2024年03月16日 星期六

直击西太科考 | 以国产化装备助力海洋地质事业高质量发展——大洋科考中的国产装备

作者:邢琮琮 李勇航 发布时间:2023-07-17
  编者按:为深入贯彻习近平总书记关于加快实现高水平科技自立自强的指示批示精神,加快推动海洋地质事业高质量发展,广州海洋地质调查局在西太平洋科考航次中投入使用了多种类、多专业的国产装备,其中包括自研导航定位软件、北斗导航定位终端、国产水下滑翔机以及国产海洋重力仪。系列国产装备在长达60天的航次调查中经受住了实践的检验,保障了海洋科考数据安全和地理信息安全,对推进软件装备国产化替代、解决“卡脖子”问题具有十分重要的意义。

  自主研发CMGNAV导航定位软件,实现连续稳定运行。导航定位是所有海洋调查的基础,广州海洋地质调查局导航团队基于VB语言完全自主设计开发了CMGNAV导航定位软件。该软件用户界面布局简洁,信息显示直观,支持多种导航数据格式接入,可实现测站测线设计、调用、多功能打点,并能实现船航迹、导航信息的显示和记录功能。特别地,该软件可实现网络远程操作,网络分发导航信息等功能,可较好地满足多种海洋调查任务需求。该软件在本航次大洋科考应用中实现了全程无出错运行、全数据记录,未来可逐步替代现有的国外Hypack等常用导航软件。
  首次应用无差分信号北斗导航终端,满足大洋调查需求、保障信息安全。我国海洋科考,特别是深远海科考,过去几乎都是使用GPS等差分定位系统,不仅服务费高昂,还存在泄漏地理信息的风险。随着我国北斗导航卫星系统技术的日渐成熟,应用我国自主研发的北斗导航终端已具备基础条件。科考人员根据海洋科考实际需求,联合导航公司对北斗导航终端进行无差分信号测试、数据分析。航次采集数据经过与进口接收机差分定位数据比对,显示北斗PPP单点模式静态精度误差值为1.2m,动态误差值仅为2.5m,定位持续稳定,完全满足深海大洋任务的精度要求。除可接收北斗定位信号外,该北斗导航终端还支持全星座全频段卫星信号跟踪,不用开通差分定位信号也能有效保障定位精度,成本大大节省、可靠性高。
  自主应用国产水下滑翔机,保障技术方法逐渐成熟。水下滑翔机具有高可靠、高安全、低噪音、长续航、部署便捷等优点,通过搭载多种传感器采取“W”型剖面滑翔模式可完成水文环境要素立体观测。在以往工作基础上,本航段科考人员进一步优化自主布放、回收水下滑翔机等实施细节,逐渐形成了一套实用的作业方法,积累了宝贵经验。本航段水下滑翔时间16天,总航程约325公里,采集剖面数据76个,获得了西太平洋海域宝贵的连续海洋水文环境要素数据。
  国产海洋重力测量仪器达到了国内一流、国际先进的水准。海洋重力测量因涉及矿产资源勘探、重力惯性导航、航空航天等领域,其相关设备及关键技术一直受国外限制。本航段使用国内完全自主研发的双轴平台式相对重力仪作为备用设备,全程60余天无间断采集深海重力测量数据。经全面对比分析,其交点均方差与漂移量等关键指标与国外GT-2M重力仪相近,达到了国内一流、国际先进的水准。实际应用表明,其可作为广州海洋地质调查局科考船重力测量的主力设备。通过进一步实践验证,国内自主研发的高精度重力仪有望摆脱国外技术封锁。
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