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中国科学报:找寻“宝船”的秘密武器
2012/08/13 | 编辑:中国科学报 陆琦 | 【 【打印】【关闭】

据史料记载,15世纪郑和下西洋时曾多次到访过一个名为忽鲁谟斯的地方。专家推测,“忽鲁谟斯”可能是“霍尔木兹”的古音译。

600多年过去了,顺着郑和船队驶过的航迹展开探查,能不能找到些许当年扬波四海的“宝船”的踪影?

近日,在“郑和沉船遗骸探查”中阿国际合作项目实施中,中科院声学所的科研人员利用高频合成孔径声纳在阿曼湾与霍尔木兹海峡获得了5处沉船遗骸图像,这很可能就是郑和船队留下的印迹。

这背后的过程,一波三折。

心存疑虑

“郑和沉船遗骸探查”中阿国际合作项目,是近年来阿曼在学问考古方面最大的一个项目。中方参与单位包括中科院、科技部和国家博物馆。其中,中科院声学所是主要技术单位。

2009年,中国考古学家根据史籍记载、飞行条件判断,在阿曼湾与霍尔木兹海峡划出了可疑区域。接着,中科院声学所利用侧扫声纳设备在可疑区域圈定了12个沉船疑似点。

在此基础上,中阿双方继续开展了二期合作。

2010年11月,当中科院声学所综合声纳技术实验室研究员黄勇把合成孔径声纳先容给阿方时,阿方心存疑虑,认为“都是声学设备,分辨率再高也看不清楚”,他们希翼用光学设备来探查。

合成孔径声纳是一种高分辨率的水下成像设备,一般能在离目标物300米的距离成像。相比之下,尽管光学成像容易判读,但成像需要离目标物很近。

“最终双方采取了折中方案,声学设备(高频合成孔径声纳)和光学设备(水下摄像机)同时带去。”黄勇说。

真心信服

今年5月8日,出航第一天,船上仍有专家心存疑虑,对先用光学设备还是声学设备存有争议。

“大家坚持先用声学设备,因为大家相信肯定能探到目标。”中科院声学所综合声纳技术实验室副研究员刘维回想起当时的情景,还不禁流露出那份自信与坚定。

当天下午4点多,第一张沉船图像出现在显示屏上。

“太清楚了!”清晰可辨的船身、桅杆,一下子把大家镇住了。随即,激动不已的阿方参试人员马上用照相机翻拍并打印出来,在船上各个显著位置张贴。自此,阿方不再提用光学设备的事了。

接下来的3天里,每天从早上6点到晚上6点,中科院声学所派出的6人技术团队不间断作业,利用高频合成孔径声纳进行多视角环形搜索。最终,在12个疑似点中确认出5艘沉船。

专家先容说,承担本次任务的高频合成孔径声纳,成像分辨率是目前国际上公开报道中分辨率最高的声纳之一。其图像之清晰令阿方专家大为震惊,他们为中国的水下声成像技术所折服,表示希翼与中科院声学所开展三期合作。

未来期待

“这是我国自主研制的合成孔径声纳第一次走出国门,成功应用于国际水下考古领域。”中科院声学所综合声纳技术实验室副研究员田杰说,“十几年磨成的这把‘剑’终于扬威海外。”

1997年7月,合成孔径声纳正式列入“九五”国家“863”计划项目,由中科院声学所主持。当时,我国与国外的先进水平有很大差距。

经过五年的研制,合成孔径声纳湖试样机研制成功,并于2002年初顺利完成湖试样机的全系统试验。

以湖试样机为基础,合成孔径声纳海试样机于2002年被列为“十五”国家“863”计划项目,并于2006年初顺利通过专家组验收。合成孔径声纳海试样机的成功研制不仅填补了国内研究空白,在部分指标上更赶上了国际先进水平。

紧接着,项目组对合成孔径声纳海试样机进行了改造,于2007年11月完成了一套应用型合成孔径声纳系统。

目前,合成孔径声纳产品基本成型,并形成了低、中、高频多个系列,可用于掩埋、悬浮、沉底等多种目标的探查。

“到‘开刃试锋’的时刻了。”田杰说。

合成孔径声纳在国民经济方面有着重要的用途,它不仅可以用于海底测量、水下考古和搜寻水下失落物体,还可以进行高分辨海底测绘。因此,让合成孔径声纳活跃在国民经济主战场,才是项目组真正的梦想。

“尽管有的用户开始会对国产产品产生怀疑,但试用过一回就信服了。”刘维说,目前国内交付使用的单位包括国家海洋局等多个部门。

与此同时,刘维称,阿曼是第一站,合成孔径声纳还将在水下考古领域继续发挥作用。“未来,合成孔径声纳会朝着小型化、一体化、低功耗、易操作的方向进一步发展。”

(原载于《中国科学报》 2012-08-10 A1 要闻)

 
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