2019, Vol. 62
2. 中国科学院地质与地球物理研究所, 油气资源研究重点实验室, 北京 100029;
3. 中国科学院深海科学与工程研究所, 三亚 572000;
4. 中国科学院大学, 地球与行星科学学院, 北京 100049
2. Key Laboratory of Petroleum Resource Research, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China;
3. Institute of Deep-sea Science and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Sanya 572000, China;
4. College of Earth and Planetary Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
海洋中深度超过6000 m的海沟区域被称为海斗深渊(Jamieson et al., 2010; Wolff, 1970)，这里是非常独特的极端环境区，压力大、温度低、黑暗无光、构造活跃.海斗深渊因其特殊的环境条件和构造特性，200多年以来一直是国际海洋科学研究的热点.然而受限于其超水深、超高压、科研仪器以及技术条件的不足，对深渊区的研究难以深入核心，海斗深渊一直是人类知之甚少的区域.近来，随着深海科研材料和仪器设备的发展，各类万米水深级科研仪器的成功研制，深渊探测技术瓶颈被逐步突破.超水深、超高压已经不再是制约深渊区研究的阻碍，深渊科学正成为蕴含重大突破的最新前沿领域.开展深渊科学研究是我国占领国际海洋科学研究制高点的重要机会，对我国海洋科学事业的发展乃至国家整体科学创新实力的提高均有着重要的推动作用(中科院深渊研究团队，2016).深渊着陆器具有极强的多仪器搭载能力以及较高的回收成功率，作为研究深渊区的集合平台，具有结构简单、使用方便、成本低以及具备长时连续探测等优势(陈俊等，2017)，是研究海斗深渊区域最有力的研究工具.
探测器在深渊底部的确切位置是深渊探测的重要参数之一.由于光波和电磁波在海水中衰减极快，传播距离极为有限，远远不能满足深水通讯的需求(Woodward and Sari, 1996;蔡惠智等，2006)，依托于此的深海探测仪器的准确GPS定位很难实现.声波在海水中的传播性能远优于光波和电磁波，因此目前人们广泛使用声学定位系统对水下机器人、声纳设备、水下拖体等进行导航定位.水声定位法在深水区主要使用长基线定位系统(Kebkal and Mashoshin, 2017; Vickery, 1998)，基线长度一般为100~6000 m，国际上主流的长基线产品探测距离约8000 m，最大工作水深6000 m左右(IXblue, 2014; EvoLogics, 2014)，在万米水深海域难以有效应用.
由于缺乏合适的定位方法，有时也取投放和回收位置的中心点为深渊着陆器坐底位置.然而这一做法缺乏理论依据，虽然简单，但是却存在一些问题，是在无可用技术条件下的无奈之举.首先，海洋不同深度海流流速方向均有不同，着陆器上浮下潜过程中速度也有差异；着陆器在海底停留时间一般较长，坐底期间海流方向会有改变，因此仪器上浮下潜并不是一个镜像的过程，以中心点为坐底位置并不合理；其次，对于着陆器坐底位置是否可信没有行之有效的评估方法以及指标来分析其准确性，其结果的可靠性自然大打折扣.
本文介绍一种新的实验和测量方法，此方法使用深渊着陆器挂载OBS下潜到海底，结合船载气枪震源和OBS实测数据的走时反演方法(张莉等，2013)，对OBS和着陆器进行精确的坐底位置校正.地震波在海水中能够长距离传播，水深不影响此方法的校正精度；校正过程不涉及海流情况以及仪器下潜上浮过程中的运动速度，减少了引入误差的外部因素；并且能够通过校正前后的波形变化、校正过程产生的各项参数等，具体评估位置校正结果的可靠性.相较于以往的做法，此次实验的方法更为可信且更为准确.
