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 2015年12月，“向陽紅10號”船將搭載我國******自主研制的4500米級深海資源勘查系統(tǒng)（AUV）“潛龍二號”前往西南印度洋我國多金屬硫化物勘探合同區(qū)進行試驗性應用與航次勘查工作。來自國家海洋局第二研究所的張金輝教授級高工作為“潛龍二號”項目副總師、探測系統(tǒng)研制課題組組長對“潛龍二號”傾注了大量的心血。近日，記者前往位于杭州的國家海洋局第二海洋研究所，對張金輝進行了******專訪。

自主研發(fā)AUV磁力儀 打破國外技術壁壘
　　2011年，國家863計劃設立“十二五”重大項目“4500米級深海資源自主勘查系統(tǒng)”，張金輝任 “4500米級深海資源自主勘查系統(tǒng)－探測系統(tǒng)研制”課題負責人。該課題主要研究內(nèi)容之一研制深海AUV三分量磁力儀,用來探測近底高精度地磁數(shù)據(jù)，服務于多金屬硫化物資源調(diào)查。因AUV三分量磁力儀不僅可用于科學調(diào)查，亦具有軍事應用價值，屬于高科技敏感設備，而我國尚未有AUV磁力儀的應用先例，國外對我國高精度三分量磁力儀進行技術封鎖，難以從國外進口購置，因此要想得到AUV近底磁測數(shù)據(jù)，必須依靠自主研發(fā)，需要解決磁力儀的高精度、小型化、較強的磁梯度適應性和AUV磁干擾校正等技術問題。
　　課題組成立以來，他們對AUV磁力儀的研制花了很大的精力，首先要研制高精度、小型化、高穩(wěn)定性的三分量磁力儀，更要攻克AUV磁力儀的磁干擾校正技術。課題組采用了無磁探頭艙、24位高精度A/D轉換、電路高集成度小型化等技術設計，小到每顆固定螺絲均需經(jīng)測試合格的無磁材料，通過大量實測及元器件定型，實現(xiàn)了AUV磁力儀的高精度及小型化。由于“潛龍二號”上存在下沉壓鐵、上浮壓鐵、電池艙和電子艙等磁性物質(zhì)，對磁力儀探測造成嚴重的磁干擾，影響AUV磁力儀的探測數(shù)據(jù)質(zhì)量，所以要想得到可靠、具有應用價值的AUV磁測數(shù)據(jù)，必須解決AUV對磁力儀的磁干擾校正技術問題。張金輝團隊閱讀了的國外研究資料，結合大量陸上、湖上測試數(shù)據(jù)，采用“AUV圓周旋轉參數(shù)擬合法”解決AUV對磁力儀的磁干擾校正問題。在今年7、8月份的南海海試中，AUV磁力儀******工作水深達4500米，海試過程中工作正常。探測數(shù)據(jù)經(jīng)磁干擾校正處理，磁測結果與測區(qū)國際地磁場查詢結果吻合，探測結果質(zhì)量較好，成功實現(xiàn)了我國首次AUV近底磁測。張金輝對記者說，目前，我國自主研發(fā)的AUV磁力儀工作非常穩(wěn)定，性能可靠，不僅可以搭載在“潛龍二號”自主潛器上，還可以搭載在“蛟龍?zhí)?rdquo;、“海馬號”等潛器中。“現(xiàn)在不論從技術上還是材料上，深海AUV磁力儀要實現(xiàn)量產(chǎn)完全沒有問題”，張金輝自豪地說。
　　“潛龍二號”集光、聲、電多傳感器同步探測，快速數(shù)據(jù)融合輸出結果
　　“潛龍二號”集地球物理、物理海洋、海洋化學、光學等探測技術，除了研制磁力儀，張金輝帶領的AUV探測系統(tǒng)研制課題組還負責AUV上搭載的其他探測傳感器的配置、維護和數(shù)據(jù)處理分析。此次大洋40航次，AUV探測系統(tǒng)研制課題組負責保障AUV各探測設備工作正常，確保探測數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。為了使各探測設備時間的同步，“潛龍二號”各探測設備的探測數(shù)據(jù)都通過串口傳送到AUV控制中心計算機進行保存。