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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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加拿大“海王星”海底观测网

加拿大“海王星”海底观测网（NEPTUNE-Canada）是世界首个深海海底大型联网观测站，位于东太平洋的胡安·德·夫卡板块最北部。它以板块构造运动、海底下的流体、海洋生物与气候、深海生态系统为科学目标，通过海底光缆连接安装在海底的仪器设备，进行实时、连续的观测，并通过光电缆将观测信息传回陆地实验室。此外，NEPTUNE-Canada还具有崭新的管理运行形式和开放的数据管理模式，非常值得我国开展海底观测网建设时加以借鉴。

  • 2022-02-10
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说说我国的深海探测

海面1000米之下就属于深海，阳光无法到达那里，人们熟知的光合作用无法在深海海底进行。然而科学家早已发现，深海海底并非一片死寂。20世纪70年代，随着海底热液和热液生物群的发现，科学家们意识到，“万物生长靠太阳”总的来说没错，但在海底，地球内部散发的热量或许替代了阳光，成为海底“黑暗生物圈”的能量之源。

  • 2022-02-10
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海底观测系统及其实例

在北京人民大会堂召开的第十二届全国人民代表大会第四次会议上，公布了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要（草案）》。根据《纲要（草案）》，“十三五”时期，我国将计划实施100个重大工程及项目，其中涉海工程就包括“逐步形成全球海洋立体观（监）测系统”。可喜的是我国的有关大专院校及科研机构已经相继迈出了第一步，其中就包括同济大学牵头的东海小衢山海底观测网试验站、浙江大学牵头的摘箬山岛海底试验系统及中科院南海海洋研究所牵头的三亚海底观测示范系统，等等。计划针对我国周边典型海域的特点，在我国东海和南海建立海底长期观测系统。相信随着我国相关科技水平的不断提高，在海底设立观测网将会成为我国海洋科学发展的新标记。国外的海底观测网建设已经走过了20多年，其中美国和加拿大的海底观测网技术比较成熟，日本及欧洲也正在完善中。那么，借鉴国外的成功经验，不断完善我国海底观测网的相关技术，就是编发本文想要达到的目的。

  • 2022-02-10
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