1 万泉号着陆器挂载OBS潜次定位实验2017年1—3月，中科院深渊科考队搭乘深海所“探索一号”科考船前往马里亚纳海沟挑战者深渊附近海域，进行了包括海底地震仪、水下机器人、水下滑翔机、深渊着陆器等多项科考实验及仪器海试工作.为了解决深渊着陆器坐底位置难以确定的问题，临时决定进行一项全新的测量实验，其过程是把OBS固定在万泉号深渊着陆器上，一起下潜到万米水深的海底，下潜过程约需要5 h.然后以投放点为中心，在海面上做十字交叉的放炮测线，两段测线各长10 km，过渡线继续正常放炮，加上准备线，放炮测线总长度约30 km，前后约需要5 h.最后释放压载铁以及海底标志物，万泉号带着OBS上浮返回海面，上浮过程也需要约5 h，每次试验整个过程耗时约15 h.海面上的每个激发炮点都有精确的时间和位置记录，而OBS能精确记录每次放炮直达水波的到时，这些数据组合起来，可以获取OBS和着陆器在海底停留的精确位置.
本次实验所使用的万泉号深渊着陆器由中科院深海科学与工程研究所研发，最大工作水深11000 m，自重900 kg(空气中)，最大负载能力80 kg(海水中)，使用国产浮力材料，是挂载中小型深海仪器的理想平台.使用的海底地震仪为中科院地质与地球物理研究所研制的万米级OBS，最大工作水深11000 m，自重50 kg(空气中)，配置3分量宽频带速度传感器和1分量高频水听器，50 Hz采样率，自带声学应答和释放上浮装置，在着陆器挂载实验中，只使用其地震信号接收和记录的功能.万泉号挂载OBS的潜次，同时挂载了美国进口的SBE 19型CTD测量仪(Sea-Bird, 2016)，用以测量下潜过程中和坐底后的温度、盐度和深度参数.“探索一号”还装备了空气压缩机和气枪震源，震源系统由4支大容量1500 LL型号的BOLT气枪组成，单枪容量2.46×10-2m3，震源总容量9.83×10-2m3，在着陆器挂载OBS实验中，只使用了两支气枪.以上这些仪器和设备，在航次前期已成功海试验证和实际应用，为深渊着陆器定位实验的成功，提供了有力保障.
此次实验万泉号着陆器共5次挂载OBS下潜，其中第一个潜次进行万米级OBS的耐压和声学应答测试；后四个潜次进行了十字放炮，其中第二潜次因OBS进水未能取得有效数据；其余三个潜次圆满完成，取得了清晰可靠的记录数据.万泉号的抛载物上还捆绑了刻有HD-28等字样的塑料板，作为永久海底标志物.三次十字放炮作业测线均为南北向十字交叉分布(图 1)，炮线总长度(包括过渡线)约为90 km，气枪每45 s激发一次，航速约5 n mile/h，炮间距约110 m，放炮总数约1000炮.
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图 1 实验站位和十字测线放炮轨迹 底图根据多波束水深数据绘制(UNH CCOM, 2010)，紫色区域水深大于10800 m. Fig. 1 The experimental sites and the shooting trace of the cross-line The basemap is based on Multibeam Sonar Bathymetry Data (UNH CCOM, 2010), with a purple region water depth greater than 10800 m. |
OBS随万泉号上浮返回母船后，其中记录的原始数据经过下载整理和使用RAW2SAC程序进行数据解编处理.首先根据文件名将其起始时间写入SAC的数据头中，然后将包含垂直、水平1、水平2和水听器4个分量12字节时序排列的波形数据(分别记为BHZ、BHX、BHY和HYD)进行解编，最后按道序排列各自储存为标准的SAC格式数据，就可以用SAC软件(Goldstein P, Snoke A, 2005)显示连续波形和检查数据质量.另外要核对OBS两次GPS对钟之间的钟漂量，检查数据文件的外部时间和内部时间漂移(张佳政等，2018).图 2a是其中一个潜次OBS记录的全部波形数据，可以看到在约3.4 h的时间窗内，4个分量都记满了完整有效的的气枪信号，中间在5500 s处还碰巧记录到一个小地震事件.图 2b显示了单炮波形，可以看到气枪直达水波信号在垂直分量上起跳明显，振幅较大，主频在12 Hz左右，后至震相约6 Hz，叠加在0.2~0.5 Hz的低频噪音之上.
