什么样的电子导航才能引导雪龙号驶出南极重冰区?

2017-12-25 10:39:31    来源:中国海洋报

摘要:在极地研究中心和卫星海洋应用中心研制的电子导航下,雪龙号终于穿越1800公里的罗斯海重冰区。

  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

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

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。

        原题:“雪龙”智破“迷宫”记

        作者:中国海洋报特派记者 郭松峤 


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