身处万米深海如何与外界联系

发布网友发布时间：2022-04-19 20:04

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热心网友时间：2023-08-28 00:15

水声定位技术，以马里亚纳海沟为例：

马里亚纳海沟刚刚下潜到水下5米的“奋斗者”号GPS信号完全丢失，而此时它的深海之旅才刚刚开始。

想要在海底来一场说走就走的旅行，要解决三个问题。

首先要知道“奋斗者”号的GPS信号为何会丢失。GPS信号是通信卫星向地面接收器发射的电磁波信号。这些信号由多个卫星同时计算得出，目的是精确地推断出你的位置。不过，电磁波虽然在真空和空气中有极快的速度，却难以穿透路上的障碍物。

电磁波射入海水后，会不断被海水吸收。当到达5米深的海水时，已经所剩无几。没有了电磁波，“奋斗者”号该如何与外界取得联系，又该找谁来给自己定位。

这就是“奋斗者”号“说话”的“嘴”——应答器，“奋斗者”号入海之后，应答器会间隔固定的时间不断放出声波信号，而科考母船的船底则装有“耳朵”——换能器。

当基阵接受到声波时，会计算相位差Φ、波长λ和斜距R，由此算出“奋斗者”号的空间坐标。之后，这个坐标将被发送给“奋斗者”号，结合预先导入的大地坐标和海底地图，“奋斗者”号就可以知道自己身处何方了。这就是“大海深处的GPS”——水声定位技术。

“奋斗者”号内部安装有一套“惯性导航装置”，会通过“加速度计”和“陀螺仪”等仪器不断感应潜水器的位置、速度、姿态、方向，从而告知潜航员运动轨迹是否发生了偏移。而这些仪器精度之高，即使“奋斗者”号的偏移量只有一枚硬币的厚度，也能马上被检测到。

扩展资料

根据定位系统基线长度以及工作模式的差别，一般将其划分为长基线系统、短基线系统、超短基线系统及综合定位系统。

①长基线定位系统由预先布设的参考声信标阵列和测距仪组成，通过距离交汇解算目标位置。长基线需要事先测阵，作业成本高，主要应用于局部区域高精度定位。

②超短基线定位系统则是由多元声基阵与声信标组成，通过测量距离和方位定位。其优点为尺寸小、使用方便；缺点是定位误差与距离相关，仅适用于大范围作业区域跟踪。③短基线定位系统由装载在载体上的多个接收换能器和声信标组成，通过距离交汇获得目标位置。短基线作业简便，但其精度易受到载体形变等因素影响。

③短基线定位系统由装载在载体上的多个接收换能器和声信标组成，通过距离交汇获得目标位置。短基线作业简便，但其精度易受到载体形变等因素影响。

④综合定位系统融合了超短基线及长基线定位，兼顾了超短基线作业的简便性和长基线的定位精度。

参考资料来源：中国发展门户网（中国*与世界银行合作建立的国家门户网站）-水声定位导航技术的发展与展望

参考资料来源：中国青年网-“奋斗者”号今日再次万米深海游如何平安归来