水下定位与导航知识讲解.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,水下定位与导航,3.1 水下定位与导航发展概况,什么是导航？,我在哪里？,要去哪里？,怎么去？,-“我的地图是什么？”,什么是定位？,我在哪？,目标在哪？,水面舰导航方法,无线电导航,卫星导航GPS,惯性导航,计算法定位导航,（通过测量相对速度或绝对速度来完成）,水下定位与导航,广义上：一切利用水下声波进行定位的技术都应列为水声定位与导航技术范畴。,狭义上：为载体进行定位又具有导航功能的技术手段。,水下定位与导航,1912年铁达尼事件,20世纪70年代，还有勘探及军事需求,定位类型,基线长度/m,长基线,1006000,短基线,150,超短基线,1,与阵长有关的狭义导航系统分类,3.2 声纳系统分类及简介,声纳的定义,什么是声纳？,Sonar：Sound(声)+Navigation(导航)+Ranging(定位),利用水下声波判断海洋中物体的存在，位置及类型的方法和设备。,是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置.,要点：,利用水下声波,功能：,探测、定位、跟踪、识别、通讯、导航、制导、武器的射击指挥和对抗等等。,仿生学来源,蝙蝠,机载雷达,海豚,潜艇,仿生学来源,声纳,海豚追踪猎物,声纳的发展简史,1490年，一战前探索阶段。,意大利艺术家科学家达芬奇发现声管,1827年，瑞典和法国科学家在日内瓦湖测得水中声速,1912年铁达尼沉没，认识到声纳的重要性,19141918一战期间稳定发展阶段,德国用潜艇击沉了协约国（俄、英、法）数千水面舰,1917朗之万首次使用了超声换能器,人们利用双耳效应制成定向仪,19391945 二战声纳技术发展的新阶段,潜艇在海战中地位逐渐突出带来了声纳技术的大发展,二战后电子技术进步带来了声纳技术大发展,换能器的作用：,是将电能转换成声能（发射换能器），或将声能转换成电能（水听器）,二战中，被击沉的潜艇中，60%是利用声纳发现的!,1916年研制出被动声纳；,1918年研制成主动声纳；,1930年，回声测深仪开始广泛用于舰船导航；,第二次世界大战后，制成了不用旋转换能器就能进行全景监视的环扫声纳。,60年代初，制成了一代新型声纳，采用预形成多波束、分波束相关和时间压缩相关等新技术。其作用距离比第二次世界大战时提高了10倍。,60年代以来，声纳还广泛用于海洋资源开发，于是相继出现了地貌仪、部面仪、多普勒导航声纳、水下定位系统、钻井船动态定位声纳以及井口重入声纳等。声纳技术已成为海洋遥感的重要手段。,重要历史事件：,声纳的发展简史,按工作原理或工作方式分类：,主动声纳,像雷达一样向外发射声信号，根据回波判断目标性质,目标是潜艇，潜艇是钢质外壳，回声不仅清晰，而且还有拖长的回鸣；,鱼群的回声则低沉而混乱；,目标如果是运动的，那么由于“多普勒效应”，回声的音调应有所变化：,音调不断变高，靠拢，音调不断变低，远离。,被动声纳,不主动发射信号，只接收目标自己辐射的声音信号。,回声侧深仪、侧扫声纳、鱼探仪、声学多普勒海流计,声纳的分类,按运载体系分类：,岸基声纳,多布放在港口、军事基地、重要海上通道。,特点：固定式、尺寸大,舰载声纳,主、被动声纳都有。,作用：探潜、导航、探雷、目标识别等,艇载声纳,主、被动声纳都有，考虑到隐蔽性，多采用被动声纳,声纳的分类,美国的一种潜艇，装备不同用途的声纳有15种之多,艇载声纳,潜艇装备的声纳,艇艏柱状综合声纳（CHA)、主动避碰声纳（MAA)、舷侧被动测向声纳(FA）、舷侧被动测距声纳(PRA)、拖曳线列阵声纳(TA)、侦查声纳（BTA）、本艇噪声监测仪(ONA+ACC)等多型水声探测装备。