无线电遥控水声监测浮标

在传统的长基水声定位技术基础上,设计了一套集水声定位监测、无线电通信和水声遥控功能于一体的无线电遥控水声监测浮标系统,利用合作信标方式和询问应答方式对水下目标的三维运动轨迹进行测量,无线电通信和水声遥控功能相结合能实现对海底潜标的远程控制。系统设计中采用了一系列消除干扰、降低功耗的措施,提高了定位精度,延长了系统的工作时间。经水声拉距试验,到达7.8km处时,应答信号的时延值仍稳定;水声遥控指令在5.5km处时稳定可靠。在无线电拉距试验过程中,相距12km处通信质量良好。解算出的定位轨迹与目标船上的GPS轨迹基本一致,定位精度在5m左右。上述海上试验结果证明了系统的可行性和可靠性。     

长大弯钢管多浮体耦合深水沉放关键技术

<正>获奖情况：2022年中国安装协会科学技术进步奖三等奖一、成果研究背景过江管道沉放是整个管道水下施工中极为重要和关键的一环,在水动力环境条件下,沉管管道在沉放过程中的运动响应直接影响管道施工过程的安全性和稳定性、水下定位的精度和施工的经济性等。管道通常具有体积大、重量大、施工作业环境复杂等特点,管道沉放过程工艺复杂,涉及到人员、设备、拖船等的统筹安排,控制不当极易导致施工事故,造成重大的人员财产损失。     

一种改进型声线修正算法在超短基线定位系统上的应用

根据声线分层恒速修正原理和超短基线设备测量的水下温度、深度信息,结合系统海上使用的环境特性,提出一种改进型声线修正新算法进行水下精确测距。该算法通过湖上试验和海上验证,较传统平均声速算法大幅提高测距精度,有效解决了声线在水下复杂环境中曲线传播的难题,提高了超短基线定位系统的水下测距及定位精度。     

超短基线水下定位的关键技术分析

超短基线水下定位(USBL),是近年来发展很快的新技术,具有基阵和信标体积小,安装和应用方便等突出优点.本文在讨论五基元超短基线水下定位一般性原理的基础上,给出了水下定位解算的数学模型,重点介绍采用特殊的五基元"十"字形平面水听器阵技术和chirp脉冲信号串定位处理技术,分析了其对设备工作稳定性和定位精度的作用.     

超短基线声学定位系统的校准技术研究

超短基线声学定位系统的应用开发和技术研究在现代海洋科学调查中起着重要作用。在安装超短基线定位系统进行水下声学定位测量过程中,很难保证换能器中心与测量船重心之间三坐标轴完全重合,即存在系统偏差,这些是导致超短基线系统定位误差的一个重要原因,必须对其进行校准。将GPS与水下声学定位系统有效结合起来,应用空间测距交会的方法确定水下应答器坐标位置,通过不同坐标系之间的转换关系,精确求出换能器与测量船之间的系统偏差,完成声学定位系统的安装校准。现场实例表明,该校准方法简单、快捷、有效。     

一种基于超短基线的高精度多目标水声定位技术研究

超短基线定位系统由于基阵尺寸小、安装方便，在海洋开发中得到了广泛的应用。信号设计是多目标水声定位系统的关键。与常规的跳频序列相比，COSTAS阵列具有良好的相关特性。文中对COSTAS跳频信号进行了分析，仿真结果表明，由它构建的跳频信号有着较好的多目标信号抑制能力，并且可以找到合乎系统要求的多目标信号编码组。试验结果也证明了采用这种基于COSTAS阵列的跳频工作方式较为适合水下多目标声学定位。     

基于座底式水声网络节点的跟踪测试技术研究

为了满足水下航行体的大范围水下定位跟踪测试要求,针对基于座底式水声网络节点的跟踪测试技术进行深入研究。设计了一种紧凑型水声网络节点,该节点采用卧式安装结构,可通过水声或光电信号进行回收控制,具有结构轻便、布放效率高、回收可靠等特点。利用该水声网络节点,串行布放在某水域组成座底式长基线跟踪测试系统,该系统具备定位跟踪、航行参数遥测等功能。针对其定位跟踪及航行参数遥测功能进行湖上跑船试验,试验结果证明,该系统定位跟踪精度高,航行参数遥测功能可靠,遥测误码率低,总体覆盖范围大,可广泛应用于水下航行体的定位跟踪、导航测试等,具有较高的工程实用价值。     

