張同偉 王向鑫 唐嘉陵 秦升杰

（1.國(guó)家深?；毓芾碇行?青島 266237）

（2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋地質(zhì)過程與環(huán)境功能實(shí)驗(yàn)室 青島 266237）

（3.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋觀測(cè)與探測(cè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室 青島 266237）

1 引言

載人潛水器支持母船是一類具備特殊功能的現(xiàn)代大洋綜合科考船［1～5］，不僅可以為載人潛水器深潛作業(yè)提供水下∕水面技術(shù)支持，而且能夠執(zhí)行大洋科學(xué)調(diào)查任務(wù)。載人潛水器深潛作業(yè)支持主要包括：下潛準(zhǔn)備階段的潛水器技術(shù)保障和作業(yè)海區(qū)環(huán)境調(diào)查等；下潛過程中的潛水器布放回收、通信定位和應(yīng)急救援等；下潛完成后的潛水器維護(hù)和樣品處理等。

載人潛水器支持母船聲學(xué)系統(tǒng)應(yīng)具備載人潛水器及其他水下移動(dòng)載體的作業(yè)支持、地球物理探測(cè)、物理海洋探測(cè)、海洋生物探測(cè)、船舶航行安全保障和其他輔助功能。除了載人潛水器外，水下移動(dòng)載體主要包括聲學(xué)∕光學(xué)拖體、自主式水下機(jī)器人（AUV）、有纜遙控潛水器（ROV）、混合有纜遙控潛水器（HROV）和復(fù)合型水下機(jī)器人（ARV）等。對(duì)它們的水下作業(yè)支持主要包括水聲通信系統(tǒng)、超短基線定位系統(tǒng)和長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)等［6］。地球物理探測(cè)是指對(duì)海底地形、地貌、淺地層等進(jìn)行探測(cè)，相應(yīng)的聲學(xué)系統(tǒng)主要包括深水多波束測(cè)深系統(tǒng)、中淺水多波束測(cè)深系統(tǒng)、深水單波束測(cè)深系統(tǒng)和深水淺地層剖面探測(cè)系統(tǒng)等。物理海洋探測(cè)是指對(duì)海洋流場(chǎng)、內(nèi)波、渦旋、氣泡團(tuán)和羽狀流等進(jìn)行探測(cè)，相應(yīng)的聲學(xué)系統(tǒng)主要包括船載走航式聲學(xué)多普勒流速剖面儀（ADCP）和分裂波束聲學(xué)探測(cè)系統(tǒng)等。海洋生物探測(cè)是指對(duì)浮游生物、魚蝦、沉水植被等進(jìn)行探測(cè)，相應(yīng)的聲學(xué)系統(tǒng)是分裂波束聲學(xué)探測(cè)系統(tǒng)。船舶航行安全保障是指船舶的航行和靠港，相應(yīng)的聲學(xué)系統(tǒng)主要包括單波束測(cè)深系統(tǒng)和多普勒計(jì)程儀。

2 載人潛水器支持母船聲學(xué)系統(tǒng)分類

載人潛水器支持母船的聲學(xué)系統(tǒng)主要包括深水多波束測(cè)深系統(tǒng)［7～8］、中淺水多波束測(cè)深系統(tǒng)、深水單波束測(cè)深系統(tǒng)［9］、深水淺地層剖面探測(cè)系統(tǒng)［10～11］、深海超短基線定位系統(tǒng)［12］、深海長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)［12］、分裂波束聲學(xué)探測(cè)系統(tǒng)［13］、船載走航式聲學(xué)多普勒流速剖面儀［14］和水聲通信系統(tǒng)［15］等。

2.1 深水多波束測(cè)深系統(tǒng)

