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西安光机所研发深海无线光通信系统,助力我国“海卫”系统完成海试 |
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近日,我国自主研发的深水海管铺设智能监测装备“海卫”系统采用“无人船+水下自主遥控机器人+中继器+光通信”技术,顺利完成海试。由西安光机所研发的深海无线光通信系统,大幅提升了着泥点识别正确率,使水下机器人摆脱物理线缆束缚,助力我国深水海洋油气装备向智能化、无人化迈进一大步。
示意图。西安光机所供图
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海底管道被称为“海上能源生命线”,是海洋油气资源开发的核心基础设施。在深水海管铺设作业中,海底管道初始部位与海床接触的位置被称为着泥点,其运动状态直接影响管道结构完整性和安全性,因此,着泥点监测成为作业关键环节之一。
中国科学院西安光机所光子网络技术研究室负责人汪伟介绍,西安光机所自主研发的深海无线光通信系统,由中继器端光通信机和水下自主遥控机器人端光通信机组成,成功实现将水下自主遥控机器人拍摄的油管着泥点高清视频实时回传至中继器。
依托蓝绿光波段在水体中低衰减特性,该系统突破了水下无线通信的距离与速率瓶颈,可在中长距离水下环境中实现高速信号传输,为作业人员提供实时水下高清视频画面。
传统水声通信技术,其传输速率仅为千比特每秒量级,不但数据传输缓慢,且极易受到复杂海洋环境的干扰,运动中信号稳定性差,难以满足现代海洋工程对实时性和可靠性的要求。新研发的系统则采用深海无线光通信技术,传输速率达到兆比特每秒量级,较传统方式提升了三个数量级,即使在复杂海况下也能保持稳定通信。
该系统还突破了准全向大功率高速光信号发射、宽视场高灵敏度光信号接收、强背景光噪声抑制等关键技术,攻克了传统有缆监测系统存在的机动性差、线缆易缠绕、运营成本高等痛点,以无人船替代传统有人船,以无线光通信取代光纤脐带缆传输,以可视化智能识别代替人工判断,此次海试中着泥点识别正确率高达95%,为海管铺设提供了坚实数据保障。
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