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“雪龙”智破“迷宫”记

发布时间:2017-12-29

   经受住南极连续坏天气的考验,载有中国第34次南极科学考察队的“雪龙”船,12月19日成功从罗斯海冰情严重的海区突围,开始以15节航速全速前往中山站。


船载卫星遥感数据接收


刘健维护船载卫星遥感数据接收系统

  由中国极地研究中心研发的航行动态系统、国家卫星海洋应用中心研制的船载遥感卫星接收处理系统(以下简称船载系统),是“雪龙”船的电子导航,助力“雪龙”船穿越1800公里的罗斯海重冰区,其表现令人振奋。

  “雪龙”一路穿越重冰区

  自12月11日在恩克斯堡岛完成新建站物资卸运后,“雪龙”船再次起程向中山站方向破冰航行。不料出发不久,受西风带生成的强大气旋影响,“雪龙”船遭遇了本次考察以来最糟糕的天气。

  15日起,罗斯海地区出现强风降雪天气,两万多吨重的“雪龙”船在10级强风中颠簸;大片雪花和冰碴横扫过来,层层糊在7层驾驶台玻璃上,能见度不足百米;2公里~10公里宽的浮冰被风吹得相互挤压堆砌,有的地方浮冰厚度超过3米,“雪龙”船几度前行受阻。

  为尽快摆脱浮冰围困,考察队加大了气象预报频率,利用实时遥感卫星影像分析浮冰分布状况以调整航线,寻找浮冰松动的地段破冰航行。根据预报,18日起天气有两天短暂好转,“雪龙”船抓住时机昼夜突击全力破冰,终于从冰情严重的海区突围出来。

  其实,这已经不是“雪龙”船近期首次突围成功了。

  本月初,“雪龙”船从新西兰出发一路向南,途经亚南极群岛,进入罗斯海,目的地是我国第五个南极考察站站址恩克斯堡岛。

  罗斯海蕴含着一种纯粹的天然美,仲夏时节,海面平静,然而转瞬之间,也许就变成了南大洋最为狂虐的地方。由于“雪龙”船此次进入罗斯海比以往要早,沿途海冰尚未消散,冰情复杂。船舶3次受阻于密集浮冰区,前两次通过“海豚”直升机探路和船舶破冰成功通过,但第三次颇费周折。

  12月6日,“雪龙”船再次遇到严重冰情。从驾驶台向外望去,船舶周边被密集的海冰所包围。

  为寻找突围路线,“海豚”直升机升空探路,并在船舶西北方向发现一条断断续续的清水区路线。

  瞬息万变的南极,再一次显示出它一贯的个性。还没等“雪龙”船抵达清水区,一阵西风就将这条路线吹乱,再次组成新的“迷宫”。

  当晚,中国极地研究中心工程师刘健、“雪龙”船船长朱兵,与驾驶员一起守候在驾驶台,不断用望远镜寻找可能突围的路线,但并无收获。束手无策之时,船载卫星遥感数据接收系统收到了一幅关键的海冰遥感图。图中精确地显示出一条走出浮冰“迷宫”的路线,直达恩克斯堡岛。

  12月7日,按照这幅图的指引,“雪龙”船成功抵达新建站址。

  “这张图立功了!”“图像解译,漂亮!”当“雪龙”船成功穿越冰区后,“雪龙”保障微信群里也传来了卫星中心等后方支持单位工作人员的祝贺。

  在航行动态系统和遥感数据接收系统的辅助下,“雪龙”船顺利穿越了1800公里的罗斯海重冰区。朱兵坦言:“如果没有实时海冰数据指引,‘雪龙’船就像在走夜路,危险系数大增。”

  电子导航“船在图中走”

  在“雪龙”船航行期间,科考队员常常登录“雪龙”门户网打开航行动态系统,实时查看船舶航行位置。船长和驾驶员据此设计船舶航行路线,以巧妙避开浮冰密集区域。

  登录该系统,不仅可以看到船舶实时位置,还可查看实时气象、历史航行轨迹、站位冰情、水深、视频监控、专属经济区等众多信息,为考察队网络化办公和航行保障提供支持。

  这套系统由刘健所在团队于今年4月研发。他告诉记者,研发的初衷就是希望“雪龙”船能有一套电子导航图,真正实现“船在图中走”。

  在今年第八次北极考察中,该系统首次进行试用,并指引“雪龙”船顺利穿越北极中央航道和西北航道,首战告捷。回国之后,刘健又对该系统进行了升级改造,将其与船载遥感卫星接收处理系统进行对接,做到可以查看“雪龙”船接收的实时数据,可以最大程度直观了解船舶周边的冰情。

  “这次升级改造,通过添加实时冰图功能,可以指引‘雪龙’船在复杂的冰区巧妙绕行。”刘健说。

  此前南北极考察,“雪龙”船上也有导航系统,“传统的导航模式有一定的局限性。”朱兵对记者说,此前航行的冰图都是通过传真或邮箱接收,还需拿笔画、用尺量。新的系统相当于为“雪龙”船安装了一部实时电子导航地图。

  刘健表示,目前正在对过去30多年的南极海冰卫星资料进行整理,分析关键海区海冰季节和年际消涨规律,作为制定海冰航行指导参考内容;建立我国对南极地区海冰状况的实时卫星遥感监测和远程研判能力,为航行在该区域的船舶提供及时的信息决策支持,以减少航行风险、提高航行效率。

  移动天线实时接收冰情信息

  航行动态系统可以显示船舶航行信息,那么实时的遥感数据从哪里来?

  在“雪龙”船后部,一座直径7.3米的球形物体引人注目,这套系统目前是国际上首套大口径X波段船载遥感数据接收处理系统,由国家卫星海洋应用中心研制,可为船舶提供实时云图和冰情信息,并通过航行动态系统予以呈现。它是“雪龙”船航行的秘密武器。

  早在2015年8月~10月,中国极地研究中心组织多家单位参加了“雪龙”船第32次南极科考试航,该系统在东海海域正式试运行。

  随后,该系统又随“雪龙”船参加第32、第33次南极考察,第7、第8次北极考察。在此期间,为船舶航行提供了多幅海冰冰图产品和海洋风场产品。

  本次南极考察,经多方协商,由刘健兼顾负责运行该系统,出发前,他从没有遥感接收运行经验。通过短期培训实习,他承担起了34次南极考察期间船载系统的运行和保障任务。

  “通过船载系统获取的实时遥感数据,为‘雪龙’船提供精细模式导航,在瞬息万变、环境恶劣的极地大洋中结合航行动态系统提供最准确的地图数据,相当于为‘雪龙’船量身定做了一套活地图。”刘健说。(摘自中国海洋网)