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大洋钻探孔内长期观测系统发展及其在地震监测中的作用
1
作者 崔淑英 宋刚 +3 位作者 田英英 邵玉涛 陈晓君 陈根龙 《钻探工程》 2025年第5期1-9,共9页
大洋钻探孔内长期观测系统的应用为多学科研究提供了珍贵资料。本文全面梳理了大洋钻探实施以来各类孔内长期观测系统,着重剖析日本“地球号”配备的Smart Plug、Genius Plug微型观测系统及LTBMS长期观测系统的结构与安装详情。这些系... 大洋钻探孔内长期观测系统的应用为多学科研究提供了珍贵资料。本文全面梳理了大洋钻探实施以来各类孔内长期观测系统,着重剖析日本“地球号”配备的Smart Plug、Genius Plug微型观测系统及LTBMS长期观测系统的结构与安装详情。这些系统能捕捉到风暴、海啸及地震信号,LTBMS联网数据还可以揭示孔隙压力变化与地壳变形的关联:通过分析Smart Plug监测的温压数据可研究瞬变压力与地震、海啸的关系;对比不同系统的压力数据能判断地壳是否变形;综合多个联网孔内观测系统数据有助于探索地震孕育机制。深入探讨这些系统的作用及日本的实践经验,对我国相关系统的研发具有重要启示,对深入认识地球构造演化和地震活动规律有重大意义。 展开更多
关键词 大洋钻探 孔内长期观测 地震监测 Smart Plug Genius Plug LTBMS
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基于RShipDet与Sentinel-2的南沙群岛船只时空分异特征
2
作者 洪晓润 苏奋振 付东杰 《地理与地理信息科学》 北大核心 2025年第3期43-52,共10页
分析南沙群岛的船只时空分异特征可揭示南沙人类活动范围和强度,并为维护南沙生态安全及渔业可持续发展提供决策支持。基于RShipDet(Rotated-Ship Detector,RShipDet)模型检测南沙群岛岛礁海域2019—2022年船只分布,采用数理统计、空间... 分析南沙群岛的船只时空分异特征可揭示南沙人类活动范围和强度,并为维护南沙生态安全及渔业可持续发展提供决策支持。基于RShipDet(Rotated-Ship Detector,RShipDet)模型检测南沙群岛岛礁海域2019—2022年船只分布,采用数理统计、空间点密度和地理要素空间分布相似性估计方法,揭示南沙群岛各型船只时空分布规律,探究岛礁船只数量和规模异常原因。结果表明:①南沙群岛船只时空分布格局稳定,船只主要分布在九章群礁、郑和群礁和中业群礁(点密度>50艘/(度^(2)·年)),而东北和南部的群礁和浅滩船只点密度较小(<1艘/(度^(2)·年));②岛礁平均船只长度与船只点密度呈正相关(R^(2)=0.33,P<0.05),大型船只(>100 m)数量占比提高,中、小型船只(≤100 m)数量下降,二者空间分布相似度较低(<3%);③新冠疫情发生后,研究区约70%岛礁的船只数量下降,少量岛礁船只数量上升,传统节日和休渔期显著影响船只活动规律,“海上避风港”的船只数量与台风强度有关。 展开更多
关键词 南沙群岛 船只检测 船只尺寸 时空分异
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深海土体对驻留基站竖向位移影响的分析
3
作者 吴哲 徐孟涛 +2 位作者 国铭元 羊云石 国振 《中国造船》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页
针对我国南海海域,调研并汇总深海海相土的基础物理性质,开展深海海相土体强度属性的土工测试,推导了4 000 m水深的海相土强度特征。在此基础上进行深海基站着陆及压载阶段的位移分析,并研究其在驻留过程受海床土体固结效应影响的长期... 针对我国南海海域,调研并汇总深海海相土的基础物理性质,开展深海海相土体强度属性的土工测试,推导了4 000 m水深的海相土强度特征。在此基础上进行深海基站着陆及压载阶段的位移分析,并研究其在驻留过程受海床土体固结效应影响的长期沉降。结果表明:深海基站在着陆及压载过程中,其竖向沉降与海床强度、基站质量、投放速度以及支撑脚边长呈现显著的相关性,将支撑脚边长从20 cm增大至30 cm可使基站沉降量降低约50%。随着压载质量的增大,基站在长期驻留期间的累积沉降也随之增大,达到驻留稳定所需要的时间也越长。受海床土质属性的影响,基站在软黏土海床中的累积沉降显著高于硬黏土海床。 展开更多