由于各探測設備探測數(shù)據(jù)沒有定位信息，需要基于時間信息與“潛龍二號”組合導航定位系統(tǒng)得到定位數(shù)據(jù)進行融合得到位置信息，為了保證海上作業(yè)的及時決策，需要快速得到AUV探測數(shù)據(jù)處理結果。課題組開發(fā)了“AUV探測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”和“AUV多參數(shù)探測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”，在南海海試中得到很好應用，對于30多個小時長航程潛次的探測數(shù)據(jù)，可在3個小時內(nèi)進行數(shù)據(jù)快速融合、入庫管理和輸出預處理結果，為下一步海上作業(yè)提供科學依據(jù)。
　　張金輝說，此次大洋科考將前往西南印度洋，該海區(qū)海況比較惡劣，海底地形復雜，這對“潛龍二號”及其探測設備將是真正的考驗，通過本次南海海試的成功經(jīng)驗，對此還是充滿信心，并相信AUV磁力儀將在熱液硫化物礦區(qū)資源調(diào)查中發(fā)揮重要作用。張金輝解釋道，熱液硫化物礦區(qū)分為活動和非活動的，對于活動的熱液硫化物，可通過溫鹽深儀、多參數(shù)水質(zhì)儀和甲烷探測儀等物理海洋、海洋化學傳感器來探測熱液異常；而對于非活動停止的礦區(qū)，這些傳感器將無能為力，而利用AUV磁力儀還可以探測到其異常,AUV近底磁測數(shù)據(jù)還對多金屬硫化物礦區(qū)的三維結構、礦區(qū)儲量研究具有重要科學意義。
　　為了“潛龍二號”總設計師感動落淚　 AUV將在海洋調(diào)查中大有可為
　　講到“潛龍二號”，張金輝非常自豪，他對沒有見過潛龍二號真面目的記者描述道：“它外觀很漂亮，流體立扁型，像一條魚，機動性非常好，專門針對西南印度洋海底復雜地形而設計的”。
　　他還向我們透露了一個秘密：此次南海海試三亞總結會上，“潛龍二號”總設計師劉健感動落淚。“剛開始進行的5個潛次試驗進展都不大順利，雖然大家都知道研制高科技產(chǎn)品不會總是一帆風順。但真親身遇到情況，參研人員都非常擔心海試失敗。相到國家花了那么多錢投資下去研發(fā)一個裝備，要是最后海試結果失敗了是誰都不愿意看到的結果，所以大家肩負的壓力都挺大，好在劉健總師臨危不懼，穩(wěn)扎穩(wěn)打，步步解決發(fā)現(xiàn)問題，最后“南海龍王”可能都被我們的精神感動了，后面潛次試驗都非常順利，在二次長航程潛次試驗中，潛器都工作了31個多小時，直到電池能耗到設定閥值潛器才拋載上浮壓鐵而出水，各個探測設備工作都正常，海試非常成功。作為責任心特別強的劉總師，整個海試期間所受壓力是******的，所以會在南海海試三亞總結會上感動落淚。在會上劉健總師感謝海試過程中上級領導的關心和理解，兄弟參研單位在解決問題時的通力合作和密切配合，是我們遇到困難解決問題的重要精神支柱”，張金輝說。
　　“AUV可實現(xiàn)目前常規(guī)的船載、拖曳調(diào)查方式無法完成的任務，其優(yōu)勢體現(xiàn)在近底全覆蓋精細地形調(diào)查、近底高精度地磁調(diào)查、熱液羽狀流三維分布研究和近底高清相片拍攝等方面，可為科學家提供高精度的海洋探測數(shù)據(jù)以滿足不同科學研究的需要。隨著AUV研制技術、AUV可靠性和應用技術的提高及研發(fā)成本的降低，相信不久以后將會采用多AUV水下同時作業(yè)模式，這將大大提高AUV作業(yè)效率及調(diào)查成本，相信AUV在大洋調(diào)查中大有可為，將在西南印度洋我國1萬平方公里多金屬硫化物合同區(qū)詳查中發(fā)揮重要作用”，張金輝信心滿滿地說。