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图 2 WQ5潜次OBS记录到的四分量原始数据(a)全部波形记录; (b)第44炮的单炮波形. Fig. 2 The four-component raw data of WQ5 dive recorded by OBS (a) Full waveform recording; (b) The single-shot waveform of the 44th shot. |
取得了质量良好的波形数据，还要结合船载导航系统、计时系统和其他仪器设备所记录的辅助数据，才能正确有效地使用OBS记录到的原始数据.因此，在正式进入位置校正流程和步骤之前，需进行下面几项预处理和准备工作：
(1) 记录炮点的经纬度信息以及精确的时间信息.此次实验使用了HYPACK导航系统结合船载DGPS来精确定位每一次放炮时船舶的位置，精度可达到1 m级别.而气枪枪阵位于船载GPS后方120 m处，可以结合航向信息对枪阵位置做相应的校正(敖威等，2010)；使用GPS授时的计时器来记录每一次放炮的时间，时间信息精确到ms.
(2) 将SAC格式数据转换为SEGY格式和SU格式.将导航记录的精确炮点的位置和时间信息整理好后，依据UKOOA标准格式写入文件，选取合适的折合速度，就可以使用SAC2Y程序将连续波形的SAC格式数据按炮点时间(从UKOOA文件中读取)进行截裁处理转换为按地震道排列的SEGY格式数据，而后可使用地震处理软件包SU软件(Stockwell and Cohen, 2008)对其实现可视化，方便震相显示和后续走时拾取.
(3) 记录着陆器投放点的经纬度信息，作为初始值用于计算炮点偏移距.探索一号配备了高精度的动力定位系统，能够保证着陆器投放入水点的经纬度符合预设值.
(4) 获取实验海域的平均水声速度，用于位置校正参考.几次下潜作业着陆器均挂载全海深CTD，得到了全海深的声速剖面，处理后得到可靠的平均水声速度.此外，利用船载测深仪，结合多波束海底地形数据，得到了一套不同深度的水声平均速度.
(5) 提取较为精确的海底深度信息.实验海域已有多波束覆盖，网格精度达到200 m，可由此得到着陆器落点的深度参考信息.
上述数据预处理过程中，时间校正、格式转换和数据裁截使用了课题组的自编程序(张浩宇等，2019;赵明辉等，2004).炮点记时器有时会存在1 s的跳动误差，所幸在实际作业中，有3台计时器同时记录，并有一台陆地型便携式地震仪记录气枪激发的点火脉冲和甲板振动，几组独立记录的数据相互对比验证，可以消除偶尔出现的时间跳动.
3 着陆器位置校正 3.1 位置校正流程和步骤位置校正只需要使用从气枪炮点到OBS的直达水波信息，一般只使用Z分量数据就足够，其它3个分量作为备用和参考.由于仪器偏移距较小(< 5 km)，虽然实验海域水深较大(>10 km)，直达水波仍然非常清晰，我们使用Upicker程序(Wilcock, 1998; Holmes et al., 2007)拾取直达水波到时，程序中进行了5~20 Hz的零相位滤波.位置反演采用了蒙托卡洛方法结合最小二乘法，首先拾取OBS所记录数据的直达水波信息，利用海水平均声速和多波束水深数据进行二次时间校正，其次以投放点为中心，半径3 km范围内按标准正态分布随机生成数万个随机点(着陆器可能的坐底位置)，根据该点位与炮点之间的偏移距以及海水平均声速，计算出每一个点位的直达水波时间，利用二次曲线和最小二乘法拟合走时曲线，计算其与拾取的实际走时之间的均方根差(RMS).最小RMS值所在的点位就是着陆器可能的落点.为了排除偶然因素或者畸变点带来的误差，需要进行多次蒙托卡洛过程，选取最小RMS值点位的坐标为中心，以0.8的比例收缩范围，重复投点并计算，得到一个新的最小RMS值点位.再以新的点位为中心，重复以上过程，直到反演结果趋于稳定，即第N+1次反演的最小RMS值大于或等于第N次反演的最小值，则停止反演.第N次反演的最小RMS值点位即为位置校正得到着陆器坐底点位置.本次位置校正参考三维OBS折射地震探测中常用的方法，使用了前人的Matlab程序(敖威等，2010;张佳政等，2012;张莉等，2013)，具体流程如图 3.