关键词 深海基站 岩土力学 土体固结 竖向沉降
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基于分数阶自抗扰的水下滑翔机运动控制研究
4
作者 马玉印 王娜 +1 位作者 丁军航 李沛 《机械制造与自动化》 2025年第3期250-253,300,共5页
水下滑翔机对黑潮等强流进行观测时,其运动轨迹往往会受到严重的影响。为此,针对黑潮流域内水下滑翔机的轨迹跟踪控制问题设计一种分数阶自抗扰控制器,并对其中的扩张状态观测器进行改进。以海燕II为研究对象,在考虑洋流的情况下推导并... 水下滑翔机对黑潮等强流进行观测时,其运动轨迹往往会受到严重的影响。为此,针对黑潮流域内水下滑翔机的轨迹跟踪控制问题设计一种分数阶自抗扰控制器,并对其中的扩张状态观测器进行改进。以海燕II为研究对象,在考虑洋流的情况下推导并搭建其数学模型,设计一种改进的分数阶自抗扰控制器并对其跟踪控制效果进行仿真验证。仿真结果表明:改进后的分数阶自抗扰控制器能够在一定程度上提高海燕II在黑潮流域内运动时的跟踪精度。 展开更多
关键词 分数阶自抗扰控制 扩张状态观测器 水下滑翔机 黑潮 运动控制
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水下光子计数三维成像激光雷达系统研制及实验验证
5
作者 王章军 于洋 +3 位作者 叶丁木 李辉 陈超 于长新 《山东科学》 2025年第3期64-71,共8页
水下三维成像激光雷达在海洋资源开发中具有重要作用,但现有系统普遍存在体积庞大、功耗高等问题。基于此提出一种基于光子计数技术的小型化解决方案,采用单点测距与二维扫描结合的三维成像方案,研发紧凑型水下光子计数三维成像激光雷... 水下三维成像激光雷达在海洋资源开发中具有重要作用,但现有系统普遍存在体积庞大、功耗高等问题。基于此提出一种基于光子计数技术的小型化解决方案,采用单点测距与二维扫描结合的三维成像方案,研发紧凑型水下光子计数三维成像激光雷达。通过优化光路与机械设计,研制出直径165 mm、长340 mm的小型化系统,显著提升便携性与水下适应性;基于现场可编程门阵列(FPGA)设计双轴同步扫描控制方法,实现纳秒级扫描精度,确保发射脉冲与被测目标点精准匹配。在实验室水槽验证了系统具有明显优于3.1个衰减长度的探测能力。利用该系统对推进器模型进行水下三维成像,验证了系统具有厘米级的测距精度,其兼容性强,可集成于多种水下移动平台,在海底地形测绘、水下文化遗产探测、水下目标识别等领域具有应用潜力和发展前景。 展开更多
关键词 水下探测 三维成像 激光雷达 小型化
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基于改进四元基阵的超短基线定位系统研究
6
作者 何旭涛 谢龙 +3 位作者 徐海宁 李渊 张磊 王剑波 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第3期592-599,共8页
超短基线设备由于尺寸小、使用灵活,在水下定位时得到了广泛应用。为了消除超短基线系统长距离测距的相位模糊问题,提出了一种改进传统的四元基阵,有效地解决了相位模糊问题,并提高了定位精度。同时,为了提高测量的基元间相位差的精度,... 超短基线设备由于尺寸小、使用灵活,在水下定位时得到了广泛应用。为了消除超短基线系统长距离测距的相位模糊问题,提出了一种改进传统的四元基阵,有效地解决了相位模糊问题,并提高了定位精度。同时,为了提高测量的基元间相位差的精度,通过扩展卡尔曼滤波对声波信号进行了降噪。仿真验证的结果表明,相对于传统基阵,改进的四元基阵将定位精度提升了将近一个数量级,且相对于改进的八元基阵有效减小了基元数。 展开更多
关键词 超短基线系统 水下定位 四元正交基阵 扩展卡尔曼滤波
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蛟龙号载人潜水器的7000米级海上试验 被引量：41
7
