点及其在深海海洋测绘中的重要作用,详细论述了美、法、日、俄等国的载人潜水器在深海海洋测绘中的应用现状,并对我国"蛟龙"号载人潜水器在深海海洋测绘中的应用进行了展望。     

基于层次分析法的载人深潜器潜航员职业特征研究

以层次分析法理论为基础,对载人深潜器潜航员职业特征进行分层次建模,采用3个层次63个要素对潜航员职业特征进行描述,结合与潜航员相关的一线专家队伍调研数据,采用定性判断与定量计算相结合的手段得到各要素之间的重要性量化权重,客观地反映潜航员职业所需的能力、知识、技能等各个层次、各个要素之间的关系,为我国潜航员的科学选拔、科学培养、科学管理提供决策依据。     

流动注射Ferene分光光度法测定海水中溶解态铁的方法优化

热液流体中溶解态铁是海水原位测量的重要参数之一。本研究采用Ferene分光光度法,搭建流动注射分析系统,优化进样条件、显色条件,实现了热液流体中溶解态铁的在线测定。结果表明,测定Fe(II)时,Ferene、缓冲液浓度分别为8×10–3、0.4 mol/L,Ferene、样品流速分别为0.8、0.6 m L/min,显色盘管长度为40 cm时,方法的灵敏度、检测限最佳;测定Fe(III)时,Ferene、缓冲液、抗坏血酸浓度分别为1×10–2、0.5、0.01 mol/L,Ferene/抗坏血酸、样品流速均为1.0 m L/min,还原、显色盘管长度均为40 cm时,方法的灵敏度、检测限最佳。最佳实验条件下,Fe(II)、Fe(III)在0.2~10μmol/L和0.5~16μmol/L范围内,工作曲线回归方程分别为A=0.0834 C+0.0564(μmol/L,n=8,R2=0.997)和A=0.0478C+0.0423(μmol/L,n=8,R2=0.997)。Fe(II)、Fe(III)检测限分别为24、39 nmol/L,相对标准偏差分别为0.8%、1.2%(n=10),加标回收率为97.9%~103.0%。共存离子实验表明,流体中的Na+、Mn2+、Cu2+、Cu+不会对测量造成干扰。     

“蛟龙”号载人潜水器安全保障制度构建研究

为实现国家投资重大深海装备——"蛟龙"号载人潜水器的安全高效运行,文章分析研究了"蛟龙"号载人潜水器安全保障管理特点,针对我国科技管理体制和"蛟龙"号管理技术要求,提出了"三位一体"制度体系的构建方法,在"蛟龙"号海试与试验性应用规范要求的基础上,建立了由管理规定、实施办法、操作规程和技术手册组成的多层级"蛟龙"号管理制度体系。通过大洋37航次的试验性应用,充分证明该体系建设方法的有效性,可为我国其他深海装备管理制度体系建设提供参考方案。     

基于B样条曲线的富钴结壳厚度测绘系统

针对深海探测过程中对海底富钴结壳厚度变化曲线测绘的要求,基于超声波测厚原理和B样条曲线拟合算法,结合"蛟龙号"载人潜水器的位置信息设计了深海富钴结壳厚度测绘系统。首先利用超声探头获取富钴结壳测量点表面和底部基岩的两次回波信息,通过测量渡越时间计算结壳的厚度值;将测点厚度值与"蛟龙号"载人潜水器的传感器数据融合,根据测点间的位置间隔,通过基于轮廓关键点的B样条曲线拟合绘制航行过程中的结壳厚度变化曲线。模拟实验结果表明,测绘系统可以采集测点的结壳厚度,厚度计算误差约5.6%,B样条曲线拟合能有效绘制结壳的厚度变化,误差小于10%,拟合曲线与结壳截面的纹路相符。     

基于LabVIEW虚拟海底正压冲固桶基检测仪研究

为了实时检测海底喷冲桩坑的形状和体积,对正压冲固平台海底桩坑坑形声纳分层旋转扫描检测技术进行了研究,运用最小二乘法和分段插值算法实现了3D桩坑坑形实时仿真显示。实验结果表明,该系统具有运行可靠、高效、实时性强等特点。