海洋所成功完成耦合式實時通訊潛標(biāo)系統(tǒng)深水布放和運行
7月26日至8月6日,中國科學(xué)院海洋研究所國家重點研發(fā)計劃項目“高可靠性實時通訊潛標(biāo)研發(fā)”項目組搭載2025年度規(guī)范化海上試驗航次,成功完成耦合式實時通訊潛標(biāo)系統(tǒng)在南海3700米水深布放工作,順利進入為期6個月的海上試驗運行,開展面向復(fù)雜海洋動力環(huán)境及高海況背景下的南海典型海洋動力過程水文生態(tài)要素長期觀測和綜合同步數(shù)據(jù)獲取任務(wù)。
在隨船現(xiàn)場專家組完成耦合式實時通訊潛標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)備部件齊全性和甲板工作性能檢驗后,項目組依據(jù)參試儀器海上試驗大綱,在船上人員的協(xié)助支撐下,依次進行了該系統(tǒng)通訊浮子、感應(yīng)耦合鏈Ⅰ、子浮體、感應(yīng)耦合鏈Ⅱ、主浮體Ⅰ、感應(yīng)耦合鏈Ⅲ、主浮體Ⅱ、感應(yīng)耦合鏈Ⅳ、錨泊纜系和錨碇裝置的布放。項目組一次性完成系統(tǒng)布放,布放后系統(tǒng)工作穩(wěn)定。航次期間,現(xiàn)場專家組依據(jù)《海洋儀器設(shè)備海上試驗管理規(guī)范》全程參與了參試設(shè)備的現(xiàn)場驗收海試過程,查驗了耦合式實時通訊潛標(biāo)系統(tǒng)下水前的外觀狀態(tài)、下水后的數(shù)據(jù)接收情況及功能實現(xiàn)等情況,并對感應(yīng)耦合儀工作穩(wěn)定性、感應(yīng)耦合傳輸纜性能、最大觀測水深、實時回傳頻率、數(shù)據(jù)回傳成功率、同步剖面最大觀測水深、儀器同步測量時間誤差和最大布放深度指標(biāo)進行了海上考核試驗和試驗過程執(zhí)行情況評價。經(jīng)現(xiàn)場專家查驗,設(shè)備部件與任務(wù)書要求一致;航次期間,4套感應(yīng)耦合儀工作穩(wěn)定、4根感應(yīng)耦合傳輸纜傳輸穩(wěn)定、實時回傳頻率為1小時、數(shù)據(jù)回傳成功率95%。實時傳輸最大水深1288米,設(shè)備最大觀測深度3181米,儀器設(shè)備設(shè)置同步開展測量工作,設(shè)備采樣周期1小時,最大布放深度3746米。參試設(shè)備儀器考核指標(biāo)滿足海試大綱規(guī)定的考核指標(biāo)要求。

圖1?耦合式實時通訊潛標(biāo)系統(tǒng)海上布放圖
“高可靠性實時通訊潛標(biāo)研發(fā)”項目由中國科學(xué)院海洋研究所牽頭,聯(lián)合多家單位,歷時近三年研發(fā)完成。項目團隊設(shè)計了適用于深海高海況的國產(chǎn)衛(wèi)星組合通訊方式,實現(xiàn)基于國產(chǎn)衛(wèi)星的高可靠通信;創(chuàng)新性開發(fā)了自主判斷內(nèi)孤立波和近慣性內(nèi)波等典型海洋動力過程的算法,實現(xiàn)了典型海洋動力過程的智能判斷和自適應(yīng)觀測,使系統(tǒng)具有常規(guī)、內(nèi)孤立波和近慣性波監(jiān)測的三種工作模式,并可根據(jù)需要自由切換;研制了穩(wěn)定可靠工作的耦合式溫鹽深儀、耦合式水溫儀、耦合式傳輸儀、多模態(tài)低功耗ADCP和系列生化傳感器等,通過4段接力耦合傳輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)了大深度水文和生化要素的綜合同步實時觀測。本項目得到中國科學(xué)院南海海洋研究所承擔(dān)的“易布放平臺類海洋儀器設(shè)備海上試驗”2025年度規(guī)范化海上試驗航次的大力支持。

圖2 耦合式實時通訊潛標(biāo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與控制流程圖
耦合式實時通訊潛標(biāo)系統(tǒng)的成功布放和運行,為后期順利完成項目驗收工作奠定了堅實基礎(chǔ)。目前,系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定,數(shù)據(jù)接收正常,將為深化對南海典型動力過程的科學(xué)認知提供關(guān)鍵的技術(shù)和數(shù)據(jù)保障,為我國防減災(zāi)和海洋環(huán)境安全保障提供支撐。
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