作者 崔维成 刘峰 +3 位作者 胡震 朱敏 郭威 刘诚刚 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第10期1131-1143,共13页
蛟龙号载人潜水器研制是国家863计划重大专项之一,其目标是建造出一台可以执行规定使命任务的产品。海上试验是载人潜水器重大专项的关键阶段,2009年8～10月、2010年5～7月和2011年7～8月,分别完成了1000米、3000米和5000米级的海上试... 蛟龙号载人潜水器研制是国家863计划重大专项之一,其目标是建造出一台可以执行规定使命任务的产品。海上试验是载人潜水器重大专项的关键阶段,2009年8～10月、2010年5～7月和2011年7～8月,分别完成了1000米、3000米和5000米级的海上试验任务。文章主要介绍了在2012年6月3日～7月16日之间完成的7000米级海上试验,内容包括海上试验的基本情况、海试取得的主要技术和应用成果、海试过程中发现的故障及处理情况以及对今后投入应用的启示,最后给出7000米级海上试验的主要结论。 展开更多
关键词 蛟龙号 载人潜水器 海上试验 技术成果 故障处理 海试结论
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蛟龙号载人潜水器的5000米级海上试验 被引量：21
8
作者 崔维成 刘峰 +3 位作者 胡震 朱敏 郭威 王春生 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期1-14,共14页
“蛟龙”号载人潜水器研制是国家863计划重大专项之一，其目标是建造出一台可以执行规定使命任务的产品。海上试验是载人潜水器重大专项的关键阶段，2009年8～10月和2010年5～7月，分别完成了1000m和3000m级的海上试验任务。论文主要介... “蛟龙”号载人潜水器研制是国家863计划重大专项之一，其目标是建造出一台可以执行规定使命任务的产品。海上试验是载人潜水器重大专项的关键阶段，2009年8～10月和2010年5～7月，分别完成了1000m和3000m级的海上试验任务。论文主要介绍了在2011年7月1日～8月18日之间完成的5000m级海上试验，内容包括海上试验的基本情况、海试取得的主要技术成果、海试过程中发现的故障及处理情况以及对今后技术改进的启示。最后给出5000m级海上试验的主要结论。 展开更多
关键词 蛟龙号 载人潜水器 海上试验 技术成果 故障处理
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ROV中继器的应用研究及发展趋势 被引量：14
9
作者 赵俊海 张美荣 +3 位作者 王帅 沈丹 尹汉军 刘涛 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期222-232,共11页
缆控潜水器(ROV)是水下机器人的一种,是能够在水下环境中长时间作业的高科技装备。中继器是用于储存和收放中性缆的装置,用来消除或减小来自水面母船运动对ROV的影响,并增大ROV的作业半径。它对于保证ROV的安全及作业具有重要的作用。... 缆控潜水器(ROV)是水下机器人的一种,是能够在水下环境中长时间作业的高科技装备。中继器是用于储存和收放中性缆的装置,用来消除或减小来自水面母船运动对ROV的影响,并增大ROV的作业半径。它对于保证ROV的安全及作业具有重要的作用。论文简要地介绍中继器的分类和系统组成,阐述中继器的作用和主要功能,分析了国内外中继器的应用现状,提出了中继器设计中应解决的关键技术,最后,对中继器技术的未来发展趋势做出展望。期望通过这些介绍能对从事这一领域研究的科研技术人员起到一定的指导作用,为我国深海水下载人/无人潜水器的设计提供依据和参考。 展开更多
关键词 船舶、海洋工程 缆控潜水器(ROV) 单人常压潜水系统(ADS) 中继器(TMS) 中性缆绞车 同步输送机构 啮合器
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初始缺陷对深海载人潜水器耐压球壳塑性稳定性影响 被引量：19
10
作者 王仁华 俞铭华 +1 位作者 李良碧 王自力 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2005年第4期111-115,共5页