,1、艇艏多功能声纳,潜艇的艏部,远离动力舱室和推进器，受艇体后段噪音与振动影响较低，有利于提高水声探测器材的探测性能，所以潜艇的主水声站一般都会布置在艇艏处。艇艏声纳往往具备主、被动工作能力，并能保障潜艇进行警戒、搜索、跟踪、识别、攻击等多种作战任务。,前苏联633型R级潜艇的艇艏声纳系统，自下而上分别为北极声纳主动基阵、北极声纳被动基阵、水声通讯机、亮光M侦查声纳基阵,1、艇艏多功能声纳,1、艇艏多功能声纳,装备于V级攻击核潜艇的前苏联MTK300红宝石圆柱型声纳基阵，主基阵下方有高频避碰探雷声纳。,俄罗斯885型雅森级攻击核潜艇的阿雅克斯球型声纳基阵直径将达6米,前苏联S级和AK级攻击核潜艇声纳的大型圆柱状基阵,美国弗吉尼亚级攻击核潜艇装备的BQQ10型声纳的球型基阵,1、艇艏多功能声纳,艇艏基阵受到艇体布置的限制，进一步增大声阵孔径和降低工作频段都较为困难，使得声纳的被动探测距离受到了限制。,1、艇艏多功能声纳,2、舷侧阵声纳,舷侧阵声纳是指将众多的水听器，沿着,艇体纵向方向,，布置在艇体左右两舷侧的声纳。由于舷侧阵声纳可以充分利用艇体长度扩大基阵的声阵孔径，在工作频段上可以进一步降低，所以被动探测距离也得到了有效的提高。,优点：,隐蔽性好,声纳的湿端位于艇体两舷侧所以监测范围大，而且能直接判别目标的方位,舷侧阵在探测距离和探测范围上都优于艇艏声纳系统,没有基阵的收放拖曳问题，对潜艇的水下机动影响小,2、舷侧阵声纳,缺点：,受安装条件限制基阵尺寸有限，影响了作用距离,易受到艇体自噪声的干扰,舷侧阵声纳,法国、西班牙设计建造的铀鱼级潜艇舷侧阵声纳,舷侧阵声纳,法国凯旋级战略核潜艇装备的舷侧阵声纳,英国机敏级攻击核潜艇舷侧声纳基阵,舷侧阵声纳,俄罗斯阿库拉级潜艇的舷侧阵声纳,舷侧阵声纳,美国海狼级舷侧测距声纳基阵,弗吉尼亚级舷侧阵测距声纳,不管是艇艏声纳还是舷侧阵声纳，都要受限于艇体布置条件，基阵体积不能无限扩大，声阵孔径受到限制，声纳的工作频段难以进一步降低，在探测距离上无法进一步提高。为了改变这种情况，上世纪6、7十年代国外开始在潜艇上装备拖曳线列阵声纳。,拖曳线列阵声纳是将一连串的水听器按一定间隔排列后，布置到透声的保护导管中，再通过布放机构拖曳于艇体外的声纳系统。拖曳线列阵革命性的打破了以往潜用声纳受限于艇体布置条件的局面，布置在导管中的几百乃至上千个水听器有效的扩大了声阵孔径，将潜用声纳的工作频率降低到了低频甚至极低频，极大的增加了潜用声纳的探测距离。为潜艇水下远程警戒、远程武器的目标指示都提供了有利条件，有效的扩大了潜艇的作战范围，提高了潜艇的作战威慑力。,3、拖曳阵声纳,拖曳线列阵声纳结构图，从左至右分别为：,1、DROGUE段改善线列阵流体动力特性的尾绳段,2、VLM隔离后方拖缆振动的后隔振段,3、B装有温度、深度、航向等非声传感器用于监测线列阵拖曳姿态的后仪表段。,4、A装有水听器的声学段,5、B前仪表段,6、数字段,7、用于隔离前方艇体噪音和拖缆振动的前隔振段,8、拖缆缆绳,9、TOW POINT拖曳点,3、拖曳阵声纳,AN/SQR-18拖曳线列阵声纳，左侧半透明的为安装有水听器等组件的声学段，右边为其拖缆。,3、拖曳阵声纳,弗吉尼亚级潜艇露出了舷侧收容机构中用于安置TB-16D拖曳线列阵声纳的长条容器,俄罗斯潜艇尾舵上的这个物体经常被认为是磁流体推进器，实际上这是俄潜艇用于贮存和布放拖曳线列阵声纳的圆型容器。,3、拖曳阵声纳,2009年6月11日，南海：美国直接派出军舰实施水下探测活动,肇事者为美航母“小鹰”号的“贴身警卫”,潜艇、水面监测船（无暇号）,美军宙斯盾驱逐舰“约翰麦凯恩”号拖曳声纳与中国潜艇相撞,4、探雷和避碰声纳,探雷和避碰声纳以主动方式工作，工作频率较高一般在几十到数百千赫。