深海底世界观测的重要手段—深拖系统

深拖系统是中国大洋协会于１９９５年初首次从美国ＳＩＭＲＡＤ公司引进的。该系统具有旁侧声纳、浅层剖面、深海电视和深海照相四种功能，可在大洋地质调查中用于微地形地貌测量、沉积剖面测量、对海底目标进行实时录像和拍照。该系统的引进主要用于大洋锰结核调查，同时也可服务于海底电缆、管道工程的路线勘测和各种目标的寻找。本文详细介绍了该系统的组成、功能及简单的工作原理，并给出了海底的部分结果。     

基于同轴电缆的能源与数据信息混合传输技术中数据耦合器的设计与实现

目前,深海科学考察所用的调查设备动力与监控系统的供电电源主要采用水下锂离子电池供电,但采用锂离子电池供电存在较多弊端,严重制约着深海科考工作的发展。本文针对这个弊端设计并制作了数据耦合器,实现了基于铠装同轴电缆的能源、彩色实时图像以及上、下位机数据的混合传输。该技术主要采用低通滤波和电容耦合,将数据信号叠加到电源信号上,通过同轴电缆,实现长距离功率能源与数据混合传输。     

深海潜标ADCP 的实时数据传输

深海潜标观测是深海观测获取长周期海洋科学数据的重要调查手段,由于深海海域环境非常复杂,潜标易丢失或终止正常工作,造成重大损失.本研究基于铱星卫星数据通信模块,开发与深水潜标上安装的RDt 75k ADCP相匹配的数据解析压缩软硬件,建立一套远程实时获取潜标ADCP数据的传输系统,实现对深海潜标ADCP的实时监测.     

美国在西太平洋试装深海地震仪成功

美国在西太平洋边缘试装深海钻空地震仪获得成功。这标志对将来的地震予报工作会有突破性的进展。深海钻空地震仪是一种高级海洋地震系统,由监测和记录两大部分组成。监测部分按装在深海钻空底部的基岩里。用以监测地震活动。记录部分—包括电源电子器件和盒式模拟记录器,可以安装在船上也可以布设在海底。     

自治水下机器人在深海采矿系统湖试中的应用

以大洋采矿前期的湖试为例,介绍了AUV在矿产资源调查和深海采矿中的应用。在深海采矿系统作业前期,利用AUV调查湖底的地形地貌、结核的分布与覆盖率,确定集矿机作业地点的大地坐标。在深海采矿系统作业后期,利用AUV调查集矿机在湖底的行走轨迹和压陷深度,估算回采率。     

SZC11-1型深海水文仪的盐度测量

ＣＴＤ测量系统和ＳＴＤ测量系统是海洋调查中现场测量海水盐度、温度和压力的常规调查设备。两种系统的盐度测量技术分别采用计算法和补偿法。这两种方法具有各自的优势，也都在某些方面存在不足或在应用中受到各种技术条件的限制。本文介绍一种新的深海盐度测量方法。它充分发挥了计算法和补偿法测量技术的优势，而克服了单独应用某种方法带来的困难。这种新技术首先应用在我国研制的ＳＺＣ１１－１型深海水文仪系统之中，取得了满意的效果     

南海深海生物多样性国际研究态势与热点分析

南海是西太平洋边缘海,有陆架、陆坡、岛礁、深海平原、海山、冷泉等多种生境,近10年来南海逐渐成为世界深海研究的热点。南海是中国海洋生物多样性最高的区域,与作为海洋生物多样性中心的印太珊瑚大三角区具有一定的环境与生物连通性,对南海的深海生物探测研究可丰富对西太平洋及印太交汇区生物多样性及地理分布格局的认知。目前有关南海的生物多样性研究主要集中在北部陆架浅海及岛礁,对于深海生物多样性认知明显不足。本研究梳理了全球深海生物多样性的主要国际战略布局,并对南海深海生物多样性SCIE论文发表情况进行了综合分析,探讨了南海深海生物多样性研究态势,对未来南海深海生物多样性调查与研究提出了研究展望和建议。     

日宣布1996年度深海调查计划

日宣布１９９６年度深海调查计划日本海洋科学技术中心不久前宣布了１９９６年度“深海２０００”和“深海６５００”两艘深海调查船关于调查地球板块边缘地区的潜航调查计划。据日本报纸报道，“深海２０００”调查船在这一年间将实施７５次研究性潜航。具体来说，关于地...     