载人深潜器耐压球壳是中厚度壳结构,当结构发生失稳时,球壳结构的局部部位因为材料达到屈服极限而发生了塑性变形。将有限元分析与经典理论相结合,研究弹性屈曲模态缺陷、局部缺陷以及球壳整体圆度和厚度偏差对中厚度球壳结构的塑性稳... 载人深潜器耐压球壳是中厚度壳结构,当结构发生失稳时,球壳结构的局部部位因为材料达到屈服极限而发生了塑性变形。将有限元分析与经典理论相结合,研究弹性屈曲模态缺陷、局部缺陷以及球壳整体圆度和厚度偏差对中厚度球壳结构的塑性稳定性的影响。计算结果表明中厚度球壳结构对初始缺陷并不很敏感,对球壳结构当局部缺陷范围刚好达到临界弧长时结构的承载力最弱。通过缺陷结构和完善结构的极限承载力比较,提供了初始缺陷影响曲线。 展开更多
关键词 载人深潜器 中厚度耐压球壳 塑性稳定性 临界载荷 初始缺陷
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激光水下偏振特性用于目标图像探测 被引量：15
11
作者 王海晏 杨廷梧 安毓英 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期9-13,共5页
利用激光水下偏振特性获得偏振差分图像 (PDI) ,并运用PDI技术 ,从理论和实验上对水下目标探测进行了研究 .介绍了PDI基本概念和实验系统原理 ,然后比较分析了不同条件下普通图像与PDI在辨别目标距离及其纹理上的差别和PDI中背景偏振光... 利用激光水下偏振特性获得偏振差分图像 (PDI) ,并运用PDI技术 ,从理论和实验上对水下目标探测进行了研究 .介绍了PDI基本概念和实验系统原理 ,然后比较分析了不同条件下普通图像与PDI在辨别目标距离及其纹理上的差别和PDI中背景偏振光的影响 ,得出利用目标和背景偏振光的差异区分二者 ,从而提高探测距离的结论 ,并取得了较好的效果 .在此基础上提出了通过处理有关PDI偏振参量来进一步辨别目标与背景的设想 . 展开更多
关键词 偏振特性 目标图像探测 激光探测 偏振差分图像 扭曲向列相液晶 偏振光强度 PDI 水下目标
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海洋潜标系统的设计和应用 被引量：29
12
作者 李飞权 张选明 +1 位作者 张鹏 沈高山 《海洋技术》 北大核心 2004年第1期17-21,共5页
介绍了在海洋潜标系统设计和应用中 ,在仪器配置、受力和姿态分析以及系统连接等方面应注意的主要问题 。
关键词 海洋潜标系统 受力分析 姿态 机构连接 海洋环境监测
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全海深大视场超高清光学系统设计 被引量：13
13
作者 姜洋 全向前 +3 位作者 杜杰 邢妍 吕深圳 孙强 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2289-2295,共7页
为满足我国深海成像设备需求,针对水下光学像差特点完成了全海深大视场光学成像系统设计。根据深海系统使用环境,对光学参数与结构形式进行了分析与探讨;采用常用玻璃及球面透镜设计,完成了小型化低成本高性能的光学设计实例;通过控制... 为满足我国深海成像设备需求,针对水下光学像差特点完成了全海深大视场光学成像系统设计。根据深海系统使用环境,对光学参数与结构形式进行了分析与探讨;采用常用玻璃及球面透镜设计,完成了小型化低成本高性能的光学设计实例;通过控制光线角度来提高光学系统能量利用率。选用YAG透明陶瓷为抗压窗口材料,通过有限元力学分析仿真获得形变与抗压阈值。通过ANSYS软件分析窗口与支撑结构,设计满足全海深11000 m使用环境(120 MPa)要求。光学系统的工作波段为410~630 nm,视场角达80°,相对孔径为1/2.8,全视场MTF>0.3(@91 lp/mm)。该系统成像质量及光学窗口抗压性均满足深海成像科考需求。 展开更多
关键词 光学设计 水下成像 大视场 海水光学特性
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水下滑翔机李雅普诺夫稳定性分析 被引量：8
14
