深海拖曳系统是人类开发利用海洋的一项重要手段.在众多深海探测装备中,深海拖曳系统以探测面积广、作业效率高、操控性能好等优势而得到了广泛应用.针对深海拖曳系统水下控制技术,从控制手段和控制策略2个方面对其发展历程、国内外研究现状等进行梳理,分析对比不同控制手段的优缺点,并对深海拖曳系统水下控制技术未来的研究方向进行展望,以期为深海拖曳系统的应用与发展提供参考.

深海多金属结核与富钴结壳富含Mn、Co、Ni、Cu及稀土等元素,极具资源潜力,因而广受关注.选择采集自九州-帕劳海脊南段水深约3000?m的6个多金属结核和2个富钴结壳样品进行地球化学特征研究.结果显示本区样品Mn/Fe比值为0.88～1.07,Co及稀土元素含量高,与库克群岛多金属结核元素特征相似,表现出典型的水成成因特征.与其他地区水成结核、结壳相比,样品具有较高的Ca含量,可能和其所在位置海脊部位水深较浅、位于碳酸盐补偿深度(CCD)以上有关.样品表现出Y负异常、Nd含量高等水成结核的特点,但微弱的Ce正异常特征与其他地区水成多金属结核/壳的强烈Ce正异常特征不同,这表明其生长于弱氧化环境.本区结核分布在CCD以上,最小溶氧层(OMZ)以下,是一种水成成因、贫氧生长的新型多金属结核,其物质来源、成矿模式将为揭示多金属结核的形成分布规律提供一条全新的认识途径.同时研究区结核、结壳Co及稀土元素含量较高,且分布位置较浅,易于开采,具有一定的资源潜力.

为提高海底目标垂直方向的定位精度,在分析全球导航卫星/声学定位(Global Navigation Satellite Sys-tem-Acoustic,GNSS-A)基本原理的基础上,提出基于动态观测的海底目标声学定位算法.针对动态观测中产生的双程传播时延问题,将其发射和接收过程分别考虑,并利用最小二乘(Least Squares,LS)法解算圆形对称观测数据,消除绝大部分系统误差和粗差对水平定位精度的影响;结合水平解算结果、高精度声学测距信息和实测声速剖面信息,开展声线跟踪(Sound Ray Tracking,SRT)并构造迭代,进一步减弱垂直方向误差,提高海底目标点的垂直定位精度.南海实验证明,采用本文方法可以有效减小声速误差对测距精度的影响,明显提高海底目标在垂直方向上的定位精度.

海底地震勘探实施过程中,传统的缆绳式地震节点布设方式受洋流及海底地形影响较大,很难保证节点的数据采集质量和设备安全性.由于无人缆控潜水器(Remote Operated Vehicle,ROV)对海洋环境的良好适应性和强大的工程干预能力,为探索海底地震节点布设提供了新方法.笔者综合介绍了ROV的技术特点,结合具体工程实例讨论了基于ROV的海底地震节点布设的主要技术流程.通过分析对比采用ROV布放与传统甲板布放在布放回收效率、安全性及复杂地形适应性等方面的工作数据统计,探讨了ROV布放技术在海底地震节点放工作中的可行性、优势与局限性,以及其应用发展前沿.具有更高精度和安全性的ROV节点布放技术作为一种新手段,可作为传统布放方式的补充手段,未来将在深远海的海底地震节点布设及其相关领域得到更广泛的应用.