首页
哈尔滨工程大学水声通信与定位技术创新团队在冰上做实验。学校供图
本报记者 曹曦 通讯员 金声 霍萍
■走在教育强国大路上支撑高水平科技自立自强
■团队深耕科研领域，在万米深海定位、极地冰下环境跨域通信、深远海水下通信定位一体化网络等方面主动担当作为，为“奋斗者”号、“蛟龙”号等国之重器提供可靠的水下通信与定位技术保障
■团队研发了一系列设备，使深海装备“耳聪目明”，精准定位水下目标，让“大海捞针”的传说变为现实；准确收发深海信号，让海底也能实现“打电话”
仲夏时节的哈尔滨工程大学校园里，花香四溢、生机盎然。该校水声通信与定位技术创新团队的成员们，却无暇观赏绿荫花海，而是忙碌在各自的科研攻关岗位上。这个刚荣获第28届中国青年五四奖章的团队，成员平均年龄只有35岁。
“耐得住寂寞，坐得住冷板凳”是哈工程师生对水声通信与定位技术创新团队的评价。多年来，该团队深耕科研领域，在万米深海定位、极地冰下环境跨域通信、深远海水下通信定位一体化网络等方面主动担当作为，为“奋斗者”号、“蛟龙”号等国之重器提供可靠的水下通信与定位技术保障，将“哈军工”精神镌刻在祖国的蓝色海疆。
极深海底蹚出创新之路
探索深海的国之重器不但“看”得准，还能“听”得清，这是哈工程一代代水声人追逐奋斗的目标。水声通信与定位技术创新团队研发了一系列水声领域“拳头”设备，使深海装备“耳聪目明”，精准定位水下目标，让“大海捞针”的传说变为现实；准确收发深海信号，让海底也能实现“打电话”，为海洋强国建设提交了一份份优秀的成绩单。
“团队研制的系列水声高端装备，能为万米之下的深海潜器精确定位，探幽极地冰层水下信息，打造深远海水下互联网……”在哈尔滨工程大学副校长殷敬伟看来，这是一支勇闯科研无人区、善于挑战极限的青年科教先锋队。
20多年前，中国的水下装备安装的水声定位系统基本依赖进口，中国的深海水下定位技术基本处于空白。为了改变这种受制于人的局面，2000年起，哈工程教授孙大军带领一群青年教师从基础理论研究做起，展开攻关，一步步实现了从原始理论到技术研发再到实际应用的全链条科技创新，建起中国水声定位的“大厦”。
伴随着中国载人和无人深海潜器不断挑战极限，团队不断攻克技术难关。“起初，国外同行得知我们的技术目标是相当于‘大海捞针’的亚米级目标定位，都觉得不可思议，认为这是不可能做到的，但我们认为只要努力没有什么是做不到的。”2004年，哈工程教授郑翠娥还在读研时期就参与了深海水声定位系统的研究。
随着中国载人和无人深海潜器不断挑战极限，团队面临的新问题新挑战也不断增加。“水下复杂环境对声信号传播影响严重，水声通信往往难以满足探索海洋的实际需求。”水声工程学院院长乔钢说。他带领青年骨干突破各种难题，发明了水下多用户、全双工的水声通信方法，研制了国际上首创的具有全双工通信能力和组网能力的水声通信机，解决了过去水下声通信中收发不能同时进行的问题，让水声通信从“对讲机”时代走进“电话机”时代。
如今，该团队研发的多型深海高精度水声定位系统已经装配于多数中国科考船上，为深潜探渊数千米的“蛟龙”号、“深海勇士”号和坐底万米的“奋斗者”号、“悟空”号装上如炬的“眼睛”，为众多国之重器研发的水声定位系统可以精准定位范围在1米以内的目标，助力中国人自立自强实现“五洋捉鳖”的梦想。
探路“冰上丝绸之路”
地球上存在数千年的幽蓝色纯净的北极冰川之下有哪些奥秘？全球温室效应之下对冰川的消融有哪些影响？……2023年，搭载科研团队自主研发的多波束冰形探测声纳，哈工程“星海1000”极地探测无人潜器深潜于北极冰盖之下，我国科研人员首次清晰地观测北极海冰冰底形态，获取了大量关键海洋参数信息，丰富了北极海洋信息数据库。
水声通信与定位技术创新团队在极地冰盖之下，奋力发展海洋新质生产力。“每完成水声领域一项技术突破，就可以推进海洋强国建设与海洋命运共同体建设前进一步。”殷敬伟介绍，该团队不断开拓创新，将探索的目光瞄准极地，自2014年起，殷敬伟带领团队在国内率先开展冰下声场特性及冰下探测与通信技术研究，尤其是跨冰层介质的冰下通信、探测与定位一体化技术，为“冰上丝绸之路”探路。
青春就是要敢打敢拼。由于北极海域覆盖着厚厚的冰盖，开展冰下水声科研难度极大，且我国极地声学领域研究近乎空白，团队面对未知的科研领域不但没有退缩，反而斗志昂扬。