作者 赵宝强 王晓浩 +1 位作者 姚宝恒 连琏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期83-87,共5页
水下滑翔机作为一种新型的水下机器人利用了水平固定翼将净重力转换为前进驱动力,从而降低了水下机器人的功耗,在海洋科学研究、环境监测、资源探测和军事侦察等方面都具有广阔的应用前景。为了得到实际水下滑翔机稳定性与设计参数和控... 水下滑翔机作为一种新型的水下机器人利用了水平固定翼将净重力转换为前进驱动力,从而降低了水下机器人的功耗,在海洋科学研究、环境监测、资源探测和军事侦察等方面都具有广阔的应用前景。为了得到实际水下滑翔机稳定性与设计参数和控制参数之间的关系,将已建立的水下滑翔机一般数学模型应用于具体的实际水下滑翔机上。在此基础上将模型线性化,结合李雅普诺夫稳定性第一定理和第二定理,分析出水下滑翔机定常运动的动态稳定性随设计参数(初稳性高)和控制参数(姿态调节控制量)变化的规律。为水下滑翔机器人的设计和控制提供理论依据。 展开更多
关键词 水下滑翔机 运动稳定性 李雅普诺夫定理 运动控制 动力学模型 初稳性高 直线定常运动 螺旋定常运
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多波束测深声纳技术研究新进展 被引量：72
15
作者 李海森 周天 徐超 《声学技术》 CSCD 2013年第2期73-80,共8页
多波束测深声纳已成为国内外海洋科学研究、海底资源开发、海洋工程建设等海洋活动中最主要的海洋调查勘测仪器之一。以多波束测深声纳为对象,详细介绍了国内外多波束测深声纳产品的发展情况,重点阐述了代表当前多波束测深声纳发展趋势... 多波束测深声纳已成为国内外海洋科学研究、海底资源开发、海洋工程建设等海洋活动中最主要的海洋调查勘测仪器之一。以多波束测深声纳为对象,详细介绍了国内外多波束测深声纳产品的发展情况,重点阐述了代表当前多波束测深声纳发展趋势的超宽覆盖、高分辨、高精度、多功能一体化探测等核心技术的研究进展,最后结合实际的海底地形地貌探测需求,给出了多波束测深声纳技术未来发展的展望。 展开更多
关键词 多波束测深声纳 海底地形 一体化探测
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深潜用空心玻璃微珠和固体浮力材料的研制及其研究现状 被引量：36
16
作者 潘顺龙 张敬杰 宋广智 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期17-21,共5页
高强度固体浮力材料是现代深潜技术的重要组成部分之一,对保证潜器浮力、增大潜器有效载荷有着重要作用。本文以其关键原料——空心玻璃微珠的介绍为基础,论述了浮力材料的研究进展,并介绍了本实验室在空心玻璃微珠及其固体浮力材料制... 高强度固体浮力材料是现代深潜技术的重要组成部分之一,对保证潜器浮力、增大潜器有效载荷有着重要作用。本文以其关键原料——空心玻璃微珠的介绍为基础,论述了浮力材料的研究进展,并介绍了本实验室在空心玻璃微珠及其固体浮力材料制备方面的研究工作。本实验室制备的空心玻璃微珠的密度已低至0.21g.cm-3,其在12MPa下的破碎率为40.6%;浮力材料密度为0.52g·cm-3时,其压缩强度可达到40MPa。 展开更多
关键词 空心玻璃微珠 固体浮力材料 复合泡沫
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海底可视技术在天然气水合物勘查中的应用 被引量：16
17
作者 张汉泉 吴庐山 张锦炜 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期185-188,共4页
海底可视技术是一种可以直观地对海底地形地貌、表层沉积物类型、生物群落等进行实时观察的调查手段。本文介绍了海底摄像、电视抓斗、深拖系统和ROV四种海底可视技术,并对海底可视技术在南海北部陆坡天然气水合物勘查中的应用进行阐述... 海底可视技术是一种可以直观地对海底地形地貌、表层沉积物类型、生物群落等进行实时观察的调查手段。本文介绍了海底摄像、电视抓斗、深拖系统和ROV四种海底可视技术,并对海底可视技术在南海北部陆坡天然气水合物勘查中的应用进行阐述。利用海底可视技术,在南海北部陆坡发现了天然气水合物气体“冷泉”喷溢形成的自生碳酸盐岩和活动于天然气水合物冷喷溢口或渗流口周围的菌席、双壳类、管状蠕虫等化能自养生物群,圈定出该陆坡由天然气水合物气体“冷泉”喷溢形成的巨型碳酸盐岩面积达430km2。 展开更多