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图 3 位置校正数据处理流程图 Fig. 3 Data processing flow chart of the position correction |
以WQ-3潜次的位置校正结果为例，最后一次蒙托卡洛反演的RMS值总体是以最小点为中心辐散分布(图 4a, b)，远离最小点位，RMS值变大.这与计算点位偏离实际落点越远、计算走时与理论走时不相符程度就越高是一致的.并未出现个别发散点或者畸形点，可以排除偶然因素引起的误差.因此最小RMS点可以代表一定误差范围内的着陆器实际坐底位置.
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图 4 WQ3潜次RMS值分布及校正前后波形对比图 (a) WQ3潜次RMS值分布等值线图；(b) WQ3潜次蒙托卡洛点和RMS值分布图；(c)、(d)分别为位置校正前后OBS记录直达波折合时间剖面图(垂直分量，带通滤波5~15 Hz). Fig. 4 RMS distribution and waveform comparison before and after correction of WQ3 dive (a) Contour map of RMS distribution; (b) Distribution of Monte Carlo points and RMS; (c), (d) Reduced time profiles from direct wave before and after correction respectively (Vertical component, band-pass filter 5~15 Hz). |
直达水波折合走时图像能够反映不同激发点的地震波传递到OBS的时间，在OBS两侧相同距离激发，地震波传播所需的时间应该相同，所以按偏移距排列的折合走时图像理论上是对称的.以反演结果作为OBS实际落点绘制直达水波折合走时图像，结果显示图像呈较好的对称形式(图 4d)，而从位置校正前的图像(图 4c)能明显地看出校正前的直达波走时曲线不对称.说明着陆器着底后的经纬度不同于投放点，校正后的位置更加接近深渊着陆器在海底的实际着陆点，位置校正的结果较好.
WQ4和WQ5潜次经过相似的计算分析，最终三个潜次的校正结果如表 1.
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表 1 万泉号位置校正结果 Table 1 Position correction results of Wanquan Lander |
从校正结果看，WQ3、WQ5两个潜次的着底点与回收点的偏移方向大体一致，WQ4潜次着底点位置与回收点位置偏移方向几乎是相反(图 5)，造成的原因可能是着陆器还进行了其他的观测试验，在海底时间较长，着底期间工区的海流方向发生了变化.WQ5潜次着陆器偏移距离较大，可能是WQ5潜次投放作业期间，区域的海流较其他作业时更大而导致.
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图 5 万泉号投放、回收以及位置校正结果 Fig. 5 Deployment, recovery and position correction results of Wanquan Lander |
位置校正的精度与数据的敏感度有密切关系，图 6表示分别为经过位置校正后的直达水波走时曲线(图 6a)与将坐底位置沿测线方向移动20 m后得到的直达波走时曲线(图 6b)，图中直线处指明，在位置调整20 m的情况下，OBS记录直达波走时曲线的对称性已经有了变化，左图的波形对称性要优于右图.说明OBS记录的波形数据敏感度高，足够反映20 m的位置偏移造成的影响，能满足高精度位置校正的需求.
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图 6 直达波折合时间剖面图对比(垂直分量，带通滤波5~15 Hz) (a) OBS位于校正位置时所绘制的直达波折合时间剖面；(b)将校正位置移动20 m所绘制的直达波折合时间剖面. Fig. 6 Comparison of reduced time profiles from direct wave (a) Reduced time profiles from direct wave obtained while OBS located in the actual landing position; (b) Reduced time profiles from direct wave obtained while OBS located in 20 meters away from the actual landing position. |
图 7是以反演所得坐底位置为中心所做的RMS分布剖面.沿着东西向剖面，RMS值为线性分布，不存在畸变点，沿南北向剖面的情况相似；随着点位逐渐接近实际坐底位置，RMS值逐渐减小.因此RMS值的大小，可以反映出点位所在位置偏离实际落点的程度.RMS值越小则该点位越接近真实的落点.
