海洋探測技術(shù)

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦海洋探測技術(shù)海洋探測技術(shù)

人類用科學辦法舉行海洋科學考察已有100余年的歷史，而大規(guī)模、系統(tǒng)地對世界海洋舉行考察則僅有30年左右?，F(xiàn)代海洋探測著重于海洋資源的應(yīng)用和開辟，探測食油資源的儲量、分布和利用前景，監(jiān)測海洋環(huán)境的變化過程及其規(guī)律。在海洋探測技術(shù)中，包括在海洋表面舉行調(diào)查的科學考察船、自動浮標站，在水下舉行探測的各種潛水器，以及在空中舉行監(jiān)測的飛機、衛(wèi)星等。

科學考察船

建筑專用科學調(diào)查船始于1872年的英國“挑戰(zhàn)者”號。該船長226英尺，排水量2300ｔ，使用風力和蒸汽作為動力。從1872年起，歷經(jīng)4年時刻圍繞航行，觀測資料包括洋流、水溫、天氣、海水成分，發(fā)覺了4700多種海洋生物，并首次從太平洋上撈取了錳結(jié)核。

1888~1920年，美國的“信天翁”號探測船測東太平洋。1927年德國的“流星”號探測船首次使用電子探測儀測量海洋深度，校正了“挑戰(zhàn)者”號繪制的別夠準確的海底地形圖。

據(jù)統(tǒng)計，70年代初全世界總共有科學考察船800多艘，10年后增加到1600艘，其中美國300多艘原蘇聯(lián)200多艘，XXX180多艘。

XXX海洋科學技術(shù)中心最近宣布，它們研制的無人駕駛深海巡航探測器"浦島"號，在３０００米深的海洋中行駛了３５１８米，制造了世界記錄。"浦島"號全長９.７米、寬１.３米、高１.５米、重７.５噸，水中行駛速度為４節(jié)，巡航速度為３節(jié)，最大潛水深度是３５００米，是這家海洋研究機構(gòu)的要緊設(shè)備之一。"浦島"號上安裝著高精度的導航裝置及觀測儀器，使用鋰電池作動力。這艘無人駕駛的深海探測器，使用無線通信手段向海面停泊的母船"橫須賀"號上傳送了用水中攝像機拍攝的深海彩XXX圖像。XXX海洋科學技術(shù)中心以為，這一裝置在世界上居率先地位。以這次航行試驗成功為基礎(chǔ)，海洋科學技術(shù)中心還打算開辟性能更高的無人駕駛深海探測器，同時使用燃料電池作動力源。

海洋科學調(diào)查船擔負著調(diào)查海洋、研究海洋的責任，是利用和開辟海洋資源的先鋒。它調(diào)查的要緊內(nèi)容有海面與高空氣象、海洋水深與地貌、地球磁場、海流與潮汐、海水物理性質(zhì)與海底礦貨物源（石油、天然氣、礦藏等）、海水的化學成分、生貨物源（水產(chǎn)品等）、海底地震等。其中極地考察和大洋調(diào)查等活動，為世界各國科學家所矚目。大型海洋調(diào)查船可對全球海洋舉行綜合調(diào)查，它的穩(wěn)性和適航性能好，可以經(jīng)受住大風大浪的突擊。船上的機電設(shè)備、導航設(shè)備、通訊系統(tǒng)等十分先進，燃料及各種日子用品的裝載量大，可以長時刻堅持在海上舉行調(diào)查研究。并且，這類船還具有優(yōu)良的控制性能和定位性能，以習慣各種海洋調(diào)查作業(yè)的需要。

海洋衛(wèi)星

衛(wèi)星技術(shù)在海洋開辟中的應(yīng)用十分廣泛。海洋衛(wèi)星在幾百千米高空能對海洋里許多現(xiàn)象舉行觀測。這是因為它有一些特別的本事。比如測量海水的溫度，用的算是遙感技術(shù)。當太陽發(fā)出的電磁波到達海面時，能量的分布是別均勻的。利用遙感技術(shù)就能夠幫助我們測量海面的溫度及其特征。數(shù)據(jù)經(jīng)電腦分析后，就可得到海面溫度的事情，最終打印成一張海面溫度分布圖。由于幾乎是同步觀測后得到的數(shù)據(jù)，因此觀測結(jié)果非常真實。