因为频段高所以探测距离有限一般在几百米左右，不过较高频段的声纳分辨率好，所以能探测到航道上的一些障碍物，比如礁石、沉船、水雷等异物，帮助潜艇操纵人员避离这些危险物体，保障潜艇水下航行的安全性。在潜艇航行在狭隘航道，或者在高纬度冰层下时，分辨率高的避碰声纳是保障潜艇安全通过水道，对冰面测量厚度进行破冰上浮的必要探测设备。,4、探雷和避碰声纳,英国Thales公司与Intermarine造船厂签署了一项的合同，向8艘意大利猎雷舰提供其Sonar 2093系统。该合同总价值约1亿英镑（1.657亿美元）,5、猎雷声纳,第三章 水下定位与导航,梅继丹,联系方式：,meijidan,电话：[phone],2011.3,6、水文环境传感器,老式潜艇的水环境传感器比较简单，一般只安装一个,声速梯度仪,，用以测量潜艇所在水层声速，让声纳系统利用不同途径的声道，改善探测性能。也能让潜艇利用强负度梯层水层，或者温度跃变层进行隐蔽和机动。现代潜艇安装了更多种类的水环境传感器，具备了更复杂的功能。以俄罗斯潜艇为例通常还装有,尾流指示器,，来流指示器等水环境传感器，能更好的让艇上人员获悉潜艇所在水层的各种信息，,提高潜艇战时的水声对抗能力,。同时还具有探测敌水面舰船和潜艇尾流信息的能力，便于潜艇利用尾流制导鱼雷进行快速攻击。,6、水文环境传感器,7、侦查声纳,侦查声纳用来,侦测,敌潜艇或者自导鱼雷,主动声纳信号,，可以获得敌主动声纳的工作参数，如方位、发射频率、脉冲宽度、脉冲重复率等。侦查声纳的接收频率较宽，为1千赫至数十千赫之间，观察范围较广有的可以达到360度全方位探测。在基阵形式上一般采用细小的圆柱阵，以布置在艇艏部位居多。该声纳是一种水声对抗设备，用以判定对方的声纳类型，和载体类型，供我方进行针对性的干扰、截获、欺骗等水声对抗。不过现代潜艇的声纳系统工作范围较宽，工作频率较广，所以也可以艇艏声纳或者舷侧阵等其他声纳系统进行侦查声纳的工作，因而部分现代潜艇已经不再装备专门的侦查声纳。,箭头处为早期洛杉矶级核潜艇装备的AN/WLR-9A侦查声纳基阵，后期洛杉矶级取消了该基阵,7、侦查声纳,8、通信声纳,通信声纳也叫水声通信机，一般由几个定向换能器阵组合而成。一般,用于潜艇与水面舰船或者水下潜艇编队通信联络使用,。该系统通过发射机产生话音或者电报调制信号，再由换能器阵发出，在接收方经接收机处理后，就可送到耳机或者扬声器以及电讯机处，将话音或者电报讯息提供给接收人员。通信声纳的工作距离有限，工作时要向外发射信号，容易暴露潜艇位置，所以仅限于潜艇周围情况明确时使用，有着非常严格的使用限制条件。,掉放声纳,飞机通过电缆吊着一部声纳，由机身的下降或上升调整声纳在海水中的深度。飞机在海面上飞行时，便可拖着声纳进行大面积探测。据国外报道，这种声纳每小时可以搜索海面1000平方公里。,浮标航空声纳,反潜飞机将它们投到预定海域内，它们便可漂浮于海上。反潜飞机可以同时投放许多这种漂浮声纳。声纳着水后，其天线伸出水面，水听器沉入水中。水听器把在海底收到的声信号变成电信号，通过天线发射出去。反潜飞机根据收到的信号可以判断潜艇的位置。,浮标航空声纳,鱼雷、水雷上的声纳设备,水雷引信,、,鱼雷制导,鱼水雷：,又称自航水雷。鱼雷经改装后，能自动潜航至预定的布放点，沉入海底，当作水雷使用。即它是通过鱼雷改装而来的。,水鱼雷：,又称自导水雷，是水雷和鱼雷技术相结合的产物。探测到目标后，将鱼雷释放出去，鱼雷自导攻击目标。自导鱼雷兼有水雷的长期威胁作用和鱼雷的主动攻击能力。,鱼雷、水雷上的声纳设备,岸基声纳,海岸预警声纳,在军港附近海区、重要海峡、主要航道等处安装庞大的声纳换能器基阵，靠岸上的电子计算机控制海底的数以千计的换能器.,在大西洋的亚速尔群岛以北，有一个叫“阿发”的水下监视系统。它的换能器安装在几个水下塔台上，排布成三角形，每边长约35公里。