2.1.1 基本功能

深水多波束測(cè)深系統(tǒng)是載人潛水器支持母船不可或缺的基本配置。在載人潛水器作業(yè)環(huán)境保障領(lǐng)域，通過對(duì)作業(yè)海區(qū)進(jìn)行寬覆蓋、高精度、高分辨率的地形掃測(cè)，為載人潛水器下潛作業(yè)的開展提供基礎(chǔ)海底地形資料，輔助載人深潛調(diào)查研究，保障深潛作業(yè)安全性；在大洋資源勘探領(lǐng)域，通過大面積走航式海底地形地貌觀測(cè)，提供實(shí)時(shí)水深數(shù)據(jù)、水體特征和海底地形變化情況，結(jié)合取樣和其它資料，可實(shí)現(xiàn)海底礦產(chǎn)資源和天然氣水合物的有效探測(cè)；在科學(xué)研究領(lǐng)域，形成滿足調(diào)查研究的海底地形圖，對(duì)于研究海底的地殼運(yùn)動(dòng)、火山爆發(fā)、海底地震、礦藏分布形成和地球構(gòu)造演化分析等地球地理現(xiàn)象非常重要。

2.1.2 系統(tǒng)組成

現(xiàn)代深水多波束測(cè)深系統(tǒng)主要包括：多波束聲學(xué)系統(tǒng)（聲納信號(hào)處理系統(tǒng)、發(fā)射∕接收換能器、顯控系統(tǒng)）、軟件系統(tǒng)（數(shù)據(jù)后處理軟件、導(dǎo)航采集軟件）、外圍輔助傳感器（羅經(jīng)、姿態(tài)傳感器、聲速計(jì)、驗(yàn)潮儀、GPS∕水下導(dǎo)航系統(tǒng)等）。

2.1.3 典型系統(tǒng)

國(guó)際上主要的深水多波束測(cè)深系統(tǒng)生產(chǎn)廠商主要有：L3 ELAC Nautik、Teledyne（原 ATLAS）和Kongsberg等幾家公司。表1給出了3款典型深水多波束測(cè)深系統(tǒng)的對(duì)比。深水多波束測(cè)深系統(tǒng)需要從測(cè)深精度、波束數(shù)、覆蓋寬度、穩(wěn)定技術(shù)、信號(hào)處理方法和換能器陣尺寸等方面進(jìn)行綜合評(píng)估?？傮w而言，三款深水多波束測(cè)深系統(tǒng)各具特色：Teledyne HydroSweep DS具有尺寸小巧、波束數(shù)多、精度高、多功能等特點(diǎn)；Kongsberg EM122技術(shù)性能良好，能在高海況高船速條件下正常作業(yè)，可加配Kongsberg SBP120淺地層剖面儀并共用換能器，節(jié)省空間和安裝維護(hù)成本；L3 ELAC SeaBeam 3012性能穩(wěn)定，標(biāo)稱精度略低于前兩者。

表1 典型深水多波束測(cè)深系統(tǒng)對(duì)比

2.2 中淺水多波束測(cè)深系統(tǒng)

2.2.1 基本功能

中淺水多波束測(cè)深系統(tǒng)是全海深多波束測(cè)深系統(tǒng)的必要補(bǔ)充，也是載人潛水器支持母船不可或缺的基本配置，提供中淺水區(qū)域更高精度的海底地形數(shù)據(jù)，其探測(cè)數(shù)據(jù)在潛水器作業(yè)環(huán)境保障、資源勘探、科學(xué)研究等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

2.2.2 系統(tǒng)組成

中淺水多波束測(cè)深系統(tǒng)與深水多波束測(cè)深系統(tǒng)的系統(tǒng)組成類似，主要包括：多波束聲學(xué)系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、外圍輔助傳感器。

2.2.3 典型系統(tǒng)

國(guó)際上主要的中淺水多波束測(cè)深系統(tǒng)主要有：L3 ELAC SeaBeam 3050、Teledyne（原 ATLAS）Hy?droSweep MD50和Kongsberg EM710。總體而言，三款中淺水多波束測(cè)深系統(tǒng)各具特色：L3 ELAC Sea?Beam 3050測(cè)深范圍大，產(chǎn)品性能穩(wěn)定；Teledyne HydroSweep MD50多波束具有波束窄、波束數(shù)多、水體測(cè)量功能強(qiáng)大、換能器尺寸小等特點(diǎn)；Kongs?berg EM710產(chǎn)品成熟，能在高海況高船速條件下正常使用，換能器尺寸小。

