中國(guó)網(wǎng)訊（記者 葛蕾 舒珺）2015年11月，“向陽紅10號(hào)”船將搭載我國(guó)最新自主研制的4500米級(jí)深海資源勘查系統(tǒng)（AUV）“潛龍二號(hào)”前往西南印度洋中國(guó)勘探合同區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)性應(yīng)用與海底熱液硫化的勘查工作。來自國(guó)家海洋第二研究所的張金輝作為“潛龍二號(hào)”的設(shè)備應(yīng)用人員和海底探測(cè)磁力儀課題組組長(zhǎng)對(duì)“潛龍二號(hào)”傾注了大量的心血。近日，記者前往位于杭州的國(guó)家海洋第二研究所，對(duì)張金輝進(jìn)行了獨(dú)家專訪。

自主研發(fā)海底探測(cè)磁力儀 打破國(guó)外技術(shù)壁壘

2011年，我國(guó)成立了研制海底探測(cè)磁力儀的課題，張金輝任課題組負(fù)責(zé)人。磁力儀是“潛龍二號(hào)”的探測(cè)系統(tǒng)中的一個(gè)傳感器，用來探測(cè)地磁異常，為科學(xué)家提供近底的高精度的地質(zhì)探測(cè)數(shù)據(jù)。張金輝說，國(guó)際上的海洋磁力儀比較多，大部分我國(guó)都可以購(gòu)置到，但應(yīng)用于深海的三分量磁力儀卻購(gòu)買不到。因?yàn)槿至看帕x用途比較廣泛，不僅用在海洋勘探中，還可以用在軍事上，所以這種設(shè)備國(guó)外對(duì)我國(guó)是有技術(shù)封鎖的。

成立課題組以來，他們對(duì)磁力儀的研制花了很大的精力。首先要研究磁力儀，要保證探測(cè)數(shù)據(jù)可靠；另外，因?yàn)楹５状帕x首先要應(yīng)用于“潛龍二號(hào)”，而“潛龍二號(hào)”上面有很多的設(shè)備，比如下浮亞鐵、上浮亞鐵等，這些設(shè)備中產(chǎn)生很多磁干擾的物質(zhì)，對(duì)磁力儀探測(cè)數(shù)據(jù)造成很大的干擾，影響磁力儀的數(shù)據(jù)質(zhì)量。所以這需要一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)，那就是裝在AUV上以后對(duì)磁力儀對(duì)磁干擾的校正技術(shù)。張金輝團(tuán)隊(duì)閱讀了大量的國(guó)外研究文件，結(jié)合自己測(cè)試推導(dǎo)出的公式，研發(fā)出了磁力儀對(duì)磁干擾的校正技術(shù)，而這個(gè)方法后來申請(qǐng)了發(fā)明專利。

通過三年多的努力，磁力儀被研制了出來。張金輝帶領(lǐng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)沒有先放在AUV上進(jìn)行試驗(yàn)，而是先經(jīng)過了地質(zhì)臺(tái)測(cè)試。張金輝說，測(cè)試以后發(fā)現(xiàn)跟地質(zhì)臺(tái)比對(duì)非常吻合，誤差小于兩個(gè)納特。裝載在AUV上，有了干擾以后，他們通過對(duì)理論的研究，通過陸地的測(cè)量，還有千島湖的湖試，對(duì)磁力儀的干擾做了很好的校正。湖試以后效果比較好，通過7月份到8月份的沿海海試，海試結(jié)果也令人滿意。首先探測(cè)的數(shù)據(jù)跟當(dāng)?shù)赝ㄟ^國(guó)際地質(zhì)查詢數(shù)據(jù)是很吻合的，還有，通過校正方法以后使得特殊數(shù)據(jù)的質(zhì)量得到了大大的提高。張金輝對(duì)記者說，目前，我國(guó)自主研發(fā)的海底磁力儀表現(xiàn)穩(wěn)定，不僅可以搭載在AUV上，還可以搭載在蛟龍?zhí)柕壬詈ＴO(shè)備中。并且海底磁力儀還可以應(yīng)用到軍事當(dāng)中，可以說用途廣泛?！艾F(xiàn)在不論從技術(shù)上還是材料上，海底磁力儀要實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)完全沒有問題”，張金輝自豪地說。

AUV多個(gè)傳感器探測(cè)數(shù)據(jù)同步記錄 最快3小時(shí)解析出結(jié)果

除了磁力儀，張金輝帶領(lǐng)的AUV探測(cè)課題組也負(fù)責(zé)AUV上搭載的其他探測(cè)器的配備、維護(hù)和數(shù)據(jù)分析。此次大洋40航次，AUV探測(cè)課題組負(fù)責(zé)保證AUV從入水、海底探測(cè)到出水整個(gè)過程的正常，確保探測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。為了確保探測(cè)時(shí)間的同步性，除了光學(xué)相機(jī)的數(shù)據(jù)，每一個(gè)傳感探測(cè)器的數(shù)據(jù)都通過數(shù)據(jù)線傳到AUV整個(gè)數(shù)據(jù)控制中心進(jìn)行保存，可以保存長(zhǎng)達(dá)30多個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)。AUV出水以后，把數(shù)據(jù)下載下來，拷貝到計(jì)算機(jī)中，通過后處理軟件對(duì)多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，最快3個(gè)小時(shí)就可以看到結(jié)果。