这种系统其警戒范围可达几百公里，能监听进出直布罗陀海峡的所有潜艇，并能用三角定位法确定潜艇位置。,声纳兵的作用,声纳显控台,奥斯卡级核潜艇指挥舱,美托莱多号声呐显控台,海狼级核潜艇指挥舱,声纳显控台,声纳,SONAR,民用、商用,鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测,水面舰装备的声纳,主动声纳弦侧阵声纳拖曳阵声纳,科考船装备的声纳,水下机器人常装备的声纳,1、前视声纳,2、侧扫声纳,3、导航声纳,4、通信声纳,成像声纳,1、前视声纳,成像声纳,2、条带、侧扫声纳,成像声纳,空气中的声成像,成像声纳,空气中的声成像,导航声纳,1、多普勒导航声纳,RDI公司产品,导航声纳,RDI 产品,导航声纳,水下机器人常装备的声纳,1、前视声纳,2、侧扫声纳,3、导航声纳,4、通信声纳,3.3 定位与导航关键技术简介,1、声纳方程,主动声纳方程,：,被动声纳方程：,3.3 定位与导航关键技术简介,混响：,混响是一种特殊形式的干扰，它伴随着声纳发射信号而产生，所以它和发射信号本身的特性有着密切的关系，并且，它还和传播通道特性有关。,混响是入射信号产生的散射波在接收点叠加的结果。,只有主动声纳才存在混响。,3.3 定位与导航关键技术简介,混响分类：,海面混响,海底混响,体积混响,只有主动声纳才存在混响。,3.3 定位与导航关键技术简介,混响影响后的信号收发波形：,波束形成技术：,10*10个阵元面阵结果,3G中的智能天线,3.3 定位与导航关键技术简介,聚焦波束形成：,3.3 定位与导航关键技术简介,几十Hz的低频线谱,2kHz以上,300600Hz,聚焦波束形成：,3.3 定位与导航关键技术简介,匹配滤波技术（主动声纳常用）,一般的最佳检测系统设计过程：,1、选择衡量检测系统的最佳化准则,2、寻找准则下的最佳检测方式,匹配滤波器,：,最大信噪比准则下的最佳线性检测系统,最大信噪比准则：,指在某时刻，输出信号瞬时功率对噪声平均功率之比为最大。,3.3 定位与导航关键技术简介,相关器,利用信号的相关特性将有用信号从干扰和噪声中提取出来,3.3 定位与导航关键技术简介,3.3 定位与导航关键技术简介,利用互相关法测向的舷侧阵声纳仿真显控结果,空间滤波技术（被动声纳常用）,利用基阵的空间指向性采用波束形成或者互相关处理技术来抑制环境噪声，提高信噪比。,频域滤波技术,利用目标信号与干扰信号的频带差异来通过频域滤波的方式抑制噪声干扰，提高信噪比。,时间上积分处理获得增益,3.3 定位与导航关键技术简介,实际上被动声纳处理过程中常采用的是将上述多种方法相结合的处理方式。,3.4 目标识别概述,是一种对水下及水面目标进行辨别的技术,目标识别的过程：,第一，对检测到的信号估计其某些参数作为识别特征，称为特征提取；,第二，根据这些特征，通过与已知目标的特征比较来判定是否目标以及是哪种目标。,3.4 目标识别概述,可用于识别的一些主要特征：,水下目标的回波特性（主动式）,目标回波的时间展宽,目标回波的亮点起伏,目标回波空间方位分布,声呐图像（声视觉）（主动式）,目标时、频特性（被动式）,3.5 水声对抗概述,亦称“声纳对抗设备”。用于侦察、干扰或诱骗敌方,声纳,和声自导,鱼雷,的水声设备和器材的统称。,装备于,潜艇,、,水面舰艇,和,反潜飞机,。,包括侦察声纳、水声干扰设备和水声诱饵等三类。,侦察声纳，是一种被动式侦测设备，用于测听敌方主动声纳发射的声信号，测定其方位和技术参数。,3.5 水声对抗概述,水声干扰设备，有水声干扰器和气幕弹等，用于发射干扰噪声或欺骗干扰信号，或经气泡幕产生大量杂乱回波，干扰敌方声纳工作。,3.5 水声对抗概述,水声诱饵，有自航式、拖曳式、悬浮式、吊放式四种。用于向水中发出模拟舰艇回波或舰艇辐射噪声，有的还可模拟舰艇的运动情况，用于欺骗和迷惑敌方。