2.3 深水單波束測(cè)深系統(tǒng)

2.3.1 基本功能

深水單波束測(cè)深系統(tǒng)是載人潛水器支持母船不可或缺的基本配置，主要用于探測(cè)正下方海底深度，提供船只所在位置的現(xiàn)場(chǎng)水深數(shù)據(jù)，是多波束測(cè)深系統(tǒng)的必要補(bǔ)充。在載人潛水器作業(yè)環(huán)境保障領(lǐng)域，實(shí)時(shí)提供母船所在位置的現(xiàn)場(chǎng)水深數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)載人深潛輔助調(diào)查研究，保障深潛作業(yè)安全性；在大洋科考領(lǐng)域，通過在走航過程中獲取高質(zhì)量水深數(shù)據(jù)，為其它學(xué)科和項(xiàng)目的調(diào)查觀測(cè)提供水深數(shù)據(jù)，并保障船舶走航和作業(yè)的安全。

2.3.2 系統(tǒng)組成

深水單波束測(cè)深系統(tǒng)主要包括：換能器陣、發(fā)射功放、接收單元、操控臺(tái)和外圍輔助傳感器。

2.3.3 典型系統(tǒng)

國(guó)際上主要的深水單波束測(cè)深系統(tǒng)主要有：Teledyne（原 ATLAS）DESO 35、Kongsberg EA600和Knudsen CHIRP 3260。單波束測(cè)深系統(tǒng)需要從測(cè)深精度、測(cè)深范圍、波束開角和輔助功能等方面進(jìn)行綜合評(píng)估?？傮w而言，三款深水單波束測(cè)深系統(tǒng)各具特色：Teledyne DESO 35是一種有雙重或三重聲道可同時(shí)運(yùn)行的便攜式回聲探測(cè)儀，可配置高頻聲道轉(zhuǎn)換器和低頻聲道轉(zhuǎn)換器，具有更寬的頻率范圍，不局限于指定換能器而可輕松適用于現(xiàn)有換能器或新型換能器；Kongsberg EA600配備3個(gè)頻段，多個(gè)換能器，其3個(gè)頻段可以達(dá)到萬米測(cè)深的能力，且淺水和深水測(cè)深都可以兼顧；Knudsen CHIRP 3260配備4個(gè)頻段，多個(gè)換能器，且淺水和深水測(cè)深都可以兼顧。

2.4 深水淺地層剖面探測(cè)系統(tǒng)

2.4.1 基本功能

深水淺地層剖面探測(cè)系統(tǒng)是載人潛水器支持母船不可或缺的基本配置，主要用于深海海底淺地層結(jié)構(gòu)測(cè)量，獲取詳細(xì)的地層分布資料，并有效地識(shí)別海底表層沉積物的類型。在載人潛水器作業(yè)環(huán)境保障領(lǐng)域，通過對(duì)作業(yè)海區(qū)進(jìn)行全海深的深度和精細(xì)地層剖面測(cè)量，實(shí)現(xiàn)載人深潛勘查作業(yè)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的初步勘查，為載人潛水器下潛作業(yè)提供基礎(chǔ)海底地質(zhì)環(huán)境資料，并輔助載人深潛調(diào)查研究，保障深潛作業(yè)安全性；在大洋資源勘探領(lǐng)域，通過大面積走航式海底淺地層剖面測(cè)量，結(jié)合地質(zhì)解釋，探測(cè)到海底地質(zhì)構(gòu)造情況，反映富鈷結(jié)殼、多金屬結(jié)核等海底礦產(chǎn)資源的分布狀況；在科學(xué)領(lǐng)域可用于聲學(xué)底質(zhì)分類、聲學(xué)海底原位測(cè)試、火山巖漿活動(dòng)和構(gòu)造地貌等。