假如讓海洋衛(wèi)星來測量海浪的高度，就要用主動遙感技術(shù)。它就好似照相機使用閃光燈一樣。雷達成像系統(tǒng)算是一種主動微波遙感，它能夠用來測量海浪的高度。它是利用海面"粗糙度"別同的原理來舉行的。光波射到海面，假如海面沒有浪，就會呈現(xiàn)海平如鏡的狀態(tài)，即為光滑面。這時，從衛(wèi)星上發(fā)出的雷達波就會產(chǎn)生鏡反射，雷達接收別到回波。假如海面有波紋，就會變得"粗糙"，波紋越大，海面越"粗糙"，這時，雷達波就會向各個方向散射，產(chǎn)生漫反射，于是，雷達就會收到一部分回波。所以，波平如鏡的海面，在雷達正片上就顯得比較亮。依照回波信號的強弱以及雷達波的角度，經(jīng)過電腦就能夠算出海面的粗糙度，從而得知海浪的高度。

目前，海洋地質(zhì)調(diào)查和技術(shù)手段要緊有：利用人造衛(wèi)星導航和全球定位系統(tǒng)（GPS），以及無線電導航系統(tǒng)來確定調(diào)查船或觀測點在海上的位置；利用回聲測深儀，多波束回聲測深儀及旁測聲納測量水深和探測海底地形地貌；用拖網(wǎng)、抓斗、箱式采樣器、自返式抓斗、柱狀采樣器和鉆探等手段采取海底沉積物、巖石和錳結(jié)核等樣品；用淺地層剖面儀測海底未

固結(jié)淺地層的分布、厚度和結(jié)構(gòu)特征。用地震、重力、磁力及地熱等地球物理方法，探測海底各種地球物理場特征、地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源，有的還利用放射性探測技術(shù)探查海底砂礦。

潛水器

在人類制服海洋深處的征程中，潛艇立下了汗馬功勞。但是，即使是核潛艇，普通也只能在３００～４００米的海洋深處活動，面對占地表７７％以上面積的深于３０００米的海洋，人類制造了潛水器制服了深海。

1953年，法國人奧古斯特·皮卡德設(shè)計建成“的里雅斯特”號自航式沸水器，XXX1月23日由奧古斯特·皮卡德的寶貝兒子雅克·皮卡德以及另一名潛水員美國海軍上尉唐納唐·維爾什共同乘坐，闖蕩萬米深淵——馬里亞納海溝。創(chuàng)下了10916米的世界紀錄。深潛器到達萬米深的馬利亞納海溝，講明海洋差不多別再是人類的禁地。假如講７０年代往常人們熱衷于深潛器去深海底探險，追求下潛的深度探險，追求下潛的深度，這么，７０年代往后，人們便熱衷于把深潛器作科學研究和為海洋開辟服務(wù)，因而，深潛器的商業(yè)和科學應(yīng)用掀起了一具高潮。

潛水器既是深海探測的工具，又是舉行水下工程的重要設(shè)備。潛水器可分為載人潛水器和無人潛水器。

深潛器的最大生產(chǎn)廠家是美國的佩里公司，到１９８３年，它總共建筑了２４艘載人深潛器。法國的科邁克斯公司規(guī)模也別小，共造了２１艘。這共深潛器要緊用于海洋考察、探究、打撈、水下作業(yè)和救生，作業(yè)深度為２００～３００米。１９８８年，法國研制成可下潛６０００米的深潛器，可載３人，能直截了當考察世界９７％的洋底，可舉行攝影、錄像，還有兩只分不為７個和５個自由度的機械手，用來采集海底樣品。

１９８９年，XXX建筑了可達水深６５００米的深潛器“深海６５００號”，制造了載人深潛器水下６５２７米作業(yè)的世界紀錄。美國加利福尼亞的一家公司，已研制出“深海飛行”載人深潛器。它突破傳統(tǒng)，采納流體動力，下潛航行時像在水下飛翔，同時用新型陶瓷材料建筑。人們將用此種辦法建筑能潛至海洋最深處的新型深潛器。

近幾年來，除了鋼材外，人們又采納可塑聚甲基丙烯酸酯創(chuàng)造深潛器的耐壓殼和玻璃窗。如科邁克公司和深海工程公司創(chuàng)造的載人深潛器，都有圓形的丙烯酸耐壓殼，耐壓水深為６００0～１０００0米。另外，計算機技術(shù)的應(yīng)用對深潛器起到操縱和監(jiān)測的功能，有效地減輕了駕駛員的工作負荷，簡化了人工操給的標準。