,3.5 水声对抗概述,3.5 水声对抗概述,水声诱饵,自航式声诱饵,训练用自航式声诱饵,715研究所,715研究所：,中船重工第七一五研究所,创建于1958年,。是我国,最早从事水声电子工程研究和超声、非声探测设备研制的重点科研单位,。所内设有海洋声学国家级,重点实验室,、水声,计量一级站,和,水声产品性能检测中心,等国家重点技术基础研究机构，拥有世界一流的中低频消声试验水池等一批重点科研设施。,3.6 定位导航领域专家及科研单位,715研究所,宫先仪：,工程院院士，水声工程专家，我国核潜艇和新型常规动力潜艇三代主战声纳的领导研制者，我国潜艇声纳的奠基人。军事工程学院海军,工程系水声专业五期毕业生。2001年当选为中国工程院信息与电子工程学部院士。,24岁之际，宫先仪就主持研制我国核潜艇上主要声纳设备声纳，首次使用低频大基阵、予成多波束警戒、极性重合相关等当时国际先进的技术，有效地提高了声纳作用距离、搜索速度、测向精度等指标。,1987年，49岁的他肩上又压上了主任设计师的重担。第二代常规动力潜艇声纳系统是我国第一个实现综合显示和控制的声纳系统。该声纳又是我国第一部实现多种功能有机综合，采用近代布阵和信号处理技术的全数字式声纳，尤其是人机交互目标被动识别功能在国内现役声纳中首次实现,1994年，采用新型布阵的新一代潜艇声纳研制提上了海军的计划。,我国潜艇声纳的奠基人：,我国潜艇声纳的研制是从60年代完成第一批仿苏产品后开始的。,不久，苏联专家撤走，带走了图纸，连实验的仪表也扔进了海里。,一生能够研制出三代潜艇声纳。,声学所,声学所：,中国科学院声学研究所（以下简称声学所）成立于,1964年,，目前在北京有,18个实验室,（研究中心），包括声场声信息,国家重点实验室,、国家网络新媒体工程技术研究中心、噪声与振动重点实验室、院水声环境特性重点实验室，在海南、上海、青岛设有,3个研究站,，在嘉兴建有声学技术转移中心。声学所,主要从事声学和信号信息处理研究,，特色研究领域包括水声物理与水声探测技术、环境声学与噪声控制技术、超声学与声学微机电技术、通信声学与语音信号处理技术、声学制导与数字系统集成技术、网络新媒体与高性能网络技术。,声学所,张仁和：,中国科学院院士，声场声信息国家重点实验室主任。对浅海与深海,水声物理,规律做了系统研究，在国际上领先发表简正波衰减与群速的普遍表式，阐明了浅海声速结构与边界条件对声场影响的规律，给出了清晰的简正波物理图象，已成为射线-简正波理论的基本公式；最先发现负跃层浅海中信号波形的多途结构，给出了简明的计算公式，能准确地预报波形结构；从物理上预言了“在一定距离范围内，浅海声场的空间相关随距离增大而增强，远距离低频声场具有很强的空间相干性”，经海上实验已得到证明，领先获得最大间距达600米、最远距离达130公里的空间相干实验结果。,声学所,李启虎：,中国科学院院士。水声信号处理和声纳设计专家。长期从事信号处理理论和声纳设计、研制工作。结合我国浅海声传播的特点，应用信息论、数字信号处理、水声工程等理论，解决了一系列,水声信号处理,中的问题。研究了自适应波束成形的稳态特性，给出了用频率域最优传输函数求解波束指向性的表达式。给出在海洋噪声背景下检测微弱信号的增益计算方法。解决了在时间上非平稳、在空间上不均匀的噪声场对经典理论应作的修正的问题。提出了指导声纳设计的重要依据声纳方程的一种新的表达方式。在水下目标的被动检测中提出利用声信号的相位信息估计目标方位的新方法，还提出了用自适应阵处理方法完全分离在空间上不生叠的多个点源信号的新算法。,710研究所,710研究所：,中国船舶重工集团公司第七一研究所，是我国舰船科技、海洋工程重点骨干研究所，海军武器装备合格承制方，国家863、973高技术项目研究单位，国家一级保密资格单位。