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你是否知道多波束?

2015年02月03日00:49    来源:科技日报    手机看新闻
原标题:你是否知道多波束?

  ■直击大洋34航次科考

  记者被安排在“大洋一号”科考船多波束实验室值班已有20多天,每天下午对着屏幕上的水深、波束数、发射号、航向、航速等数字感觉枯燥乏味。可当聊天时听到国家海洋局第二海洋研究所于晓果研究员说,多波束在寻找马航MH370发挥了重要作用时,一下子就来了兴趣。

  多波束全称“多波束海底地形地貌测量系统”。据设备负责人、国家海洋局第二海洋研究所工程师张国堙介绍,海底地形也和陆地一样,有山、谷和平原。多波束是一种利用声学反射原理探测海底地形地貌的声学调查设备。

  “大洋一号”上使用的是挪威康斯伯格公司生产的深海多波束系统。在“大洋一号”船底的导流罩内安装着两个各8米长的“大方阵”:发射阵和接收阵。该设备每次最多可形成191个声学波束,“这些波束到达海底后会根据不同的物性特征反射回不同的声波,根据时间、角度、声速等就可以计算出水深,了解探测区域的海底地形。”张国堙说。在2000米水深时,这台设备垂直精度能达到4米,水平精度50米。实时采集的数据会自动生成一张地形图,记者在多波束实验室看到一台电脑屏幕上显示着实时探测的海底地形。“冷色是比较深的区域,暖色是比较浅的区域。”张国堙说。对这些数据经过后期精细处理能得到更精准的海底地形图。

  于晓果介绍说,在海洋调查中用到的很多海洋技术和设备其实在生活中也发挥着很大作用。寻找马航MH370时,澳大利亚和我国的远洋船都使用船载多波束,后来美国提供的AUV(自主水下机器人)“蓝鳍金枪鱼”搭载的主要也是多波束和另一种声学设备侧扫声呐。“蓝鳍金枪鱼”由美国著名的海洋研究所伍兹霍尔研究所(WHOI)研制。与船载声呐相比,水下机器人能到海底200米左右的距离获取海底更精细的地形地貌数据。目前,承担MH370搜寻任务的荷兰辉固公司主要也是使用这些设备。

  “多波束可以探测海底的地形,同时,由于对海底不同物质的回波反射特征不同,比如沉积物、岩石、飞机金属残骸以及沉船等,其回波信号特征各不相同,可以为海底搜寻提供参考。”张国堙介绍,一般先使用船载多波束探测事故区域的海底地形,再布放自主水下机器人进行精细寻找。2009年,从巴西里约热内卢飞往法国巴黎的法航AF447客机在大西洋失事,2年后在大西洋底找到飞机残骸。后来公布的事故报告显示,在飞机残骸搜寻过程中,多波束发挥了重要作用。

  张国堙介绍说,“二战”后海洋声学设备进入快速发展阶段,军用潜艇等开始安装一些声学设备探测海底地形地貌,1977年在美国首次出现多波束。现在各国的调查船、勘探船等一般都安装多波束,在大陆架划界、海底资源开发等问题上发挥重要作用,此外,在水下考古、打捞沉船、探鱼等方面多波束也发挥着不可替代的作用。目前,生产多波束设备的主要是挪威、丹麦等北欧国家,但一项2008年的统计数据显示,全球多波束设备仅有1300套,其中深水多波束200套。

  (科技日报西南印度洋“大洋一号”2月2日电)

(来源:科技日报)



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