航船被困南極是常有的事，突圍往往只能靠船長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)。不過(guò)，這一狀況有望得到改變。近日，澳大利亞首次在南極海域使用無(wú)人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)，為“南極光”號(hào)破冰船成功導(dǎo)航。無(wú)人機(jī)能否成為可靠的導(dǎo)航工具？未來(lái)，航行于南極海域的船只將靠什么手段“找路”？
“目前南極破冰導(dǎo)航通常采用衛(wèi)星遙感資料獲取海冰冰情，然后根據(jù)冰情進(jìn)行分析，指導(dǎo)船舶航行。”北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院副教授惠鳳鳴告訴記者。
惠鳳鳴表示，南極海域?qū)Ш郊夹g(shù)從依靠肉眼、望遠(yuǎn)鏡開(kāi)始，到今天依靠衛(wèi)星遙感技術(shù)，這一過(guò)程是科技發(fā)展的過(guò)程。
衛(wèi)星遙感技術(shù)實(shí)時(shí)、大范圍、動(dòng)態(tài)的優(yōu)勢(shì)，是其在海冰區(qū)域?qū)Ш綉?yīng)用的關(guān)鍵。但實(shí)際應(yīng)用起來(lái)并不那么簡(jiǎn)單。
惠鳳鳴認(rèn)為，難點(diǎn)主要有兩個(gè)。一是衛(wèi)星遙感資料數(shù)據(jù)的可用性。比如，衛(wèi)星過(guò)境獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間與船舶經(jīng)過(guò)海冰區(qū)域的時(shí)間應(yīng)該接近，時(shí)間差一般小于一天。兩者的時(shí)間間隔太長(zhǎng)，海冰在天氣系統(tǒng)的影響下發(fā)生了變化，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)獲取的冰情就沒(méi)有意義了。
二是船舶能夠獲取衛(wèi)星遙感資料的可行性。船舶應(yīng)該在盡可能短的時(shí)間內(nèi)獲取海冰冰情分析數(shù)據(jù)與建議的航線。如果獲取冰情信息太晚，海冰會(huì)發(fā)生變化，之前的冰情分析與建議航線均會(huì)失效。
為此，北京師范大學(xué)極地研究中心在極區(qū)海冰快速變化遙感方面，發(fā)展了衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)快速處理與分析技術(shù)，連續(xù)6次指導(dǎo)“雪龍”號(hào)破冰，2014年初成功協(xié)助“雪龍”號(hào)從南極海冰脫困，并在北極航道開(kāi)發(fā)方面初步發(fā)揮重要作用。
“無(wú)人機(jī)作為新興的低空航空遙感系統(tǒng)，輕便、快捷的數(shù)據(jù)獲取優(yōu)勢(shì)在資源調(diào)查、突發(fā)事件應(yīng)急管理等方面發(fā)揮了重要作用。”不過(guò)，惠鳳鳴表示，無(wú)人機(jī)可以成為海冰導(dǎo)航重要的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，但并不可靠。
原因是：在南北極海冰區(qū)域，天氣變化迅速，氣溫低，無(wú)人機(jī)要成為可靠的海冰導(dǎo)航工具，必須要克服這些惡劣的自然條件帶來(lái)的困難。但目前來(lái)看，尤其是風(fēng)速與低溫對(duì)無(wú)人機(jī)飛行影響巨大。
前不久，澳大利亞“南極光”號(hào)破冰船開(kāi)始了一年一度的補(bǔ)給航行。這次航行中，科學(xué)家首次通過(guò)無(wú)人機(jī)提供的海冰情況的畫面進(jìn)行航行決策。
在為期9天的時(shí)間里，該無(wú)人機(jī)一共執(zhí)行了5次任務(wù)，被證明是有價(jià)值的海冰導(dǎo)航工具。
據(jù)了解，此前還未有其他國(guó)家的無(wú)人機(jī)參與海冰導(dǎo)航。
“盡管現(xiàn)在的導(dǎo)航受某些技術(shù)的限制沒(méi)有做到準(zhǔn)實(shí)時(shí)，但隨著技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)突破風(fēng)與低溫的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)中短期航程飛行后，將為海冰導(dǎo)航提供近實(shí)時(shí)的冰情信息。”惠鳳鳴對(duì)此十分看好。
他表示，北京師范大學(xué)極地研究中心在2014年組建了無(wú)人機(jī)研究團(tuán)隊(duì)，成功獲取了南極中山站所在區(qū)域的無(wú)人機(jī)航拍圖以及北極黃河站周邊冰川無(wú)人機(jī)航拍圖。
“這些試驗(yàn)的成功為將來(lái)海冰信息的獲取提供了重要的經(jīng)驗(yàn)，我們將嘗試在‘雪龍’船上利用無(wú)人機(jī)獲取實(shí)時(shí)的冰情信息，發(fā)展準(zhǔn)實(shí)時(shí)的圖像處理系統(tǒng)，為‘雪龍’船提供準(zhǔn)確的冰情信息。”惠鳳鳴說(shuō)。
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