在殷敬伟的带领下，团队成员冒着冬季低温严寒破冰做测试，开展极地特殊环境中水声技术的基础理论、关键技术和设备研制方向的开拓，牵头启动了相关重大专项论证，多次组织实施冰下声学试验，验证相关理论模型和关键技术，有力推动了我国极地声学领域的技术发展。
极地声学试验到底应该怎么做？为获取极地水声第一手研究数据，2018年，团队韩笑教授赴极地开展科学考察，采用哈工程团队自主研发的实验仪器设备，在极寒天气下，顶着8级大风冒险攀爬结冰的绳梯往返于“雪龙”号和冰上作业区，开展极地冰下噪声场、声传播特性、冰下水声通信等方面的研究，取得大量珍贵冰下声学试验数据，解决了极地冰下稳健水声通信和跨冰层介质通信难题，大大提升了我国认识极地、保护极地和利用极地的能力。
甘坐“冷板凳”，勇闯“无人区”，该团队勇于挑战科学和技术难题，瞄准极地立体观测国家重大需求，潜心钻研，填补国内技术空白。自主研发的多波束冰形探测声纳开展冰下冰形冰貌探测，为人类探索极地未知领域提供了有力的技术支撑。
“中国的版图形状，常有人说像一只雄鸡，而在我们哈工程人的眼里，它就是一支熊熊燃烧的火炬，300多万平方公里的海洋国土，是这把火炬的托盘和手柄，水声人的情感、命运始终与这300多万海洋国土息息相关，我们愿意将自己的青春年华融入海洋国土的守卫和建设中。”在日前举行的“中国青年五四奖章百场宣讲暨黑龙江省优秀青年典型百场宣讲”启动仪式上，韩笑的宣讲赢得了阵阵掌声。
筑牢“水下国门”
他们无畏40摄氏度烈日和60摄氏度甲板的双重炙烤；他们无畏零下30摄氏度的极地寒冷；他们无畏风高浪急的颠簸与眩晕……“做人做事做学问，是每个水声人的精神传承和人生境界。”
1953年，新中国创建第一所高等军事工程院校“哈军工”，随后，我国首个理工结合的水声专业应运而生，编写教材、边教边学，一代代水声人“在战斗中成长”，开启了逐梦深海的水声篇章。
作为水声工程专业的发源地，哈工程以杨士莪院士为代表的老一辈水声人创造了多项共和国第一。以杨德森院士为代表的一代科研工作者塑造了“中国水声力量”，赓续着老一辈的科研初心。一代代哈工程师生始终坚守着“守护那一片蔚蓝”的家国情怀。
“选择了水声专业，就意味着要把‘为船为海为国防、做人做事做学问’的忠诚与梦想刻入心灵、融入血脉、化为行动。”水声通信与定位技术创新团队始终奋战在科研第一线，奉献于海洋强国事业。
由于开展的科研几乎都是中国乃至世界水声领域的“无人区”，需要从零开始啃下硬骨头，这让团队练就了一副“好牙口”；由于承担的往往是涉及国之重器、实际应用的“硬核”技术项目，这让团队练就了一身“硬功夫”。
然而，“好牙口”“硬功夫”的背后，往往是巨大的挑战与压力，这锻造了团队永不放弃的信念。10余年前的一段往事郑翠娥记忆犹新，当时团队承担了为科考船研发超短基线定位系统的国家项目。在实验室里，团队经过无数次的原理计算、水池实验，没有任何问题，可是到了复杂多变的深海环境，就是抓不到信号，无法稳定跟踪。大家连续忙活了几天，依然无果，都感觉快支撑不住了，孙大军却十分坚定，废寝忘食地一遍遍反复排查、调整参数，最后终于解决了问题。
走进远洋深海、海岛边陲，年均试验时间超200天……这样的“离家出走”是团队的工作日常。“奋斗者”号在2020年成功坐底万米之下的马里亚纳海沟时，团队成员承受着恶劣海况和晕船带来的身体不适，一边呕吐一边为潜器深海定位做保障，近30天的科考结束时，平均每人瘦了10余斤。“深海试验的周期都很长，常常在海上一漂就是一两个月，这对心理和生理都是一个挑战”，刚参加完海试的博士生王蕴聪说。有时候晕船，大家站都站不起来，常常是旁边放一个桶，“吐一口，记录一笔数据……”。
“学了水声就要干水声，要有筑牢‘水下国门’的定力。”这是殷敬伟常说的一句话，也是团队每个人坚持的日常。
在一次次从技术走向应用的艰难磨砺中，团队不断完善、积累了创新的经验和勇气，更打磨出坚守信念、吃苦耐劳的科研风格，成长起一批批有着超强意志的哈工程水声人。
“以祖国需要为第一需要，以国防需求为第一使命是哈尔滨工程大学师生不变的价值追求，科研人员发扬‘哈军工’优良传统，紧贴强国强军需要，为建设教育强国、科技强国和人才强国再立新功。”哈尔滨工程大学校长宋迎东说。