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。     

浅论我国深海载人潜水器的发展趋势及管理体制

海洋是地球上尚未被人类充分认识和开发利用的各种自然资源潜在的战略基地,因此历来受到各世界强国的关注.分析了目前世界上深海载人潜水器的发展情况及其运行和管理体制,探索了我国深海载人潜水器的发展的管理模式与运行体制,对今后发展我国载人潜水器事业和海洋开发事业有一定的借鉴意义.     

深海潜水器谱系化框架探索研究

深海潜水器是我国走向深远海的重要装备,国家在“十三五”规划纲要中提出了蛟龙探海工程,这是国家对海洋事业的整体布局和规划。通过几十年的技术取得跨越性发展,研制出了“蛟龙” “潜龙”系列、“海龙” “海马” “海斗” “海燕”等不同类型和深度的深海系列装备,并逐渐向谱系化发展。未来将根据海洋科学研究、海洋资源开发利用、海洋权益维护的需求,研发出更多符合实际要求的深海装备。文章借鉴其他高科技领域,开展潜水器谱系化探索研究,构建谱系化框架。     

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。     

深海载人潜水器潜航员岗位要求研究

深海载人潜水器潜航员是国家载人深潜工程的重要战略性人才,针对潜航员这一特殊岗位特点,从思想素质与职业兴趣、专业基础与综合技能、心理素质与身体机能等三个方面开展分析,结合国外潜航员队伍选拔与应用现状以及国内相关领域专家调查结果进行研究,能够明确潜航员岗位的具体要求与人才培养方向,对我国潜航员队伍的科学选拔、科学培养、科学管理具有重要意义。     

高精度测深侧扫系统在载人潜水器中的应用

为提升"蛟龙号"载人潜水器海底综合探测能力,介绍一种采用多子阵海底自动检测—子空间拟合的信号参数估计技术的高精度测深侧扫声纳系统。该系统安装于载人潜水器的两侧,能够测量海底的微地形地貌以及海底和水中的目标,同时获得探测区域高分辨率的地形图和地貌图。通过介绍该高精度测深侧扫系统的工作原理、技术指标及系统组成,结合"蛟龙号"载人潜水器试验性应用航次获得的高分辨率地形地貌数据,对该系统在载人潜水器中的应用和海底地形地貌探测结果进行了分析和展望。     

潜水器在海洋水下作业中的应用

潜水器可分为载人潜水器和无人遥控潜水器两种,载人潜水器又可分为调压进出式潜水器和单人常压潜水服(器)。据1981年有关资料,全世界共有各种潜水器541具,其中载人潜水器131具,无人遥控潜水器410具。这些潜水器的大部分为美、英、日、法等国家所拥有,其中美国约占60％。我国的潜水器目前还处在研制和实潜试验阶段,1986年12月,我国自行研制的“海人一号”无人遥控潜水器,通过了海上水深199m的实潜试验,其功能和控制水平接近世界先进水平。1988年4月,我国进行了     

载人潜水器发展现状及趋势研究

随着我国综合国力的提升和战略安全环境及新空间的需求,习总书记提出了“海洋强国”的战略目标及深海进入、深海探测、深海开发的发展三部曲战略构想。海洋强国的发展离不开大型运载装备的进步,载人潜水器不仅对资源调查与科学研究做过杰出的贡献,而且在军事界领域也产生过深远的的影响。本文对国内外载人潜水器的应用发展现状进行了重点研究,对世界范围内重型深海载人潜水器及轻型中浅海载人潜水器的应用进展现状进行了全面调研研究,同时介绍了我国蛟龙号、深海勇士号等载人潜水器应用发展情况,也对世界范围内载人潜水器的技术性能和应用情况进行了分析对比,在此基础上,展望了载人潜水器的发展趋势,并讨论了潜水器装备的未来技术进展。     

潜水器在深海生物多样性研究中的应用进展

简要介绍了世界主要海洋国家潜水器的建设情况,并重点分析了潜水器在深海不同生境生物多样性研究中的应用,包括热液系统、冷泉、海山、峡谷和海沟等,以及深海生物多样性保护等几个方面。旨在为我国深海生物多样性研究提供参考,并推动我国潜水器在深海科学考察中的应用。     

载人潜水器运行管理机制探析

为了探索深海,不同类型的深海运载装备得以成功开发,并应用于深海科学、资源勘探开发、工程保障及战略安全等不同领域。深海运载装备可以分为载人潜水器(HOV)、遥控深潜器(ROV)、自治式深潜器(AUV)及混合型深潜器,其中以载人潜水器为代表的高技术装备群成为建设海洋强国的重要保障力量。文章对美国"阿尔文"号、俄罗斯"和平I"号和"和平II"号、日本"深海6500"号、法国"鹦鹉螺"号、中国"蛟龙"号载人潜水器运行管理机制进行了阐述,综合比较其优缺点,提出了建立职业化运行保障队伍、优化作业流程,创新组织结构、探索多型潜水器海上作业模式等运行管理机制构架的建议。     

Target Deployment and Retrieval Using JIAOLONG Manned Submersible in the Depth of 6600 m in Mariana Trench