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图 7 三个站位的RMS东西向分布剖面图 Fig. 7 East-west RMS distribution profile of three sites |
最小RMS值可以量化评估走时曲线的重合程度，是判断位置校正结果的标准之一(敖威等，2010).RMS值越小，说明计算走时曲线与实际走时曲线越吻合，该点位越接近真实的着陆器落点.三个潜次反演得到的最小RMS值均在10 ms以下.这说明在校正后的位置，拟合直达水波走时与理论直达水波走时一致程度很高，校正结果可视为着陆器的真实坐底位置.
4.3 最小RMS值收敛情况三个潜次的校正过程中蒙托卡洛法生成正态分布随机点的次数分别为11、6、11次，每次反演均可得到一个该次的最小RMS值点位.WQ3以及WQ4潜次，初次反演所得到的最小RMS值点位已经接近最终结果(图 8a, b)；WQ5潜次由于漂移距离较远，初次反演所得的点位距离比较大，不过在三到四次反演之后，所得到的最小RMS值点位就能很快收敛至实际落点周围20 m范围之内(图 8c)，反演结果收敛性很好.
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图 8 历次蒙托卡洛过程最终点位分布以及最小RMS值 图(a, b, c)中，虚线三角代表每次蒙托卡洛过程得到的最小RMS值点位；实线三角为最终结果位置；图(a, b)中的虚线圆圈为以最终结果为原点的半径20 m的圆形区域；图(c)中的实线圆圈区域为最后一次反演的蒙托卡洛点分布范围(半径约260 m).图(d, e, f)为历次迭代反演过程中的最小RMS值变化情况. Fig. 8 The final position distribution and the minimum RMS values of each Monto Caro process In Figures (a, b) and (c), the dotted triangles represent the minimum RMS value points obtained from each Monte Carlo process; the solid triangles are the final positions; the dotted circles in Figure (a, b) are a circular area with radius of 20 m and centered the final result; the solid circle area in Figure (c) represents the point distribution of last Monto Carlo inversion (approximately 260 m radius). Figures (d, e) and (f) are the minimum RMS values during previous iterative inversions. |
蒙特卡罗算法不仅本身计算精度高，其计算结果也是非常稳定(图 8d, e, f).即使选用不同的初始条件(水声速度调整为极端状况下的1570以及1530)进行校正，其结果也比较一致(表 2)，偏移距离的差值在20 m以内，其最小RMS均保持在10 ms以下.说明这一方法具有较高的准确度，位置校正的结果稳定可靠.
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表 2 不同参数反演结果对比 Table 2 Comparison of inversion results from different parameters |
海斗深渊区的海底精确定位一直是困扰科学家的难题，传统的长基线声学方法在水深大于6000 m海域较难实现，原因一是频率较高的声学信号在水中的传播距离有限，二是长基线声学站位布设在海底，不但投放和回收成本巨大，其本身的定位也是一个问题(张庆国等，2016).本次定位实验的十字放炮测线，相当于在海面布设了一个倒置的超长基线阵列，而测线上的每个炮点，相当于一个声学单元，类似于浮标式的水面长基线定位系统(江南等, 2004).由于测线和炮点位于水面，容易布设，容易通过DGPS精确定位和授时；而密集的炮点，有利于地震信号的同相轴追踪和对称性比较，以及走时数据的统计分析和反演计算，从而获得较高精度的海底位置.
