“蛟龍”號載人潛水器下潛到水下以后,既沒有公路上的標志,又沒有GPS導航,那如何確定“蛟龍”號在水中的位置?
在“蛟龍”號駛向南海執(zhí)行首個試驗性應(yīng)用航次的途中,記者采訪了中國科學院聲學研究所研究員、航次現(xiàn)場指揮部成員朱敏,他告訴記者,“蛟龍”號水下定位主要靠兩套聲學定位系統(tǒng):超短基線和長基線定位系統(tǒng)。
在超短基線系統(tǒng)中,母船上安裝了一套定位設(shè)備,“蛟龍”號上安裝了一個信標。當潛水器入水后,母船和“蛟龍”號上一對精確同步的時鐘同時觸發(fā)母船上的定位設(shè)備和“蛟龍”號上的信標。母船上有一套可升降聲學陣,上面有4個聲學接收換能器可以接收到信標發(fā)射的信號,通過分析4個信號,可以計算出信標與母船的距離、方位角和傾角,進而計算出信標在水下的位置,也就是潛水器在水下的位置。
長基線定位需要在海底投放不少于3個信標,“蛟龍”上的長基線收發(fā)機定時發(fā)射一個詢問信號,各信標收到后回答一個信號,收發(fā)機根據(jù)應(yīng)答的時間來確定各信標與“蛟龍”號的距離,再通過幾何解算來確定潛水器的位置。
“長基線比超短基線定位精確度更高。”朱敏說,“距離越遠,超短基線定位的誤差就越大,通常誤差在2‰至1%,如果下潛7000米,誤差可能達百米,而長基線精確度可達到1米左右。長基線的缺點是需要投放信標,費時費力,作業(yè)區(qū)域固定,而超短基線則比較靈活,精度能夠滿足多數(shù)應(yīng)用的需要。因此將根據(jù)作業(yè)任務(wù)的特點來確定用哪種定位方式。”
據(jù)了解,在1000米至7000米的海試過程中,“蛟龍”號主要用超短基線進行定位,在7000米海試前對長基線進行了測試。在即將進行的首個試驗性應(yīng)用航次中,將使用長基線定位系統(tǒng),以期使“蛟龍”號的定位系統(tǒng)更為精確。
“蛟龍”號首個試驗性應(yīng)用航次于6月10日起航,共分為3個航段,第一航段在南海開展定位系統(tǒng)試驗,同時兼顧“南海深部科學計劃”開展科學研究,包括對海底生態(tài)系統(tǒng)、生物和地形等進行調(diào)查;第二和第三航段分別在東北太平洋中國多金屬結(jié)核勘探合同區(qū)和西北太平洋富鈷結(jié)殼勘探申請區(qū)開展近底生物調(diào)查、地質(zhì)取樣、海底攝像和海底沉積物劑量反應(yīng)試驗等,預(yù)計需要113天。