2.4.2 系統(tǒng)組成

淺地層剖面探測(cè)系統(tǒng)主要包括：換能器陣、發(fā)射功放、接收單元、操控臺(tái)和外圍輔助傳感器。

2.4.3 典型系統(tǒng)

國(guó)際上主要的深水淺地層剖面探測(cè)系統(tǒng)生產(chǎn)廠商主要有：Teledyne（原ATLAS）、SyQwest、Kongs?berg和Innomar等幾家公司。表2給出了幾款典型深水淺地層剖面探測(cè)系統(tǒng)的對(duì)比。淺地層剖面儀需要從穿透深度、換能器陣尺寸、發(fā)射原理、波束寬度、穩(wěn)定技術(shù)和信號(hào)處理方法等方面進(jìn)行綜合評(píng)估?？傮w而言，幾三款深水單波束測(cè)深系統(tǒng)各具特色：Kongsberg SBP120采用常規(guī)陣直接發(fā)射聲波，而且與Kongsberg EM122深水多波束共用接收陣，節(jié)省了空間和安裝成本；Kongsberg TOPAS PS18和Teledyne ParaSound P70利用參量陣效果通過發(fā)射兩個(gè)高頻初級(jí)信號(hào)來產(chǎn)生一個(gè)低頻二級(jí)信號(hào)，其換能器收發(fā)共用，且尺寸小，可通過電子掃描來實(shí)現(xiàn)多波束功能。

2.5 深海超短基線定位系統(tǒng)

2.5.1 基本功能

超短基線定位系統(tǒng)是大型現(xiàn)代載人潛水器支持母船不可或缺的基本配置。在載人潛水器作業(yè)環(huán)境保障領(lǐng)域，用于潛水器水下自身定位以及與支持母船之間的定位，實(shí)現(xiàn)支持母船對(duì)潛水器航行軌跡的持續(xù)跟蹤，保障深潛作業(yè)安全性；在大洋科考領(lǐng)域，可用于AUV、ROV等水下探測(cè)設(shè)備的水下定位、跟蹤與導(dǎo)航，還可與海底溫度探針、聲速探頭、磁力儀等設(shè)備組成聯(lián)合海底探測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大洋的綜合勘測(cè)調(diào)查。

2.5.2 系統(tǒng)組成

超短基線定位系統(tǒng)由水面船用設(shè)備和潛水器應(yīng)答器組成。水面船用設(shè)備包括信號(hào)處理單元、船載聲學(xué)換能器陣和外圍輔助傳感器。船載聲學(xué)換能器陣安裝在船舶底部或側(cè)舷，由中心的發(fā)射換能器和四周的多個(gè)水聽器組成。水下部分主要是指應(yīng)答器，如果工作在同步時(shí)鐘觸發(fā)模式，還需包括同步時(shí)鐘。

表2 典型深水淺地層剖面探測(cè)系統(tǒng)對(duì)比

2.5.3 典型系統(tǒng)

國(guó)際上主要的超短基線定位系統(tǒng)生產(chǎn)廠商主要有：iXblue、Kongsberg、Sonardyne、LinkQuest、Evo?logics等幾家公司。表3給出了國(guó)外典型遠(yuǎn)程超短基線定位系統(tǒng)對(duì)比。超短基線定位系統(tǒng)需要從定位精度、作用距離、覆蓋范圍和是否具有通信功能等方面進(jìn)行綜合評(píng)估。總體而言，這三款遠(yuǎn)程超短基線定位系統(tǒng)各具特色：iXblue Posidonia II最大的特點(diǎn)是組合兼容性強(qiáng)，數(shù)據(jù)融合技術(shù)獨(dú)特，當(dāng)它與該公司的其他導(dǎo)航設(shè)備，如OCTANS運(yùn)動(dòng)傳感器、PHINS慣導(dǎo)，聯(lián)合使用時(shí)，性能可達(dá)到最優(yōu)；特殊的換能器技術(shù)和先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)使得Kongsberg HiPAP102具有精度高、重復(fù)性好、可靠性高等特點(diǎn)；Sonardyne Ranger 2的數(shù)字通信速率達(dá)到1.5kbps-15kbps，真正實(shí)現(xiàn)了聲學(xué)定位和高速數(shù)字通信的無縫銜接，而且基于多脈沖堆棧技術(shù)可以在任何水深環(huán)境下獲得高達(dá)1 s的數(shù)據(jù)更新率；LinkQuest TrackLink 10000HA和Evologics S2CR 7∕17D更側(cè)重于數(shù)字通信功能，其定位功能在深海方面的應(yīng)用相對(duì)較少。