十字放炮测线沿N-S和E-W两个方向布设，是为了便于校正着陆器X-Y两个方向的漂移量.十字放炮测线的设计长度要与水深尺度大致相当，并以覆盖着陆器可能的最大漂移距离为标准，以前在南海和印度洋的OBS探测中，仪器漂离量最大为2 km (敖威等，2010;张佳政等，2012;张莉等，2013)，着陆器的重量和载荷更大，可能漂离量会小一些，但海斗深渊区的水深较大，下潜过程时间漫长，因而又会增加漂离的距离.另外，理论推算和实际资料处理显示，在常用的折合速度6.0 km·s-1情况下，偏移距为3 km附近的走时数据对深渊海区坐底位置的微小变化最为敏感.综合上述几个因素，放炮测线长度设计为10 km，位于投放点的上下左右各5 km，是比较合理可行的.3个实测结果显示最大漂移距离为860 m，敏感区段数据完全覆盖有效，也部分验证了实验方案的合理性.
本文使用的蒙托卡洛反演方法，容易找到走时残差的最小值点，再结合最小二乘法，对直达水波的双曲线型走时曲线进行拟合，可以获得坐底点水深和水声平均速度的信息，并使走时残差接近于零.在反演过程中，由于水深和水声速度有较强的关联性，这组数据的误差和多解性较大，但是，这种误差和多解性对于坐底点平面位置的反演结果影响不大，只要蒙托卡洛方法找到走时残差的最小值点，坐底点的经纬度就能精细确定.同理，使用水体平均声速或一维声速剖面影响也不大，只要水声速度是水平层状结构、坐底点两侧测线炮点到时是对称就行.有一种情况，在10 km×10 km的测区范围内，水体声速是三维变化的，对坐底点的平面位置反演会有较大影响，但这种情况毕竟出现较少，并且水体声速三维变化的量很小，可以忽略不计.
深渊着陆器坐底位置的反演计算，按常理是把投放入水点作为初始值，然后计算下潜过程中的漂移量，但实际上OBS记录的炮点到时只与最后的坐底位置有关，与反演计算的初始位置无关，即使初始点选在十字测线以外，也能反演计算得到真实的坐底位置，只是计算过程稍慢一些，有点像WQ5的反演计算过程.本文反演方法获得的水深数据不是很准确，一般是获得平面坐标后，从多波束数据中提取水深值.但多波束水深也有误差，其水深值也依赖于水体声速剖面的准确性，马里亚纳海沟挑战者深渊附近有几套多波束数据(Fryer at al., 2003; Nakanishi and Hashimoto, 2011;刘方兰和曲佳，2013; Gardner et al., 2014)，早期的数据误差较大，最新两组数据之间的误差也有25 m左右，同时它们的水深值比CTD测量的水深值普遍大20~60 m.万泉号下潜过程中，挂载有SEB 19型CTD测量仪，其万米水深的测量精度可达±2 m.所以，深渊着陆器在海底三维坐标的最佳测量，是地震方法和CTD测量相结合.
根据本次实验的结果和以上的分析讨论，我们得到以下的认识和结论：
(1) 借助OBS和大容量气枪对深渊着陆器进行精确的位置测量非常成功，此方法突破了水深限制，可能会发展成为一种新的深渊定位测量方法.
(2) 本文完成了马里亚纳海沟挑战者深渊区域三个潜次的着陆器的位置校正，偏移量分别为211 m、178 m和861 m，偏移方向各不相同，位置校正的误差在20 m以内.
(3) 通过此次着陆器的定位实验同时确定了三个海底标志物在海底的精确位置，可作为未来的潜器科考可靠可信的水下参考坐标.
致谢 本项实验得益于丁抗老师的创新灵感和全力支持，感谢中科院深渊科考队在航次中的辛苦工作，以及“探索一号”船长与全体船员的努力和配合，庞新明、杜峰和张浩宇等同学在数据处理及计算模拟方面给予了无私的帮助，两位匿名审稿专家提供了建设性的修改意见.