跨接管安装技术研究进展

随着我国海洋油气开发走向南海深水,深水跨接管作为水下采油树、管道终端管汇(PLEM)、管道终端(PLET)及输油管线间的连接管段,其安装技术尤为重要。通过对跨接管类型、跨接管连接方式、跨接管连接器类型的研究,分析总结了跨接管安装所需设备资源,对形成适合我国深水油气开发的深水跨接管安装技术,满足我国南海深水油气田开发的需要具有一定的指导意义。     

大口径、长距离水下管道整体一次沉管施工技术

在内陆湖泊取水工程及沿海地区生活污水处理排污管道工程等水下管道施工项目中,如何快速、安全、可靠进行沉管施工是一项技术难题。本文介绍了一种"水上管线一次性沉管技术配合岸边分段组对工艺"快速进行大口径、长距离水下管道施工技术,供类似工程项目借鉴。     

水下目标定位标校系统研究

为了给出水下目标的精确大地坐标,设计了以浮筒作为载体的水下目标定位标校系统,具有灵活方便的优点。研究了影响系统定位误差的相关因素,并分析了系统综合定位精度,编写了标校系统显控软件,将差分GPS数据和方位姿态数据进行数据处理,解算出水下基准位置坐标。对标校系统进行了陆上验证试验,结果表明作为模拟目标的水下位置基准定位误差小于1m,可为水声定位系统提供海上定位校验的位置标准。     

水下生产系统与安装船

水下生产系统是利用安装在海底的井口、采油树、集输管汇和输送管道等设备来实现海底油气开发生产的方法和系统。本文旨描述水下生产系统的安装过程,其内容主要包括水下生产系统介绍,安装需要的船舶以及相应的要求。     

沉管法隧道水下检测技术标准化研究

沉管隧道工程关键工序多数在水下实施,水下隐蔽工程人眼不可视,施工期间对隧道水下重点部位实施检查、量测、监测工作,对于保障沉管隧道施工安全和质量具有重要意义。沉管隧道施工过程中的基槽开挖、管节浮运、管节沉放对接、基础垫层、水下最终接头、覆盖回填等工序水下检测标准化和规范化是提高检测综合质量重要措施。本文首先介绍了内河沉管隧道水下检测技术在我国建立、发展和标准规范过程,其次探讨了沉管隧道水下检测项目、检测方法、检测时间、检测频次和检测成果等标准化技术内容,最后分析水下检测的标准化在我国内河沉管隧道中应用及其展望,为沉管隧道建设和水下检测工作提供参考。     

脐带缆安装长度计算与分析

作为水下生产系统的重要组成部分,水下生产控制系统包括数据采集、远程控制和异常情况监测处理等功能,脐带缆是整个水下生产控制系统的"神经",在深海油气开发中起到了关键作用,因此脐带缆的安装铺设对整个系统的影响巨大。而海底环境复杂多变,海上工况难以预计,铺设船舶也会在自然或者人为因素下出现偏移,这些都将最终影响到脐带缆的水下连接与铺设路径的准确性。该文就脐带缆的实际需要的安装长度进行了讨论,详细说明了各因素对其实际安装长度的影响,并给出了项目A和项目B的计算实例。     

短基线水声定位系统的后置处理

用卡尔曼滤波器作为后置处理的基本手段,结合简单而有效的预处理,实现了对水下目标运动轨迹的平滑估计,改进了靶场跟踪系统的性能。湖上和海上实验结果表明,该方法使同步式定位系统的定位精度得到明显改善。     