張金輝說，此次大洋科考是去往西南印度洋，此地海況比較惡劣，海里的地形比較復(fù)雜，這對(duì)AUV和AUV上搭載的探測(cè)器來說都是一個(gè)不小的考驗(yàn)。張金輝解釋道，熱液硫化物礦區(qū)分為活動(dòng)和非活動(dòng)的，對(duì)于活動(dòng)的熱液硫化物，他們通過海洋物理、海洋化學(xué)、CDD、價(jià)位等傳感器來推測(cè)發(fā)現(xiàn)它的異常；對(duì)于非活動(dòng)停止的礦區(qū)，這些傳感器就無能為力了，這個(gè)時(shí)候就主要靠磁力儀來探測(cè)。通過AUV搭載的傳感器，可以來探知礦區(qū)有多深多大，有多少儲(chǔ)量，為進(jìn)一步的研究提供可靠數(shù)據(jù)。

此次大洋40航次，上船名額很緊張，探測(cè)課題組只有兩個(gè)名額，所以課題組推薦量?jī)蓚€(gè)更適合的年輕人上船。對(duì)于自己可能上不了船，張金輝表示挺遺憾的，但他覺得另外兩個(gè)人比自己更適合。他說，其中一位對(duì)磁力儀研制保障方面的技術(shù)比較強(qiáng)，我們推薦他去，讓他負(fù)責(zé)保證磁力儀的正常工作。另一位是磁測(cè)數(shù)據(jù)的研究專家，他在數(shù)據(jù)處理方面比較強(qiáng)。所以派他們兩位上船是最合適的。

為了“潛龍二號(hào)”總設(shè)計(jì)師哭了 AUV在海洋調(diào)查中大有可為

講到“潛龍二號(hào)”，張金輝非常自豪，他對(duì)沒有見過潛龍二號(hào)真面目的記者描述道：“它外觀很漂亮，流體利扁型，機(jī)動(dòng)性非常好，適用像印度洋海底那樣的復(fù)雜地形?！?/p>

他向我們透露了一個(gè)秘密：此次南海海試三亞總結(jié)會(huì)上，“潛龍二號(hào)”總設(shè)計(jì)師劉健哭了?！爸斑M(jìn)行過幾次潛試，都不怎么成功，不是出現(xiàn)這個(gè)問題就是那個(gè)問題，劉健作為總師，就像率領(lǐng)部隊(duì)打了敗仗一樣，壓力很大。國(guó)家花了那么多錢投資下去研發(fā)一個(gè)東西，研究出來發(fā)現(xiàn)這個(gè)東西沒用，失敗了，這個(gè)壓力肯定特別大”，張金輝說。

“這次南海海試，我們都有種預(yù)感這個(gè)海試要失敗了。但潛器下潛以后出乎意料的順利，通過固件更換以后，潛龍二號(hào)在南海第一個(gè)長(zhǎng)航程工作了31個(gè)小時(shí)。到了31個(gè)小時(shí)以后，潛器一直不上來，直到電池最后用光了才上來。我們對(duì)潛龍二號(hào)的設(shè)計(jì)就是，各項(xiàng)設(shè)備工作都很正常，電池用光的時(shí)候，才會(huì)上來。如果是提前上來，就說明是它出問題了。這次非常的順利，大家都舒了一口氣，而劉健也流下了他的男兒淚?！睆埥疠x說，科學(xué)的道路上不可能一帆風(fēng)順，“潛龍二號(hào)”能夠在南海有這么優(yōu)秀的表現(xiàn)，源自沈自所和海洋二所的通力合作和密切配合。

“AUV實(shí)現(xiàn)了我們以前常規(guī)調(diào)查實(shí)現(xiàn)不了的事。第一它可以實(shí)現(xiàn)近底高精度全覆蓋的作用，以前船底設(shè)備安裝以及拖曳作業(yè)都達(dá)不到這個(gè)調(diào)查精度的要求，通過AUV就可以很容易實(shí)現(xiàn)。而且通過我們研發(fā)技術(shù)的提高以及設(shè)備價(jià)格降下來，以后AUV大洋海洋調(diào)查有可能為多AUV作業(yè)，一次下去多個(gè)AUV一起下去作業(yè)，這樣對(duì)我們調(diào)查的效率以及調(diào)查的成本就會(huì)大大下降。所以，由于它的優(yōu)勢(shì)，以后AUV為大洋調(diào)查使用會(huì)越來越多，我想，AUV在以后海洋調(diào)查中大有可為”，張金輝信心滿滿。