Ao W, Zhao M H, Qiu X L, et al. 2010. The correction of shot and OBS position in the 3D seismic experiment of the SW Indian Ocean Ridge. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 53(12): 2982-2991. DOI:10.3969/j.issn.0001-5733.2010.12.022 |
Cai Z H, Liu Y T, Cai H, et al. 2006. Acoustic communication and its recent progress. Physics (in Chinese), 35(12): 1038-1043. |
Chen J, Zhang Q F, Li J, et al. 2017. Research on the application of the hadal lander technology in the Mariana trench. Journal of Ocean Technology (in Chinese), 36(1): 63-69. |
EvoLogics. 2014. S2C Beacon, underwater acoustic communication system. https: //evologics.de/lbl.
|
Fryer P, Becker N, Appelgate B, et al. 2003. Why is the challenger deep so deep?. Earth and Planetary Science Letters, 211(3-4): 259-269. DOI:10.1016/S0012-821X(03)00202-4 |
Gardner J A, Armstrong A A, Calder B R, et al. 2014. So, how deep is the Mariana Trench?. Marine Geodesy, 37(1): 1-13. DOI:10.1080/01490419.2013.837849 |
Goldstein P, Snoke A. 2005. SAC availability for the IRIS community. Incorporated Research Institutions for Seismology Newsletter, 7(UCRL-JRNL-211140). https://seiscode.iris.washington.edu/projects/sac.
|
Holmes R C, Webb S C, Forsyth D W. 2007. Crustal structure beneath the gravity lineations in the Gravity Lineations, Intraplate Melting, Petrologic and Seismic Expedition (GLIMPSE) study area from seismic refraction data. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 112(B7): B07316. DOI:10.1029/2006JB004685 |
IXblue. 2014. RAMSES, next-generation long baseline medium frequency and low frequency positioning systems. http://www.ixblue.com/products/ramses.
|
Jamieson A J, Fujii T, Mayor D J, et al. 2010. Hadal trenches: The ecology of the deepest places on Earth. Trends in Ecology & Evolution, 25(3): 190-197. |
Jiang N, Huang J G, Li S. 2004. A new long base line underwater positioning technique. Chinese Journal of Scientific Instrument (in Chinese), 25(S3): 77-80. |
Kebkal K G, Mashoshin A I. 2017. AUV acoustic positioning methods. Gyroscopy and Navigation, 8(1): 80-89. |
Liu F L, Qu J. 2013. Seafloor topography and bathymetric survey of the challenger deep of Mariana trench. Marine Geology Frontiers (in Chinese), 29(4): 7-11. |
Nakanishi M, Hashimoto J. 2011. A precise bathymetric map of the world′s deepest seafloor, Challenger Deep in the Mariana Trench. Marine Geophysical Research, 32(4): 455-463. DOI:10.1007/s11001-011-9134-0 |
Sea-Bird. 2016. Features and specifications of SBE 19plus V2 SeaCat Profile CTD. https://www.seabird.com/profiling/sbe-19plus-v2-seacat-profiler-ctd/family?productCategoryId=54627473770.
|
Stockwell J W, Cohen J K. 2008. The new SU user′s manual. Colorado School of Mines.: 1-153. http://web.mit.edu/cwpsu_v44r1/sumanual_600dpi_letter.pdf.
|
Team of Strategic Priority Program of on Frontier Study on Hadal Science and Technology. 2016. Open a door to the hadal trenches—progress on frontier study on hadal science and technology. Bulletin of Chinese Academy of Sciences (in Chinese), 31(9): 1105-1111. |
UNH CCOM (University of New Hampshire, Center for Coastal and Ocean Mapping). 2010. Multibeam Sonar Bathymetry Data collected aboard Sumner (SU10-2). NOAA National Centers for Environmental Information. http://ccom.unh.edu/data/northern-mariana-islands-mariana-trench-south-bathymetry.
|
Vickery K. 1998. Acoustic positioning systems. A practical overview of current systems. Proceedings of the 1998 Workshop on Autonomous Underwater Vehicles. Cambridge, MA, USA, USA: IEEE, 5-17. doi: 10.1109/AUV.1998.744434.
|
Wilcock W. 1998. Upicker Version 1. 1 Beta. University of Washington. http://faculty.washington.edu/wilcock/?page_id=39.