基于声学调制解调器的声速剖面遥测技术

声速是海洋声呐测量中最重要的声学参数之一。拖缆式声速剖面仪可提供实时测量功能,但其缆长不能满足深海测量要求;自容式声速剖面仪可满足深海测量要求,但工作效率低。如何提高野外深海声速剖面测量工作效率是深海调查一项非常有意义的工作。文中详细介绍了基于声学调制解调器的声速剖面遥测系统的主要结构和功能,揭示了水声通信技术在深海非铠装缆测量中的应用优势。     

数字深海“一张图”综合可视分析系统构建与运行

经过多年建设发展,中国大洋资料中心基于深海大洋综合数据库,实现了对大洋航次调查数据和相关研究成果资料的综合管理。面向高效、可视、在线的“一张图”综合分析应用需求,以国内外多来源深海大洋数据资源为基础,面向深海空间数据管理和应用需求,紧密衔接综合数据库,对现有深海大洋数据进行必要的空间化矢量化改造,利用Java+SpringBoot、基于WebGL的Cesium等技术,开发了基于GIS的深海空间数据管理系统、综合展示与可视分析系统,研发了深海空间数据资源地图、深海态势分析、工作规划部署、资源潜力评估、装备效能分析和数据评估检验等专题应用分析功能,架构起数字深海“一张图”综合可视分析系统。该系统已部署在国家海洋通信专网并投入业务化试运行,为我国深海大洋矿产资源勘探、环境影响评价和相关科学研究活动提供数据和信息技术支撑。     

深海法视域下的深海资源调查装备发展研究

辽阔的海洋是人类资源的宝库,尤其是海洋深处蕴含极为丰富的矿产和生物资源。随着人类对资源的需求与日俱增以及陆地资源的开采耗竭,深海海底这一特殊区域无疑具有十分重大的战略意义。为有效保护和利用深海海底资源,2016年我国颁布实施《中华人民共和国深海海底区域资源勘探开发法》,这是我国积极践行担保国义务的重要举措,为深海资源的合理调查开发提供法律基础。文章分析深海资源调查的必要性和我国深海资源调查的主要成果,梳理《中华人民共和国深海海底区域资源勘探开发法》等一系列涉及深海资源调查的法律规范,重点分析我国深海资源调查装备的发展,并对深海资源调查装备促进深海资源可持续利用进行展望。     

2003年夏季西北冰洋浮游动物群落结构和地理分布研究

根据西北冰洋43个调查站位的浮游动物种类组成和数量资料,分析了浮游动物的群落结构和地理分布特征,探讨了浮游动物群落与环境因子的关系.结果表明,在调查区域存在三种不同的浮游动物群落类型:楚科奇海台和加拿大海盆地区的高纬度深海群落;楚科奇海中部的陆架群落;阿拉斯加沿岸和楚科奇海北部的沿岸过渡群落.深海群落浮游动物数量较少,...     

一种新型的6000米深水可视可控轻型沉积物柱状取样系统

为了获得连续、低扰动、超长的深海海底沉积物样品,研制了一套可应用于最大水深6 000 m,最长取样可达25 m的可视可控轻型沉积物柱状取样系统。本套设备主要包括甲板控制单元、取样系统和立式收放机构3部分。在取样过程中,本系统充分利用动能和深海液压锤夯击双动力组合,即取样过程包括前期的重力贯入和后期的夯击取样两个过程。液压锤夯击机构的配置使取样器在不显著增加自身重量的前提下,完成超长、连续、低扰动的深海沉积物柱状样采集工作。取样器的组合与拆卸采用立式吊装的方式,极大地降低了取样过程中的工作量和所需甲板作业空间。水下监测系统的配置解决了以往盲采样的弊端。除此之外,本取样器还设有多个标准通用端口,可以扩展为多种设备的集成平台,完成多种数据的采集。目前本套设备已经成功进行了海试,并作为主要沉积物取样设备成功应用于多个海上调查航次,取得了一系列连续、低扰动的柱状样品,有效地提高了我国深海可视可控柱状取样的技术水平。     