三塔悬索桥中间塔施工关键技术

泰州大桥中间塔采用深水沉井基础与纵向"人"字形钢塔相组合的结构形式,其施工极为复杂。该项目通过前期研究成果,在深水沉井基础施工过程中利用上下游锚墩定位技术,结合信息化实时监控系统,确保了沉井的准确定位和精确着床,同时采用终沉控制措施成功防止了沉井在终沉阶段的突沉、超沉现象。钢塔架设精度高,调整节段少,且在安装过程中结构存在多次体系转换,针对以上特点,采用几何控制的全过程控制理念,将节段制造误差、预拼装线性和架设误差进行统一分析,建立精度管理系统,最终钢塔的架设精度远远优于设计精度。泰州大桥中间塔施工取得了多项技术创新,形成了深水沉井施工与钢塔制造安装等关键技术,为今后类似工程提供了有益的借鉴。     

可水声定位的水下弹载测试系统设计

为了获取水下弹体发射全过程的多通道飞行姿态数据,并且针对水下弹体发射入水后难以搜寻的问题,设计了一种可水声定位的水下弹载测试系统。采用STM32F103C8T6作为主控芯片,控制系统多通道数据采集、存储与超声波脉冲信号的发出。设计了功率放大电路和阻抗匹配电路,提高了系统工作效率。经过测试,加载在换能器上的激励电压峰-峰值达134 V,可驱动换能器发出超声波。实验结果表明,采集系统可以连续高精度地采集弹体全过程飞行数据,在水下3.8 m可探测到目标,达到实际使用要求。     

浅谈管道工程在设计和安装过程中的注意要点

管道专业在设计及施工时,往往限于习惯性思维,容易忽视管道坡度、防结露等问题;并且在偏心异径管件安装、阀门的选用及安装时也易发生错误。本文以此为切入点,论述管道工程的几个设计和安装要点。     

浅谈船舶调研对水下采油树设计的影响

为了对水下采油树设计进行输入,更好的进行水下采油树的详细设计和安装方案的设计,本文采用结合预调研和进行现场船舶调研的方式,对南海深水项目番禺35-2／35—1气田水下采油树的作业支持船舶的预调研和船舶调研过程和结果进行了研究,得到使用海洋石油706通过钢丝吊装从舷边安装番禺35—2／1水下采油树,南海五号作为完井作业支持船舶的方案。结论认为进行水下采油树的设计,必须有水下采油树安装／完井支持船舶的各种界面技术参数和吊装能力作为输入。船舶调研的数据和调研结果可能影响／改变水下采油树作业支持船舶的选择。在进行水下采油树作业支持船舶预调研的基础上,应及早准备现场船舶调研的内容,并尽早进行船舶调研,锁定所需的船舶资源。     

有限平面障板对低频指向性的影响

为提高对水下目标的远程探测能力,降低水下航行体系统工作频率不失为一种较易实现的好方法。矢量传感器在各向同性噪声场中可以获得较大的低频检测增益,且其低频指向性好、体积小、重量轻,但是将矢量传感器安装在水下航行体头部的导流罩内时,传感器的后障板对其指向性有影响,从而影响水下航行体对目标定向的能力。该文从声学原理出发,对平面波在有限平面障板边界上的声压场和振速场进行了理论分析,在此基础上建立了矢量传感器在有限平面障板下的指向性模型,并通过计算机仿真分析,研究了有限障板对低频指向性的影响。设计了实验室试验系统,并进行了试验验证。试验结果表明,仿真分析与水池试验结果一致,证明了该模型的正确性,为减小有限障板对矢量传感器性能的影响奠定了基础。     

基于盲分离技术的双目标辨识与定位方法研究

研究了利用盲分离技术对水下目标辐射噪声信号进行辨识和定位，指出了在水声信号盲分离过程中。自然梯度算法具有不稳定收敛的不足，通过构建新的非线性函数和学习因子等。提出了自然梯度算法的改进方法，经实船信号的盲分离实验表明．该算法在稳定性方面有改进。在对目标信号盲分离的同时。估计了目标信号到达基阵的时延，完成了双目标的辨识与定位。