馬賁 余向軍

摘? 要：本文主要介紹了我國潛標技術(shù)的發(fā)展狀況，并結(jié)合實際工作經(jīng)驗，簡要分析了潛標系統(tǒng)在布放與回收實際作業(yè)過程中需要注意的一些問題。

關鍵詞：潛標系統(tǒng);海洋調(diào)查;布放;回收

引言：潛標技術(shù)是上世紀六十年代由一些海洋發(fā)達國家開始使用并發(fā)展起來的，潛標系統(tǒng)是對海洋水下環(huán)境進行長期、定點、多參數(shù)剖面觀測的儀器設備系統(tǒng)，是海洋立體監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，在海洋科學研究、海洋綜合利用和國防事業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。潛標系統(tǒng)系泊于海面以下，并可通過釋放裝置回收，具有獲取海洋水下環(huán)境剖面資料的能力，并具有觀測時間長、隱蔽性好、不易被破壞、測量不易受海面氣象條件影響等優(yōu)點，上世紀七十年代就在國外得到了廣泛的應用。

一、我國潛標技術(shù)的發(fā)展狀況

我國從上世紀六、七十年代開始潛標的研制工作，上世紀九十年代以來，隨著我國海洋科學研究、海洋綜合利用和國防事業(yè)發(fā)展的需要，我國對海洋環(huán)境監(jiān)測的力度不斷加強，對海洋水下環(huán)境監(jiān)測儀器設備的需求日益增強，潛標系統(tǒng)在我國也逐漸得到了較廣泛的應用。

1. 自持式剖面循環(huán)探測

“九五”期間我國開展了H/HQB型海洋潛標系統(tǒng)的研制工作，2000年完成海上試驗，同年通過設計定型審查，在我國南海北部及巴士海峽海域連續(xù)12次的實際使用中，系統(tǒng)回收率達到100%，獲取資料上千萬組，最大布放深度達到4700米，使我國的潛標技術(shù)進入了實際應用階段。該型潛標采用在主浮體上安裝ADCP的方法，解決了潛標主浮體以上淺表層海流測量問題;編制了潛標在海流作用下的姿態(tài)及系統(tǒng)張力計算軟件，可方便的進行潛標的設計計算;研制了潛標系統(tǒng)的關鍵儀器QFS1-2A型聲學應答釋放器，保證了系統(tǒng)回收的可靠性。

2. 防拖網(wǎng)坐底式海洋調(diào)查潛標

防拖網(wǎng)坐底式海洋調(diào)查潛標平臺是近年來國外發(fā)展起來的又一種淺海海洋調(diào)查裝備，布放于海底，利用安裝的ADCP，向上測量海流剖面，并可通過聲學釋放裝置和浮力塊進行回收。坐底式海洋調(diào)查潛標系統(tǒng)主要由防拖網(wǎng)底座、儀器設備安裝框架、浮力部件、聲學應答釋放器、釋放結(jié)構(gòu)、測量儀器、雷達信標機及聲學指令接收機等組成。我國跟蹤國際先進技術(shù)開展的防拖網(wǎng)坐底式海洋調(diào)查潛標系統(tǒng)研制工作成功解決了小型聲學應答釋放器、浮力部件和防拖網(wǎng)結(jié)構(gòu)件等的設計、制造等關鍵技術(shù)。

3.實時傳輸海洋潛標系統(tǒng)

在“十五”863國家高新技術(shù)發(fā)展計劃的資助下，國家海洋技術(shù)中心聯(lián)合中船重工集團710研究所開展了實時傳輸海洋潛標系統(tǒng)的研制工作。該潛標具備將海洋環(huán)境測量數(shù)據(jù)通過可自動補充的水面通訊浮標與衛(wèi)星雙向通訊，實時傳輸?shù)桨墩镜墓δ?。潛標系統(tǒng)可搭載ADCP、海流計、溫度鏈等海洋測量設備進行0-200m海流剖面測量和1000m溫鹽深流測量，最大使用海域水深4000m，水下服役期210天，測量數(shù)據(jù)的存儲能力大于210天。

三、潛標布放與回收時需關注的問題

潛標一般工作在水深4000-5000m的深海區(qū)域，工作時間大約幾個月到一年，潛標的布放和回收都有著復雜的流程，需要十幾個人經(jīng)過熟練的配合才能完成。

1.潛標系留姿態(tài)計算

目前，我國最常用的是H/HQB型海洋潛標系統(tǒng)。該系統(tǒng)可使用的深度較大，搭載海洋測量儀器種類較多，系統(tǒng)安全性較高，適用范圍廣。設計該型潛標系統(tǒng)需先大概了解目標海區(qū)水文狀況，對其底質(zhì)、水深、表層流速等要素進行必要的掌握，然后用潛標姿態(tài)計算軟件進行潛標系統(tǒng)系留姿態(tài)的詳細計算。