深海资料浮标太阳电池供电系统

深海资料浮标(以下简称深标)电源技术是深标重点攻关技术之一。第20号深标全面采用太阳电池供电,在我国浮标太阳能电源应用史上揭开了新的一页。在深标鉴定会上,专家对此给予了充分的肯定和高度的评价,认为这是解决浮标供电的发展方向。本文扼要介绍深标太阳龟池供电系统的设计思想,系统组成,设计依据和参数,特性测试及使用情况,供今后的浮标电源系统设计参考和交流。     

深海超短基线声学定位系统计算目标水平距离的一种新方法

对深海环境中工作的潜器或设备载体进行定位测量是深海调查的重要任务之一，本文基于射线声学原理对超基线声学定位系统的定位数据提出了一种迭代处理算法，能够得到非常精确的水平距离测量结果，这种方法对于大洋调查的深拖系统和其他下水设备定位有重要的现实意义。     

动力定位系统的控制方程及模型试验

动力定位系统（ＤＰＳ）是开发深海的一种较为有效的海上开发系统。由于ＤＰＳ是一个较为复杂的系统,在进行模型试验时,每个Ｚ型螺旋桨都设有计算机芯片以及遥控装置,用以接收ＰＩＤ系统发出的指令,为模型试验的模拟也带来了一定困难。本文讨论了动力定位系统的数学模型,模型试验中推力的分配及控制方程和试验中的一些要求。     

海底动力环境原位监测中数据管理系统的设计

海底动力环境原位监测在海底监测中的重要性不言而喻.而数据管理系统是海底动力环境原位监测中的核心模块.数据管理系统以ARM9为硬件核心、Linux2.4.20为软件平台,集成三台深海仪器,为岸上基站与深海仪器之间提供实时的、可靠的控制及数据接口.经实验验证该系统可以稳定地为岸上基站提供实时动力环境数据,最后提出了系统还待完善的几个问题.     

高通量深海海水原位采样及分级过滤系统

深海悬浮颗粒物((含浮游微生物)的研究具有重要意义,但深海大洋中多数海域悬浮物的丰度很低,其研究需要较多水样(一次过滤水样超过200L,甚至达到1000L以上),传统方法用采水器采水后甲板过滤费时费力。基于此,本文研制了一种高通量深海海水采样及分级过滤装置,装置包括总成深海泵、过滤装置、数据采集与控制装置,以及支撑架体、供电部件、连接机构和流量计等辅助部件。过滤装置分三级过滤(分别放置0.22、1和5μm孔径的滤膜,并可根据需要更换组合),控制装置采用深度触发和时间触发两种工作模式,并可配套安装CTD、荧光计等海洋环境参数测量设备。针对调查站点,将若干套(如3套)高通量深海海水采样及分级过滤系统分一定间隔悬挂于深海绞车缆线上,可以同步进行相应水层的海水原位过滤,从而形成多水层同步高通量原位多级过滤,以获取浮游微生物等悬浮颗粒物样品。该原位取样系统具有多层同步高通量过滤和分级采样的特点,现已被应用于海洋科考航次中,为深海悬浮颗粒物(含浮游微生物等)的研究提供了一种简约高效的样品获取方法。     

深海无人系统大长径比环肋圆柱壳结构设计与试验研究

环肋圆柱壳是深海无人系统广泛采用的一种耐压结构形式,保障其结构安全是系统研制过程中非常重要的一环。针对环肋圆柱壳的结构特征推导了组合结构重量关系式和结构参数简化估算方法,并以一种超长型深海无人系统耐压结构为例,围绕大长径比环肋圆柱壳的结构形式、设计计算、仿真分析、模型验证等开展研究。研究表明提出的大长径比环肋圆柱壳结构设计参数简化估算方法具有较好的适应性。相关计算和分析结果可以为该型深海无人系统结构设计提供技术支撑,也可以为其他类似耐压结构设计提供参考。     

深海拖曳系统水下控制技术研究

深海拖曳系统是人类开发利用海洋的一项重要手段。在众多深海探测装备中，深海拖曳系统以探测面积广、作业效率高、操控性能好等优势而得到了广泛应用。针对深海拖曳系统水下控制技术，从控制手段和控制策略2个方面对其发展历程、国内外研究现状等进行梳理，分析对比不同控制手段的优缺点，并对深海拖曳系统水下控制技术未来的研究方向进行展望，以期为深海拖曳系统的应用与发展提供参考。