表3 典型遠(yuǎn)程超短基線定位系統(tǒng)對(duì)比

2.6 深海長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)

2.6.1 基本功能

長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)是超短基線定位系統(tǒng)的重要補(bǔ)充，其最大的優(yōu)點(diǎn)是在較大范圍內(nèi)和在較深海水情況下，導(dǎo)航定位具有較高的精度，一般系統(tǒng)的作用距離可達(dá)十多千米，定位精度可達(dá)3m～5m。在載人潛水器作業(yè)支持領(lǐng)域，除需要超短基線系統(tǒng)了解與支持母船的定位位置外，還需要長(zhǎng)基線系統(tǒng)為潛水器提供更精確的獨(dú)立的定位保障平臺(tái)，為載人潛水器在較大范圍和在較深海水環(huán)境下提供高精度的導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)，保障深潛作業(yè)安全性；在大洋科考領(lǐng)域，可用于AUV、ROV等水下探測(cè)設(shè)備的高精度水下定位。

2.6.2 系統(tǒng)組成

長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)包括兩部分，一部分是水下移動(dòng)載體上的問答機(jī)（收發(fā)換能器），另一部分是一系列已知位置的固定在海底的應(yīng)答器，至少3個(gè)，并構(gòu)成一定的幾何形狀。應(yīng)答器之間的距離構(gòu)成基線，基線長(zhǎng)度在幾百米到幾公里，甚至幾十公里之間。如果工作在同步模式，問答器和應(yīng)答機(jī)上還需要分別配備高精度同步時(shí)鐘。

2.6.3 典型系統(tǒng)

國(guó)際上主要的深海長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)主要有：iXblue RAMSES6000、Kongsberg cPAP、Sonardyne ROVNav 6。深海長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)需要從定位精度、作用距離和覆蓋范圍等方面進(jìn)行綜合評(píng)估。總體而言，iXblue RAMSES6000最大的特點(diǎn)是組合兼容性強(qiáng)，數(shù)據(jù)融合技術(shù)獨(dú)特，可與iXblue公司的Posidonia II超短基線和PHINS慣導(dǎo)構(gòu)成一套完整的模塊化水下導(dǎo)航系統(tǒng)，提供穩(wěn)健、高更新率的定位信息；Kongsberg cPAP系列長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)都擁有相同的軟件和硬件平臺(tái)，其聲學(xué)定位操作站可以采用批處理方式對(duì)長(zhǎng)基線陣型進(jìn)行快速校準(zhǔn)；So?nardyne ROVNav 6采用Wideband 2信號(hào)處理技術(shù)可以應(yīng)對(duì)嘈雜的環(huán)境，其配套Compatt信標(biāo)具備水聲通信功能，具備陣型快速測(cè)量能力。

2.7 分裂波束聲學(xué)探測(cè)系統(tǒng)

2.7.1 基本功能

分裂波束聲學(xué)探測(cè)系統(tǒng)是進(jìn)行環(huán)境探測(cè)的必要裝備，主要用于不同游泳生物如魚群類和大型浮游生物如磷蝦的種類、數(shù)量與分布，評(píng)估生物種群大小及行動(dòng)追蹤。除此之外，分裂波束聲學(xué)探測(cè)系統(tǒng)也可用于海底可燃冰、冷泉、熱液等形成的羽狀流、氣泡團(tuán)等的探測(cè)。