人在地面上呼吸過程是在一具大氣壓力（１０１.３２５千帕）的條件下舉行的。人在水下潛水時，事情就別一樣了，他呼吸的是大于１個大氣壓的高壓空氣，且水深度越大，所呼吸的空氣壓力也越高。此刻，除了氧以外，氮氣等其他氣體也會進入血液。當潛水員上浮時，水壓減小，他所呼吸的空氣壓力也相應(yīng)減小，血液里的氧氣、氮氣等就開始離開血液。假如他上升得過快，氣體忽然釋放，就會形成小氣泡，像打開汽水瓶蓋的事情一樣。此刻，較大的氣泡會威脅心臟瓣膜的活動，較小的氣泡則會堵塞心腦血管，使?jié)撍畣T浮現(xiàn)意外。為了防止意外，潛水員只能徐徐上升，每上升一段就停一停，以便讓氮氣從他們的軀體組織流往血液，再從血液流入肺里，最終從肺細胞壁逸出體外。如此，上升盡管是徐徐的，但卻是保險的，氮氣徹底被清除了，血秘里不可能再有致命的氣泡浮現(xiàn)。

興許你會咨詢：既然潛水員非?？斓貜暮Ｑ笊詈突厣剿鎸砩@險，這么，要是潛水裝置出了故障，或者遇到某種緊急事情，必須馬上返回水面時，他別是惟獨死路一條了嗎？是的，這的確是別可回避的咨詢題。為此，人們設(shè)計了能夠調(diào)節(jié)壓力大小的減壓艙。當潛水員在水下遇到危急事情時，能夠讓他馬上返回，但必須立即進入減壓艙。惟獨如此，才干把他從死神手里挽救出來。減壓艙是一具密封的容器。當潛水員從海洋深處迅速返回并進入減壓艙后，必須把壓力調(diào)節(jié)到與他剛剛所呆的深處的壓力相同，就好似他沒有上升，照舊呆在海洋深處一樣。然后，再逐步地減壓，使他像在海洋里徐徐上升，一步一步地停留，壓力一點點地減小的事情一樣。

ＲＯＶ是一種無人駕駛的深潛器，它最初是由美國海軍在２０世紀６０～７０年代開辟的，它別需要人控制，經(jīng)過“臍帶”——繩纜由海面舉行控制、供應(yīng)電力和通信。它比載人深潛器要安全得多，廉價得多。

首先使用ＲＯＶ的是海洋氣產(chǎn)業(yè)。８０年代往后，ＲＯＶ進展十分迅速，１９９４年就建筑了２０多套。１９９５年以來，人們又熱衷于用電力遙控的小型ＲＯＶ推進裝置，有電

動的也有液壓的，或兩者結(jié)合。如今，ＲＯＶ已成為海洋石油開采的可靠工具。

為了提高聯(lián)系母船與深潛器之間的那根“臍帶”的強度，近來人們又使用了高強度的光纖系統(tǒng)，可用于６０００米的ＲＯＶ的動力和通信設(shè)備，這類深潛器叫做高級系統(tǒng)深潛器ＡＴＶ。如XXX人研制的“海溝”號。

還有一種別需要“臍帶”的自治式無人遙控深潛器。盡管它甩掉了那根令人麻煩的“臍帶”，依照指令或預先編好的程序舉行作業(yè)，活動自如。但由于成本較高，技術(shù)要求也較高，因此進展速度別快。

自８０年代以來，我國也開始了深潛器的研制，第一艘載人深潛器最大下潛深度達６００米。第一臺無人遙控深潛器于１９８５年底研制成功，潛深２００米。１９８９年，我國與XXX合作研制的ＲＯＶ投入水下作業(yè)，它由電腦操縱，能在水下完成自動定位和定航向，裝有５個功能機械手和水下攝影機，最大前進時度達２.５千米以上，最大水深２００米。我國還與XXX合作研制成作業(yè)深度為３００米的ＲＯＶ。

上海交通大學和水下工程研究所研制的“６０００米海底施曳觀看系統(tǒng)”，１９９８年赴太平洋舉行深海多金屬結(jié)核勘察工作，立下了赫赫戰(zhàn)功。它們也是ＲＯＶ的一員！

我國海洋探測技術(shù)