七一所,始建于1958年,，历经3次搬迁，现总部位于长江之滨、世界水电旅游名城湖北省宜昌市，在北京、上海、武汉、三亚设有分支机构。下设10个研究室、2个装备生产部和2个试制工厂。,726研究所,726研究所：,七二六研究所隶属于中国船舶重工集团公司，主要从事水声对抗系统及其设备的研制。是一所以水声对抗，舰船综合消防，水下目标探测与水声导航为重点专业的国防军工科研机构。经过二十多年的专业扩展，目前已形成规模和特色的高技术产品有：海洋声学环境测量分析仪、水声导航测深仪、船舶消防系统和设备、系列超声产品、智能建筑电子用消防报警和安全防范系统及设备、系列照明灯具。,760研究所,760研究所：,大连测控技术研究所始建于1975年，隶属于中国船舶重工集团公司。是从事船舶噪声振动检验测试、海洋工程测试研究、海洋应用物理研究、海洋环境研究及海上试验技术服务的科研事业单位。下设研究室、软件开发中心、国家级重点实验室、国家级检测中心、海上试验船队及所属民品集团公司。建所以来，圆满完成多项科研和试验任务，获国家及省部级以上科技成果奖上百项，部分已达国际先进水平。近几年，承担着大量的基础性研究及国家重点科研任务，为我国科研事业的发展做出了应有的贡献。,703研究所,703研究所：,第七O三研究所（哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所）隶属中国船舶重工集团公司，位于黑龙江省松花江畔重工业名城哈尔滨市。第七O三研究所组建于1961年，主要从事船舶蒸汽，燃气动力装置和工业用锅炉、汽轮机、燃气轮机、机械传动、自动控制以及电站、热能工程等应用研究、设计、生产和成套供货；从事新产品、新技术开发研究、建设工程总承包、科技咨询服务、技术转让、国内外贸易以及经济技术合作等业务。,闻雪友院士,我国舰船燃气轮机的著名专家，四十多年来一直活跃在研制工作的第一线，见证经历了我国舰船燃气轮机发展的全过程，走过多个从设计到应用的大循环，并身体力行地将创新技术向燃气轮机民用领域应用推广，其担任主任设计师的我国第一台航空涡轮喷气发动机舰用化改装的大马力舰用燃气轮机获全国科学大会奖。,中国,船舶工业总公司,1999年7月1日，由,中国船舶工业总公司,改组而成的,中国船舶工业集团公司,（简称中船公司）和,中国船舶重工集团公司,（简称中船重工）正式成立。,形成适度竞争。在适度竞争的同时，两大集团还形成合力，联合承接大宗船舶订单。,在中船重工与中船集团分别成立后，我国国内造船业界就形成了这两家大型企业集团与地方及其他企业的“三足鼎立”态势，标志着中国船舶工业已进入新的发展时期。,中国船舶重工集团公司,3.7水下定位、导航技术在海洋资源开发中的应用实例,动态定位和井口重入技术,深海钻探,：,钻探船停在4-5km以上的海面，把钻杆插到海底，然后再向下钻探。如果船一移动，长达几千米的钻杆一下就会扭断，这就需要建立动态定位系统。,风暴袭来，或发生其他意外情况，只好起钻开航。随后需要利用声纳重入井口，并引导钻杆穿过急流落到安置在进口的“漏斗”内，进入原来的井口。,具体做法：,在海底放一个水声应答器作为基准点，同时在船上布放三个水听器进行应答测距。在下钻作业时船上向基准点应答器发出脉冲，应答器收到信号之后发出回答脉冲，这回答脉冲被船上的三个测距水听器收到，这时可以测出三个水听器与基准应答器的距离。当外界条件使船位移时，水声应答器测距系统随即测出这三个距离的变化。将这些数据送入计算机，计算出船位的水平移动量，再开动几个可变螺距的推进器，使船复位，也就是使三个距离和原来的一样。这样，船在不断运动中保持位置不变。,美国钻探船“格洛玛挑战者”号用的重返和动态定位系统,Thanks,2011,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,