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■本報記者 周熙檀
  11月14日,“潛龍一號”從廣州回到中科院沈陽自動化所的“家”。當地時間10月1日至12日,“潛龍一號”根據中國大洋協會和國際海底管理局關于國際海底多金屬結核礦區勘探合同需要,對東太平洋我國多金屬結核礦區進行了試驗性應用探測。
  拋繩、撈繩、回收、獲取地形圖……這些是在12天應用性試驗中,“潛龍一號”所執行的一些規定動作。在看似簡單的動作背后,隱含著大量復雜、技術含量高的工作,而這些工作的圓滿完成則是技術協同、數據融合的結果。
一個最精簡團隊
  “潛龍一號”是中國國際海域資源調查與開發“十二五”規劃重點項目之一,是中國自主研發、研制的服務于深海資源勘察的實用化深海裝備。
  從2011年年底立項以來,“潛龍一號”在研制完成后已經歷過實驗室測試、湖試、海試。在開展大洋應用性試驗前,“潛龍一號”總設計師、中科院沈陽自動化所副研究員徐會希已胸有成竹,而副總設計師、中科院聲學所副研究員張方生也對自己所負責的聲學探測設備和系統充滿信心。
  當地時間10月1日,“潛龍一號”從美國夏威夷出港,海況很差。在此后的兩天里,項目組成員“躺在床上什么都干不了,站起來就吐”。
  然而,到了工作區和工作時間段,他們就必須進入工作狀態。徐會希說:“痛苦的時候我們就硬挺著,干一會兒歇一會兒?!?/div>
  項目組共9人,其中6人來自沈陽自動化所,2人來自聲學所,還有1位來自哈爾濱工程大學?!斑@是最精簡的團隊,以往作業大都是20人左右?!毙鞎Uf,面對海況惡劣、時間人員有限、作業量大等困難,項目組每個人都全身心投入。
  在應用性試驗的12天里,“潛龍一號”在太平洋下潛7次,在我國5000多米多金屬結核詳細勘探區近海底潛行作業近30小時,完成聲學微地形地貌調查測線92.1公里。
一組高難度動作
  我國6000米AUV(無人無纜潛器)最早研發者之一、中科院沈陽自動化所研究員劉健介紹說,和“蛟龍”號載人潛水器及“海龍”號無人遙控潛水器相比,“潛龍一號”智能化水平更高,可以真正實現自主導航、自主作業以及自我保護。
  也就是說,“蛟龍”號載人潛水器適合于定點或小區域作業,而“潛龍一號”等AUV由于無人下水自主工作,工作范圍更大。
  “潛龍一號”采用了很多新技術,例如布放回收、自主導航等。徐會希特別介紹了無人下艇回收技術,“潛器的回收是十分重要的環節,以往我們回收需要蛙人下水,或者劃橡皮艇對AUV進行鉤掛,有一定的危險性”。
  10月2日6時,“潛龍一號”大洋深潛首秀。
  幾個小時后,水面監控系統向潛水器拋繩器發出無線電指令。一條細細的牽引繩從潛水器艏部拋出,落在水面上。與此同時,前端裝有撈繩器的繩索從船上拋向海面,穩穩地勾住牽引繩,順利回收潛器。
  拋繩—撈繩—回收,一系列簡單的動作,承載著一代科研人員的夢?!拔覀円恢痹趪L試解決,但這是復雜工程,每一步細節都需要多方驗證?!毙鞎Uf,這是組合動作,整個回收過程要100%可靠。
  從5月份海試到本次應用性試驗,“潛龍一號”14次布放回收都獲得了成功。無人下艇回收潛器,不分晝夜,在不大于四級海況下均可實現。
  除了布放回收的成功外,“潛龍一號”自主運動控制、高精度水下定位以及探測功能均正常,說明“潛龍一號”在總體集成、深海導航及定位監控、高智能控制、深海探測、多聲學設備協調等技術難點上實現了突破。
一張高質量地圖
  “潛龍一號”已經獲得了約33平方公里的海底微地形地貌數據以及相應的溫、鹽等物理海洋數據。
  用戶拿到手的只是一張地形圖,但為了獲得這張圖,需要全系統正常工作和復雜的數據融合。
  “聲吶只能獲得相對聲吶陣面的海底位置信息,如果載體偏轉或受到環境影響,就會產生誤差,后期須對這些誤差進行修正?!敝锌圃郝晫W所副研究員劉曉東說,這需要高測量精度傳感器和優良的聲吶信號處理算法的配合,還要求潛器定位準確度高、載體航跡與航姿平滑穩定。
  “高效獲得高質量地形圖一直是我們的攻關方向?!眲詵|說,此次該聲吶系統屬首次獲得基于AUV平臺長距離梳形航跡的探測資料,這部分資料將促進國產AUV版本聲吶地形快速處理軟件包的開發與完善工作。
  “‘潛龍一號’有能力完成對全球97%海域的探測,未來還將承擔更多的探測任務,將在我國未來海洋開發應用中發揮更大作用?!眲⒔≌f。
  《中國科學報》 (2013-11-21 第1版 要聞)
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