关键词 海底可视技术 天然气水合物 勘探 冷泉 南海北部陆坡
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海监航空遥感平台及其在近海水体环境质量监测中的应用 被引量：10
18
作者 王迪峰 龚芳 +2 位作者 潘德炉 郝增周 朱乾坤 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期49-56,共8页
中国海监飞机上装备了光电平台、多光谱扫描仪、高光谱成像仪三大遥感器以辅助海洋监测,对这些遥感器及其在水体环境质量监测中的应用进行了简要介绍。目前海监航空平台已在水体悬浮物调查、核电温排水口监测和溢油监测等方面体现出了... 中国海监飞机上装备了光电平台、多光谱扫描仪、高光谱成像仪三大遥感器以辅助海洋监测,对这些遥感器及其在水体环境质量监测中的应用进行了简要介绍。目前海监航空平台已在水体悬浮物调查、核电温排水口监测和溢油监测等方面体现出了巨大潜力。未来将继续深入研究航空遥感平台的应用技术,以更好地利用它不同于卫星的高分辨率、高光谱的灵活机动的监测能力为经济建设的安全可靠发展保驾护航。 展开更多
关键词 航空遥感 水质监测 海监飞机
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深海滑翔机技术与应用现状 被引量：32
19
作者 俞建成 刘世杰 +1 位作者 金文明 黄琰 《工程研究（跨学科视野中的工程）》 CSCD 2016年第2期208-216,共9页
水下滑翔机是一种无外挂驱动、依靠自身浮力和姿态调节控制其运动的新型水下机器人,是一种逐渐成熟的适用于长时间、大范围海洋环境观测的新技术平台。本文概述了深海滑翔机在动力、控制、通信以及探测方面的系统组成,介绍了国内外水下... 水下滑翔机是一种无外挂驱动、依靠自身浮力和姿态调节控制其运动的新型水下机器人,是一种逐渐成熟的适用于长时间、大范围海洋环境观测的新技术平台。本文概述了深海滑翔机在动力、控制、通信以及探测方面的系统组成,介绍了国内外水下滑翔机技术的发展和现状,以及水下滑翔机应用的国内外现状。以中国科学院沈阳自动化研究所开发的Sea-Wing水下滑翔机为例,详细阐述近年来国内深海滑翔机在平台技术和科学应用上取得的成果。最后结合深海滑翔机发展现状,分析其核心技术及发展趋势,展望深海滑翔机未来在我国周边海域观测组网的应用前景。 展开更多
关键词 深海滑翔机 海洋探测 覆盖观测 水下机器人
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海底AUV关键技术综述 被引量：7
20
作者 周晶 司玉林 +5 位作者 林渊 魏艳 安新宇 王杭州 黄豪彩 陈鹰 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1-12,共12页
海底海洋的观测探测,亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点:适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程,凝练出海底AUV的关键技术难题,并相... 海底海洋的观测探测,亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点:适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程,凝练出海底AUV的关键技术难题,并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例,给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。 展开更多
关键词 无人潜水器 海底 海洋观测探测 机敏运动 水声通导
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