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为“晃动”定位 中船重工第715所创新纪事
 
慧聪网   2005年9月12日9时29分   信息来源:科技日报    

    杭州市西湖区、富阳县城。中国船舶重工集团公司第七一五研究所两地布局。世界最大的室内消声水池,巨型特种设备、生产能力上规模的装配生产线,绘成了他们独具特色的研制、生产、测试、总装基地的宏伟画卷。就是这里,常年演绎着一幕幕我国水声技术创新的活剧。 

    据统计,在我国水声界研制完成的水声设备中,由该所研制和以该所为主联合研制的产品占据了半壁江山。

     今天,他们遵循着“靠技术创新求生存、靠技术创新求发展”的思路大踏步向前迈进。2005年9月9日,该所“十一五”科技发展规划开始编制。

    天上卫星水下定位精度能到二指宽

    2004年年初,浙江杭州千岛湖湖试现场;水深45米左右的水域。

    由中国测绘科学院与七一五所合作承担的“863”计划课题———高精度水下定位导航系统(水下DGPS)实地实验。GPS卫星设备及其定位浮标、水下收发机、船(陆)基数据处理中心各就各位。

    湖试开始,定位浮标通过卫星星座及差分基准站进行精确位置实时标定,同时作为对水下目标进行精确定位的水面测量基准。卫星设备对水面漂浮的GPS定位浮标进行定位后,浮标再对水下目标定位。

    湖试成功了,水平定位精度达到5厘米,测深精度为30厘米。此一举,把过去传统水下定位精度从10多米提升到了亚米级。“863”课题验收组专家在湖试现场参观以浮标为载体的定位系统后,给出了很高的评价:此次试验的成功,是水下定位的一次质的飞跃,将开辟海洋测绘和海洋军事技术的新纪元,使我国成为继美、法、德之后世界上少数几个掌握水下高精度定位技术的国家之一。

    如今,该系统已获我国发明专利。经中国科学院和中国工程院584名院士投票评选,该项成果入选“2004年中国十大科技进展新闻”。

    为“晃动”定位

    用仪器对一个陆地上固定的目标进行定位,如今已经很容易。可是,要用一个水面上总在晃动不定的定位浮标,对一个在水下、甚至是悬浮的目标进行定位,那可就难了。水流、浪涌、水下与天空、水面与水中等等,一切都是不确定因素和不固定参照,这都是解决水下精确定位的关键。

    高精度水下定位导航系统主要由GPS卫星设备及其定位浮标、水下收发机及船(陆)基数据处理中心构成,定位浮标通过卫星星座及差分基准站进行精确位置的实时标定,同时作为对水下目标进行精确定位的水面测量基准。

    在课题研究过程中,单个功能模块调试、水池调试、换能器测试、湖试等每一部分的进展,都倾注着课题组的心血。2003年夏,天气特别热,攻克系统时钟同步这一关键支撑技术进入白热化。白天测试水池排满了繁重的专项工程测试任务,他们只能趁晚上空出来的时间进场工作。酷热与蚊子无情地考验着他们,可是没有满意的试验结果,他们怎甘心?那时,除了睡觉,其余时间他们都是在联调室度过的。试验出现问题时,他们连夜解决,往往不知不觉已是清晨……系统联调过程中先后作了3次技术方案调整,从最初半个小时累计误差超过毫秒级,到最后系统时钟同步精度优于微秒级,使总体集成与联调工作几乎一步到位,20多天就完成了计划用3个月的系统集成与联调任务。

    像鱼儿为海洋“站岗”

    水下GPS课题是七一五所许多课题研究攻关过程的一个缩影。该所承担的多项“863”计划项目都取得了重大进展,达到了国内领先或国际先进的技术水平。例如声学多普勒海流剖面仪在巴士海峡以东水深100米—2000米海域进行了试验,4000吨级的试验船像一叶小舟在波涛汹涌的大海中漂泊,相控阵声学海流剖面仪经受了风大浪高的考验,取得了良好的试验效果,对海底跟踪达到指标规定深度的两倍,达到国际先进水平。2004年12月,在北京召开“863计划资源环境技术领域海洋监测技术主题2004年度工作会议”,来自全国数十家相关领域科研单位及大专院校的代表近200人。会上,该所承担的863主题课题“相控阵海流剖面仪”得到“863”海洋监测技术主题专家组的一致好评,受到了大会表扬。

    还有,该所研制成功的测量海洋剖面物理参数的拖曳系统,像鱼儿在水中上下畅游,时而水下200米遨游,时而水面滑行,快速测量各种物理参数,为我国的海洋科学研究和海洋环境监测增添了利器……

    通过相关配套政策的引导和分配政策的调整,自2002年以来,该所共有20多个创新项目立项,累计投资3000多万元。目前,该所各个创新项目进展顺利,一些新产品开展项目已经完成并投放市场,一些重点开发项目将在近期完成,并有望获重大突破,部分新技术研究探索项目将在新理论、新方法研究方面获得突破,并显示出良好的应用前景。

 
作者:于莘明 
 
 
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