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东海海洋地质调查设备综述
摘要: 要获取海底的地质信息, 需要采用综合的海洋地质调查方法及其设备。当今海洋地质调查技术方法发展非常迅速, 特别是计算机、电子信息技术的飞速发展和应用, 海洋地质调查的应用越来越广泛, 调查越来越深入。本文介绍了我国目前海洋地质调查技术的现状和使用的主要设备, 并对我国海洋调查技术的发展作了展望。关键词: 海洋地球调查设备;海洋地质调查;
海洋地质调查是海洋沉积、海洋地貌和海底构造调查的统称。包括：海上定位、表层取样和柱状取样、测深、浅地层剖面测量、旁侧声纳扫描、水下电视和摄影、深潜装置观测、海底钻探、海洋重磁测量、海洋地震电缆测量和海底地热流测量等。海洋地质调查是开展海洋地貌、沉积和构造等的研究及勘测海底矿产资源最重要的基础性工作。以及我们需要众多的海洋地质调查设备，首先需要一艘海洋地质调查船，地震调查设备，工程调查设备，导航调查设备，多波束测深设备，重、磁调查设备，热流调查设备，软件系统等等。
海洋地质调查船是专门从事海洋地质调查的船舶,专门执行海洋地质调查的专业调查船。船上装有专门的海洋地质调查的仪器、设备，主要任务是应用地球物理勘探和采样分析等手段研究海底的沉积与构造，评估海底矿产资源的蕴藏量。海洋地质调查船的船型不大，但装备有精密的地震、地磁、重力探测仪器和准确的导航定位系统。船上除有雷达、罗兰以及卫星导航仪GPS等定位导航设备外，还设有进行专业调查的设备，如回声测深仪、旁侧声呐、多波束测深仪、采
泥器、柱状采泥器、地层剖面仪和地震、重力、地磁以及地热等地球物理调查设备，并设有地质、化学实验室，且多数装有电子计算机，以便及时处理现场观测数据。中国已有自行设计制造的“海洋一号”、“海洋二号”、“奋斗一号”、“奋斗二号”等，承担海洋地质和矿产资源的调查任务。同一般船只相比,海洋调查船的主要特点是:①装备有执行考察任务所需的专用仪器装置、起吊设备、工作甲板、研究实验室和能满足全船人员长期工作和生活需要的设施，要有与任务相适应的续航力和自持能力。②船体坚固，有良好的稳定性和抗浪性。较好的海洋调查船还尽量降低干舷缩小受风面积，增装有减摇板和减摇水舱。③具有良好的操纵性能和稳定的慢速推进性能。海洋调查船经济航速一般为12～15节，但常需使用主机额定低速以下的慢速进行测量和拖网。大多采用可变螺距推进器或柴电机组(即用柴油机发电、电动机推进)解决慢速航行问题。为了提高操纵性能，大多在船首与船尾安装侧向推进器，或者安装“主动舵”，或者两者兼有。④具有准确可靠的导航定位系统。现代海洋调查船多装有以卫星定位为中心,包括欧米伽、劳兰A/C和多普勒声呐在内的组合导航系统。该系统使用电子计算机控制，随时可以提供船位的经纬度,精确度一般为±0.1海里,最佳可达±0.4米。⑤具有充足完备的供电能力。船上的电站要能满足工作、生活的电气化设备、精密仪器、计算机等所需要的电力和不同规格的稳压电源。仪器用电需与动力、生活用电分开，统一采取稳压措施。水声专业调查船，尚需另设无干扰电源。
地震调查设备有海底地震仪。海底地震仪由地震计、记录仪和释放器三部分组成。其中地震计负责将接收到的地震波转化为电子信号，记录仪对电子信号进行采集和存储。科研人员通过释放器将海底地震仪回收后，可从记录仪中读取相关数据。
多波束测深系统，又称为多波束测深仪、条带测深仪或多波束测深声呐等，最初的设计构想就是为了提高海底地形测量效率。与传统的单波束测深系统每次测量只能获得测量船垂直下方一个海底测量深度值相比，多波束探测能获得一个条带覆盖区域内多个测量点的海底深度值，实现了从“点—线”测量到“线—面”测量的跨越，其技术进步的意义十分突出。[1]
多波束测深系统是一种多传感器的复杂组合系统,是现代信号处理技术、高性能计算机技术、高分辨显示技、高精度导航定位技术、数字化传感器技术及其他相关高新技术等多种技术的高度集成。自70年代问世以来就一直以系统庞大、结构复杂和技术含量高著称，世界上主要有美国、加拿大、德国、挪威等国家在生产。测深系统的换能器基阵，由发射声信号的发射阵和接收海底反射回声信号的接收阵组成。发射器发出一个扇形波束，其面垂直于航迹，一般开角为 60°～150°，航迹方向的开角约为0.5°～5°。接收阵接收海底回波信号，经延时或相移后后相加求和，形成几十个或者数百个相邻的波束。航迹方向的波束开角一般为1°～3°，垂直于航迹的开角为0.5°～3°。组合发射和接收波束可得到几十个或几百个窄的测深波束。换能器基阵可以直接装在船底或在双体船上拖曳。为了保证测量精度，必须消除
船在航行时纵横摇摆的影响，一般采用姿态传感器进行姿态修正。多波束测深系统是利用安装于船底或拖体上的声基阵向与航向垂直的海底发射超宽声波束，接收海底反向散射信号，经过模拟/数字信号处理,形成多个波束，同时获得几十个甚至上百个海底条带上采样点的水深数据，其测量条带覆盖范围为水深的2一10倍,与现场采集的导航定位及姿态数据相结合,绘制出高精度、高分辨率的数字成果图。与单波束回声测深仪相比，多波束测深系统具有测量范围大、测量速度快、精度和效率高的优点,它把测深技术从点、线扩展到面,并进一步发展到立体测深和自动成图，特别适合进行大面积的海底地形探测。这种多波束测深系统使海底探测经历了一个革命性的变化，深刻地改变了海洋学领域的调查研究方式及最终成果的质量。有些国家自其问世之后,己经计划把所有的重要海区都重新测量一遍。正因为多波束条带测深仪与其它测深方法相比具有很多无可比拟的优点，仅仅近20多年时间,世界各国便开发出了多种型号的多波束测深系列产品20世纪60年代初开始，相继研制了几种类型的多波束测深系统，最大工作深度200～12000米，横向覆盖宽度可达深度的 3倍以上。多波束测深系统同综合卫星定位系统配合，由计算机实时处理标绘等深线图，是70年代末以来海道测量工作的一个突破。
重、磁调查设备有海洋重力仪，海洋磁力仪等等。
综上所述，如果我们要进行东海海洋地质综合调查，不但要需要采用综合的海洋地质调查方法，还要准备大量的设备。相信，随着我国电子信息技术的发展，海洋地质勘探水平的不断提高，我国将有
能力开发更广阔的海洋地质资源，为我国的经济建设和综合国力的提高提供更大的物质支持和前进动力。