我國海域遼闊，是進展中的海洋大國。我國海域面積約300萬平方公里，有著豐富的海洋資源，為實現(xiàn)從海洋大國跨入海洋強國的目標，“863”打算在海洋技術(shù)領(lǐng)域分不設(shè)置了海洋監(jiān)測技術(shù)、海洋生物技術(shù)和海洋探查與資源開辟技術(shù)3個主題，以期為我國的海洋開辟、海洋利用和海洋愛護提供先進的技術(shù)和手段。以具有90年代海洋勘測國際先進水平的“海域于形地貌與地質(zhì)構(gòu)造探測系統(tǒng)”的開辟和研制為代表的多項選進的海洋控查與資源開辟技術(shù)，為我國海洋資源的開辟、利用、愛護，維護海洋權(quán)益，捍衛(wèi)國家主權(quán)提供了高精度的科學依據(jù)。

在“863”打算的推動下，我國在合成孔徑成像聲納、高精度CTD部面儀和定標檢測設(shè)備的研制和定標檢測設(shè)備的研制和近海環(huán)境自動監(jiān)測技術(shù)方面等重大技術(shù)上取得突破性發(fā)展，并已進入世界先進水平行列。經(jīng)過建立海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)及示范系統(tǒng)促進了上海等都市區(qū)域性社會經(jīng)濟的進展，并為建立我國整個管轄海域的海洋環(huán)境立體監(jiān)測和信息服務(wù)系統(tǒng)奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。在僅僅4年多的時刻里，我國沿海周邊地區(qū)差不多在全球海洋觀測系統(tǒng)框架下，初步建立起了從航天、航空、海監(jiān)船體監(jiān)測體系，從整體上提高我國海洋環(huán)境觀測監(jiān)測和預測預報能力。國家“863”打算及時增加并大力進展海洋領(lǐng)域的高技術(shù)，為我國走可持續(xù)進展道路起到了積極的示范作用。

國家“863”打算“海域地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造探測技術(shù)”專題科研人員歷時4年，日前完成了海底地形地貌的全覆蓋高精度探測技術(shù)，海洋深部地殼結(jié)要的探測技術(shù)，海洋深部地殼結(jié)構(gòu)的探測技術(shù)等5大課題。課題在實施過程中共獲9項創(chuàng)新技術(shù)，6項創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品，為更加深入地了解我國海域地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造，高精度地再現(xiàn)我國300萬平方公里海域的地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造提供了強有力的技術(shù)支撐。

“海洋地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造探測技術(shù)”以多波束系統(tǒng)全覆蓋高精度探測技術(shù)、深拖系統(tǒng)側(cè)掃和視像技術(shù)、雙船地震地殼探測技術(shù)的突破為重點，形成海底地形地貌控測技術(shù)、側(cè)掃視像技術(shù)、高精度導航定位技術(shù)、高分辨率地震探測技術(shù)、雙船折射/廣角反射地震技術(shù)、三維地震層析成像技術(shù)、海洋動態(tài)大地測量基準技術(shù)以及圖形技術(shù)、模式識不技術(shù)、自動成圖技術(shù)、人工智能解釋技術(shù)等的集成系列，帶動海洋地學調(diào)查技術(shù)和研究水平坦體上一具新臺階，達到90年代國際先進水平。

經(jīng)過典型海域的技術(shù)試驗，形成一整套最優(yōu)化的探測技術(shù)集成、成圖顯示技術(shù)集成和智能解釋技術(shù)集成的辦法系列，為區(qū)域海洋地質(zhì)調(diào)查，為我國大陸架和專屬經(jīng)濟區(qū)的專項調(diào)查提供高新技術(shù)支撐；為海區(qū)劃界、維護海洋權(quán)益和資源評價提供重要科學合胖市據(jù)。并先后研制開辟了海域地形地貌全覆蓋高精度探測技術(shù)系統(tǒng)，結(jié)束了我國無中、大比例尺海底地質(zhì)調(diào)查能力的歷史。開辟完成了多波束測深系統(tǒng)、深拖側(cè)掃視像系統(tǒng)和差分GPS導航定位系統(tǒng)，并配套完善了多波束測深系統(tǒng)的后處理系統(tǒng)，已具備作用距離800公里，實時動態(tài)定位精度優(yōu)于10米，可完成1：10萬～1：100萬任意比例尺的高精度海底地形地貌圖和三維立體圖的技術(shù)能力。

目前，該項技術(shù)成果已成功應(yīng)用到“我國專屬經(jīng)濟區(qū)和大陸架勘測”和“太平洋多金屬結(jié)

核和富結(jié)核殼礦區(qū)勘查”等方面，產(chǎn)生了明顯的社會和