系統(tǒng)設計必須考慮整體的浮力、主浮體在海流作用下的偏移量及各層次海洋測量儀器的搭配，確保整個系統(tǒng)受力合理、姿態(tài)科學。

2.潛標系統(tǒng)布放時需關注的幾點問題

2.1 海洋測量儀器的調(diào)試

一套潛標系統(tǒng)搭載的海洋測量儀器有數(shù)十臺，且所處的層次、深度不同，因此布放儀器的適用水深范圍和測量范圍必須滿足觀測海區(qū)的水深變化范圍和所測要素的范圍，儀器布放前必須經(jīng)過計量檢定或校準，并保證在有效期內(nèi)，對不具備檢定和校準條件的，應當通過與傳統(tǒng)儀器或方法獲得的數(shù)據(jù)進行比對，以保證儀器的有效性和獲取數(shù)據(jù)的真實可靠。海洋測量儀器的工作環(huán)境惡劣，要求對儀器的各項參數(shù)、性能有較全面的掌握，防止儀器因銹蝕、漏液、殼體變形等導致的無法工作或數(shù)據(jù)質(zhì)量不可靠等問題。調(diào)試過程中還應注意檢查存儲介質(zhì)是否安裝到位，存儲空間是否足夠，盡量避免因存儲空間不足導致的資源浪費。

2.2儀器電池的檢查更換

每布放一套潛標系統(tǒng)都要花費相當大的人力物力，必須保證系統(tǒng)能有最大的產(chǎn)出。在深海長期值守的測量儀器中，電池技術(shù)一直是一個較大的瓶頸。許多時候就是因為電池續(xù)航能力不足而導致整個系統(tǒng)的設計使用時間被迫縮短，無法取得資源的最大利用率。工作人員布放前必須檢查儀器設備的電池電量，尤其是聲學應答釋放器等關系到整個系統(tǒng)能否成功回收的關鍵儀器設備，必須更換新電池，并在使用中充分考慮電池電量的其他原因消耗，給整個系統(tǒng)留有充分的電池余量。

2.3布放時水文氣象條件的影響

潛標系統(tǒng)布放實施前需要對海底進行掃測，選擇較為平坦、深度合適的海域進行布放。布放過程中都需要有較好的水文氣象條件。一般來說，海況需在三級以下，風速小于五級。海況較差時很容易造成布放失敗，給人員的安全也造成較大的威脅。表層流速過大時，會增大已下水部分的系統(tǒng)張力，給實施過程造成不必要的麻煩，從而影響布放進程。但是流速不能太小，防止已下水部分纏繞，造成儀器損壞或者達不到設計效果。因此，在表層流速過小時還必須與作業(yè)船密切配合，達到成功布放的目的。布放結(jié)束后，還應通過釋放器甲板設備與釋放器取得聯(lián)系，確定釋放器正常工作。然后通過“三點定位法”，確定系統(tǒng)所在的準確的經(jīng)緯度，以便于回收。

3.潛標系統(tǒng)回收過程中需關注的問題

潛標系統(tǒng)回收時需要的水文氣象條件與布放時相同。先利用布放時的“三點定位法”行駛至目標海域，通過釋放器甲板單元與潛標系統(tǒng)上的釋放器水下?lián)Q能器建立聲學通信，并發(fā)出釋放信號，釋放器接到信號后啟動釋放機構(gòu)使系統(tǒng)浮出水面，發(fā)現(xiàn)潛標系統(tǒng)浮出水面后開始打撈。儀器出水后必須先用淡水沖洗并擦拭干凈后，后立即利用電腦進行回放數(shù)據(jù)，及時存儲備份，然后關閉儀器并進行數(shù)據(jù)質(zhì)量分析。

三、結(jié)語

整體上看，我國的潛標技術(shù)發(fā)展較快，布放與回收等外業(yè)實施能力也有較大的進步，但我們在潛標系統(tǒng)的精密儀器設備制造、可靠性、布放深度、外業(yè)工作人力依賴程度上與國外還有著較大的差距。鑒于潛標技術(shù)在海洋環(huán)境監(jiān)測及國防上的重要用途，我們應更加積極的發(fā)展海洋潛標技術(shù)和海洋裝備建設。

參考文獻

【1】 《海洋潛標技術(shù)的應用與發(fā)展》 毛祖松 2001

【2】 《浮標、潛標技術(shù)及其發(fā)展》 國家海洋技術(shù)中心 2011

【3】 《海洋潛標系統(tǒng)的設計和應用》 李飛權(quán)等 2004

1中國海警局? 北京，? 100097

2海軍大連艦艇學院? 遼寧大連? 116018