2.7.2 系統(tǒng)組成

分裂波束聲學(xué)探測(cè)系統(tǒng)主要包括：對(duì)應(yīng)不同頻率的換能器、收發(fā)單元、操控臺(tái)和外圍輔助傳感器（姿態(tài)傳感器、導(dǎo)航系統(tǒng)等）。

2.7.3 典型系統(tǒng)

國(guó)際上主要的分裂波束聲學(xué)探測(cè)系統(tǒng)主要有：SimradEK60和BioSonicsDT-X。其中BioSonicsDT-X主要是便攜式投放，也可固定安裝在船上使用，但其以前用戶主要在湖泊和河流中使用，在海洋環(huán)境中能否進(jìn)行長(zhǎng)期工作需要檢驗(yàn)；Simrad EK 60是一款適應(yīng)海上長(zhǎng)期工作的海洋生物資源聲學(xué)探測(cè)儀器，其發(fā)射功率可調(diào)，數(shù)據(jù)采集范圍大，且具有強(qiáng)大的特殊功能。國(guó)際上進(jìn)行海洋生物研究的大型科考船大部分都安裝的EK 500或EK 60（EK 500升級(jí)產(chǎn)品）。

2.8 船載走航式聲學(xué)多普勒流速剖面儀

2.8.1 基本功能

船載走航式聲學(xué)多普勒流速剖面儀（ADCP）是大型現(xiàn)代載人潛水器支持母船不可或缺的基本配置，主要用于深海海區(qū)海流流速流向的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和分析。在載人潛水器作業(yè)環(huán)境保障領(lǐng)域，通過對(duì)作業(yè)海區(qū)海流情況進(jìn)行精確測(cè)量和分析，為載人深潛作業(yè)的開展提供基礎(chǔ)海流資料，實(shí)現(xiàn)載人深潛輔助調(diào)查研究，保障深潛作業(yè)安全性；在科學(xué)研究領(lǐng)域，利用該設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)期的觀測(cè)可以積累大量各海區(qū)現(xiàn)場(chǎng)海流資料，為海洋動(dòng)力、氣候變化和海洋生物化學(xué)等海洋過程研究提供不可或缺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.8.2 系統(tǒng)組成

走航式ADCP主要包括：換能器、收發(fā)單元、操控臺(tái)和外圍輔助傳感器。

2.8.3 典型系統(tǒng)

國(guó)際上主要的船載走航式ADCP主要有：Tele?dyne RDI OS-38、Rowe Technologies Inc（RTI）、RT?DA40和杭州應(yīng)用聲學(xué)研究所SLC38。走航式AD?CP需要從測(cè)速精度、作用距離和分層數(shù)等方面進(jìn)行綜合評(píng)估?？傮w而言，杭州應(yīng)用聲學(xué)研究所SLC38型產(chǎn)品為國(guó)產(chǎn)儀器，已有應(yīng)用先例；Tele?dyne RDI OS-38產(chǎn)品成熟，用戶較多；RTI RTDA40作為即將推出的最新產(chǎn)品，參數(shù)指標(biāo)優(yōu)于前兩者，但目前尚未推廣使用。

2.9 水聲通信系統(tǒng)

2.9.1 基本功能

水聲通信系統(tǒng)用于在載人潛水器與水面支持母船之間建立實(shí)時(shí)通信聯(lián)系。在下潛作業(yè)過程中，水聲通信系統(tǒng)將潛水器的各種信息和現(xiàn)場(chǎng)圖片準(zhǔn)確傳送到水面，供指揮部做出決策，指導(dǎo)水下作業(yè)；同時(shí)，潛航員與水面指揮人員通過語音、文字和指令通信可以隨時(shí)就水下作業(yè)情況進(jìn)行交流。水聲通信系統(tǒng)也可用于其他水下載體的通信。