China''s 7000 m manned submersible JIAOLONG carried out an exploration cruise at the Mariana Trench from June to July 2016. The submersible completed nine manned dives on the north and south area of the Mariana Trench from the depth of 5500 to 6700 m, to investigate the geological, biological and chemical characteristics in the hadal area. During the cruise, JIAOLONG deployed a gas-tight serial sampler to collect the water near the sea bottom regularly. Five days later, the sub located the sampler in another dive and retrieved it successfully from the same location, which is the first time that scientists and engineers finished the high accuracy in-situ deployment and retrieval using a manned submersible with Ultra-Short Base Line (USBL) positioning system at the depth more than 6600 m. In this task, we used not only the USBL system of the manned submersible but also a compound strategy, including five position marks, the sea floor terrain, the depth contour, and the heading of the sub. This paper introduces the compound strategy of the target deployment and retrieval with the practical diving experience of JIAOLONG, and provides a promising technique for other underwater vehicles such as manned submersible or Remote Operated Vehicle (ROV) under similar conditions.     

浅谈"蛟龙"号载人潜水器试验性应用航次陆基保障工作

陆基保障工作是依托“蛟龙”号载人潜水器(以下简称“蛟龙”号)试验性应用航次开展的一项兼具日常公务办理和应急事件处置的综合事务性工作,主要工作内容包括：跟踪航次动向、保障海陆联通、协调船舶靠港、落实航次宣传以及为“蛟龙”号试验性应用工作领导小组和海上现场指挥部提供技术支撑等。文章回顾了“蛟龙”号试验性应用航次陆基保障工作开展情况,分析了工作特点和存在问题,针对下一步多机构联合和多潜水器协同作业模式下的深远海科考航次特点,提出了陆基保障工作的数字化建设和保密机制建设初步设想。     

Path Following Control of A Deep-Sea Manned Submersible Based upon NTSM

In this paper, a robust path following control law is proposed for a deep-sea manned submersible maneuvering along a predeterminated path. Developed in China, the submersible is underactuated in the horizontal plane in that it is actuated by two perpendicular thrusts in this plane. The advanced non-singular terminal sliding mode （NTSM） is implemented for the design of the path following controller, which can ensure the convergence of the motion system in finite time and improve its robustness against parametric uncertainties and environmental disturbances. In the process of controller design, the close-loop stability is considered and proved by Lyapunov＇ s stability theory. With the experimental data, numerical simulations are provided to verify the control law for path following of the deep-sea manned submersible.     

一种基于改进蚁群算法的载人潜水器全局路径规划

当前关于使用蚁群算法解决载人潜水器路径规划问题的研究,往往只注重路径的长度和算法收敛速度,容易忽略路径点与障碍物之间的距离和路径的平滑度等要素。载人潜水器过于靠近障碍物航行时容易产生碰撞;按照不平滑路径行驶时,频繁地转向会降低航行效率。为解决这些问题,受人工势场法启发,文中在蚁群算法的概率选择环节引入障碍物惩罚因子φ和转向惩罚因子ψ,对路径点的选择加以限制。仿真测试表明,相比于传统蚁群算法和Dijkstra算法,该算法规划的路径与障碍物之间保持安全距离且转向次数更少,因此载人潜水器按照此路径航行时,安全性和航行效率更高。     

我国海洋测绘发展历程

介绍了我国海洋测绘的发展情况。主要从机构沿革、技术发展、测绘教育、科学研究、产品生产等方面进行了综述,并根据具有历史意义的事件,将新中国海洋测绘的发展历史概略地分为四个阶段,分段总结了海洋测绘的发展情况。     

海洋测绘信息数字平台系统应用研究

海洋测绘信息数字平台系统是海军出版社海洋测绘资料信息化建设项目,解决了制约数字化制图技术条件下海洋测绘资料管理、服务、保障手段落后这一技术瓶颈问题.详细介绍了海洋测绘信息数字平台系统功能及创新点,并就系统对海洋测绘成果管理建设的具体应用及效益进行详细分析和研究.     

2013年《海洋测绘》论文综述

针对2013年《海洋测绘》刊载的论文情况,从海洋测绘学科发展角度,通过对各专业论文发表情况的统计分析,对海洋测量、遥感影像处理、海图制图等专业的发展现状,进行了归纳总结和简要评述。旨在为广大测绘工作者提供参考。     

导航卫星在海洋测绘中的应用及其展望

回顾了卫星多普勒定位和GPS卫星定位技术在我国海洋测绘中的应用,进而展望了GNSS在下述几方面将成为海洋测绘未来应用的新亮点:导航卫星将为海洋强国建设发挥重大作用;GNSS三频接收机将为海域测量开创新篇章;GNSS导航卫星能够为机载激光测深系统提供更高精度的在航7维状态参数和3维姿态参数.     

CCD技术在海洋测绘领域中的应用

CCD技术指的是CCD器件及其应用技术,这种非接触的测量手段极其适合海洋测量.在测绘领域,摄像是CCD技术最基本的应用,通过对摄取图像的不同处理派生出不同的用途.介绍了CCD的工作原理,以具体实例探讨CCD在海洋测绘领域中的不同用途.