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掩埋海底管道探测方法及新技术应用研究

在海洋油气资源开发中，最常用和有效的油气输运方法是使用海底管道进行输送，因此， 随着海洋油气资源的不断开发，海域内所铺设的海底管道数量越来越多，密度不断增高，种类越来越复杂。这些海底管线长期在海洋复杂环境下工作，出现悬空、平面位移、管体损伤等情况，与原始设计状态有很大差异，但未得到精确探测与校核，存在很多事故隐患，对环境和生产造成极大的威胁。因此，准确探明海底管道的状态和位置，评价其安全风险，对于预防和排除安全隐患非常重要。另一方面，我国的海底管道铺设历史已有数十年，目前早期的海底管道已经或者即将超过其设计使用年限，对于到期的海底管道处置提上议程，搁置海底肯定不是办法，最好的办法还是将其捞起后集中处置，为便于打捞，准确探明其位置和状态也非常必要。

  • 2022-02-10
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掩埋小目标声探测技术研究

近年来，高新技术在水雷武器中的应用，使得现代水雷隐蔽性更强、智能化程度更高、威胁更大。如，1991年的伊拉克海湾战争中，美舰“普林斯顿”号导弹巡洋舰被水雷重创，被引爆的水雷为意大利生产的MN103曼塔水雷，该雷体具有隐形和低剖面特性，布放后易被泥沙或海生物覆盖，使得现有传统的高频声纳和旁扫声纳难以发现。

  • 2022-02-10
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海底管道检测中侧扫声纳声波掠射角的优化设计

针对利用侧扫声纳检测海底管道时因其检测声影图像模糊而导致管道悬空高度检测误差过大的问题，提出了侧扫声纳声波掠射角优化设计的思路及方法。本文阐述了利用侧扫声纳对海底管道进行检测的工作原理，并利用海底管道和海底底质反向散射强度的计算公式探讨了声波在海底的反向散射强度、侧扫声纳声影图像的质量以及声波掠射角的取值这三者之间的关系对海底管道悬空高度h计算精度的影响，从理论上确定声波掠射角最佳取值范围的存在。通过工程实例的现场检测与比对试验，获得了在本试验所处海域环境中利用侧扫声纳检测海底管道时声波掠射角的最佳取值范围，对于类似的海底管道检测工程具有一定的指导意义。

  • 2022-02-10
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水下声传播的发展及其应用

近年来，随着人们对海洋的关注以及我国周边岛屿纷争等迫切的国际形势需求，水声环境特性研究的重要性越发突显出来，又一次成为研究的焦点。众所周知，在人们熟知的各种能量形式中，声波在水中传播性能最好，目前所知的其他能量形式无论是光波还是无线电波等，在水中传播衰减都非常大，不能满足人类海洋活动（如水下目标探测、水下通信）等方面的需要。水声环境特性是海洋环境对水下目标声信息特征的响应及其背景特性，其研究主要包括声传播特性、混响特性、海洋环境噪声特性以及作为声场环境条件的海洋学特性4个部分。其中水下声传播特性直接反映了声音在水中的传播过程，是水声环境特性研究的基础。水下声传播研究可以追溯到百余年前，1826年达·芬奇在日内瓦湖上利用喇叭状装置接收到15km处潜水钟发出的响声。

  • 2022-02-10
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物理海洋传感器现状及未来发展趋势

海洋观测技术作为海洋科学和技术的重要组成部分，在维护海洋权益、开发海洋资源、预警海洋灾害、保护海洋环境、加强国防建设、谋求新的发展空间等方面起着十分重要的作用，也是展示一个国家综合国力的重要标志。随着海洋观测技术的不断发展，作为各种观测要素的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件，传感器的作用日益突出。在“863”计划支持下，我国的物理海洋传感器取得了快速发展，初步形成了关键海洋观测技术装备的研发与生产能力，并已向深海观测和海底观测方向发展。我国物理洋观测传感器的进步，缩短了与国际先进水平的差距，基本形成了物理海洋传感器技术装备的生产能力，为国民经济建设和社会发展、为海洋科学的发展和国家海上安全保障，提供了重大技术支撑。

  • 2022-02-10
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声学浮标多功能的设计与实现

海上试验专用声学浮标是指布放于海上，具有水声通信、测量、定位等一种或多种功能的浮标体，由于其在水声测量方面的简便性，在海上试验中得到了广泛的应用。研究浮标多功能设计技术，在不增加体积的条件下，使其能实现更多的功能，规范浮标的设计技术和方法，对提高浮标的可靠性，节省存放空间、降低经费，意义深远。近几年，随着现代电子技术的发展，大规模集成电路、DSP、FPGA设计技术的应用越来越普遍，可以利用软件动态改变部件内部配置进行电路重构以实现系统的各种不同用途,这些技术的应用使海上试验声学浮标的多功能设计成为可能。

  • 2022-02-10
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水声通信及组网的现状和展望

水声 通信是海洋中无线信息传输的主要技术手段。水声通信技术在海洋环境监测、水下航行器/载人潜水器作业等方面有着广泛应用。水声通信及网络可灵活地用于不同的速率载荷、覆盖距离、水体深度、网络结构的情景，可广泛地应用于海洋环境观测，实现水下不同空间位置多个观测设备之间的信息交互。同时，水声信道传输状态多变、海洋作业环境恶劣，对通信算法和设备可靠性有较高要求，水声通信及组网成为目前的研究热点。水声通信网络在国外已有20a发展历史，开展较早且具有代表性的是美国的Seaweb网络。美国的Seaweb网络经过多年的试验，实现了多固定节点的组网、自适应节点路由初始化、潜艇和AUV的数据接入、利用固定节点对AUV定位、分簇网络等多种功能，在基于卫星浮标的远海观测网、港口近岸的水下侦查网络及军用水下航行器指令传输及定位等应用中展示了很好的应用效果和技术先进性。欧洲也开展了试验研究。

  • 2022-02-10
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固定式水声监视网及其展望

固定式水声监视网络，是一种长期或短时间临时布放在海洋中或海底的水声监视与探测系统，这种系统的处理中心在岸上或其他平台上，水下基阵布放在需要海域的一种装备，可以通过有线手段、水声通信手段、无线电浮标或卫星通信直接与处理中心或其他节点链接，其中长期固定布放在海底的水声监视系统又常被称为岸基声纳或简称岸站。固定式水声监视网络在反潜体系中可以用于源头监视和持续跟踪，是体系反潜的重要组成。下面介绍固定式水声监视网络，分析其优缺点及对未来发展进行展望。

  • 2022-02-10
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