|
Wolff T. 1970. The concept of the hadal or ultra-abyssal fauna. Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts, 17(6): 983-1003. DOI:10.1016/0011-7471(70)90049-5 |
Woodward B, Sari H. 1996. Digital underwater acoustic voice communications. IEEE Journal of Oceanic Engineering, 21(2): 181-192. DOI:10.1109/48.486793 |
Zhang H Y, Qiu X L, Zhang J Z, et al. 2019. Time record and accurate correction of Chinese OBS raw data. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 62(1): 172-182. DOI:10.6038/cjg2019L0715 |
Zhang J Z, Qiu X L, Zhao M H, et al. 2018. Abnormal data retrieval of three-dimensional OBS survey at the Bashi Channel area of the South China Sea. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 61(4): 1529-1538. DOI:10.6038/cjg2018L0268 |
Zhang J Z, Zhao M H, Qiu X L, et al. 2012. OBS seismic data processing and preliminary results on the hydrothermal field of the Southwest Indian Ridge. Journal of Tropical Oceanography (in Chinese), 31(3): 79-89. |
Zhang L, Zhao M H, Wang J, et al. 2013. Correction of OBS position and recent advances of 3d seismic exploration in the central sub-basin of South China Sea. Earth Science—Journal of China University of Geosciences (in Chinese), 38(1): 33-42. DOI:10.3799/dqkx.2013.004 |
Zhang Q G, Yao Q S, Huang Q P, et al. 2016. The array calibration method for bottom-mounted underwater long baseline acoustic tracking system. Technical Acoustics (in Chinese), 35(5): 408-413. |
Zhao M H, Qiu X L, Xia K Y, et al. 2004. Onshore-offshore seismic data processing and preliminary results in South China Sea. Journal of Tropical Oceanography (in Chinese), 23(1): 58-63. |
敖威, 赵明辉, 丘学林, 等. 2010. 西南印度洋中脊三维地震探测中炮点与海底地震仪的位置校正. 地球物理学报, 53(12): 2982-2991. DOI:10.3969/j.issn.0001-5733.2010.12.022 |
蔡惠智, 刘云涛, 蔡慧, 等. 2006. 第八讲水声通信及其研究进展. 物理, 35(12): 1038-1043. DOI:10.3321/j.issn:0379-4148.2006.12.011 |
陈俊, 张奇峰, 李俊, 等. 2017. 深渊着陆器技术研究及马里亚纳海沟科考应用. 海洋技术学报, 36(1): 63-69. |
江南, 黄建国, 李珊. 2004. 长基线水下目标定位新技术研究. 仪器仪表学报, 25(S3): 77-80. |
刘方兰, 曲佳. 2013. 马里亚纳海沟水深探测及"挑战者深渊"海底地形特征. 海洋地质前沿, 29(4): 7-11. |
张浩宇, 丘学林, 张佳政, 等. 2019. 国产海底地震仪的时间记录与原始数据精细校正. 地球物理学报, 62(1): 172-182. DOI:10.6038/cjg2019L0715 |
张佳政, 赵明辉, 丘学林, 等. 2012. 西南印度洋洋中脊热液A区海底地震仪数据处理初步成果. 热带海洋学报, 31(3): 79-89. |
张佳政, 丘学林, 赵明辉, 等. 2018. 南海巴士海峡三维OBS探测的异常数据恢复. 地球物理学报, 61(4): 1529-1538. DOI:10.6038/cjg2018L0268 |
中科院深渊研究团队(中国科学院海斗深渊前沿科技问题研究与攻关战略性先导科技专项研究团队). 2016. 开启深渊之门——海斗深渊前沿科技问题研究与攻关先导科技专项进展. 中国科学院院刊, 31(09): 1105-1111. |
张莉, 赵明辉, 王建, 等. 2013. 南海中央次海盆OBS位置校正及三维地震探测新进展. 地球科学—中国地质大学学报, 38(1): 33-42. |
张庆国, 要庆生, 黄其培, 等. 2016. 座底式长基线水声跟踪系统校阵方法研究. 声学技术, 35(5): 408-413. |
赵明辉, 丘学林, 夏戡原, 等. 2004. 南海东北部海陆联测地震数据处理及初步结果. 热带海洋学报, 23(1): 58-63. DOI:10.3969/j.issn.1009-5470.2004.01.008 |