2.9.2 系統(tǒng)組成

載人潛水器水聲通信機(jī)分為水面母船部分和潛水器部分。水面母船的水聲通信系統(tǒng)包括1套吊放式水聲通信機(jī)和1套船載式水聲通信機(jī)。二者均可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與語音的通信，可互為備份，提高可靠性。船載通信機(jī)安裝于母船的底部，通過升降機(jī)構(gòu)伸入水下，可以方便母船的航行操控，提高潛水器下潛的安全性。吊放通信機(jī)通過絞車和吊纜將水聲通信機(jī)布放入水，可以通過放纜長(zhǎng)度來控制通信機(jī)入水深度，降低噪聲干擾，避開溫躍層影響。

2.9.3 典型系統(tǒng)

目前，國(guó)際上其它載人潛水器都不具有水聲圖像傳輸功能。例如，美國(guó)阿爾文號(hào)載人潛水器上裝有水聲電話機(jī)，沒有用于圖像傳輸?shù)乃曂ㄐ旁O(shè)備。中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所研發(fā)的綜合水聲通信系統(tǒng)的工作頻率為8kHz～13kHz，最大作用距離為8 km～10 km，最大工作深度為7000 m。

3 載人潛水器支持母船聲學(xué)系統(tǒng)安裝方式

船載聲學(xué)系統(tǒng)的典型安裝方式主要有內(nèi)嵌安裝、導(dǎo)流罩安裝、Gondola安裝、升降鰭、通海井、聲學(xué)吊陣和側(cè)舷桿等。其中，前三種安裝方式比較適合大型聲學(xué)換能器陣安裝，但需要進(jìn)船塢維修；后四種安裝方式適合中小型聲納換能器陣安裝，其優(yōu)點(diǎn)是可船上維修，而無需進(jìn)塢。

深水多波束測(cè)深系統(tǒng)的換能器陣是最大的，它安裝的要求也是最高的，主要有內(nèi)嵌式、導(dǎo)流罩和Gondola等三種安裝方式，具體選擇哪種安裝方案需要根據(jù)船體情況、經(jīng)濟(jì)性和聲學(xué)設(shè)備性能等方面進(jìn)行綜合折中。中淺水多波束測(cè)深系統(tǒng)換能器尺寸小于深水多波束，其安裝方式與深水多波束相同；深水淺地層剖面探測(cè)系統(tǒng)的換能器尺寸較大，主要采用與與深水多波束相同的安裝方式；深水單波束測(cè)深系統(tǒng)、船載走航式ADCP和分裂波束聲學(xué)探測(cè)系統(tǒng)一般采用升降鰭安裝方式；超短基線定位系統(tǒng)一般采用通海井安裝方式；兩套水聲通信系統(tǒng)分別采用通海井式和聲學(xué)吊陣兩種方式安裝，互為備份；長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)不需要固定安裝在船底。

4 結(jié)語

從狹義上講，載人潛水器支持母船的聲學(xué)系統(tǒng)主要用于載人潛水器支持和深潛作業(yè)環(huán)境調(diào)查，其中直接用于載人潛水器支持的有深海超短基線定位系統(tǒng)、深海長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)和水聲通信系統(tǒng)，用于深潛作業(yè)環(huán)境調(diào)查的有深水多波束測(cè)深系統(tǒng)、中淺水多波束測(cè)深系統(tǒng)、深水單波束測(cè)深系統(tǒng)、深水淺地層剖面探測(cè)系統(tǒng)、分裂波束聲學(xué)探測(cè)系統(tǒng)和船載走航式聲學(xué)多普勒流速剖面儀。從廣義上講，這些聲學(xué)系統(tǒng)也都可以用于執(zhí)行大洋科學(xué)調(diào)查任務(wù)。

這些聲學(xué)系統(tǒng)所能達(dá)到的性能，除了取決于設(shè)備自身的性能外，還與它們?cè)诖w上的安裝方式、安裝精度、船舶輻射噪聲、船底氣泡湍流等因素有關(guān)。