水聲信號(hào)處理和聲吶技術(shù) · 發(fā)展現(xiàn)狀和展望 專(zhuān)題序 言

海洋是人類(lèi)的搖籃，地球表面的 70% 以上被海洋所覆蓋。我國(guó)是名副其實(shí)的海洋大國(guó)，黨的十八大已經(jīng)把建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)作為國(guó)家戰(zhàn)略。習(xí)近平總書(shū)記指出，“要進(jìn)一步關(guān)心海洋，認(rèn)識(shí)海洋，經(jīng)略海洋，推動(dòng)我國(guó)海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)不斷取得新成就”。

水聲是人類(lèi)迄今為止所知道的唯一能在海洋里遠(yuǎn)距離傳播的能量形式。其他物理媒介，如可見(jiàn)光、電磁波、激光等在海水里傳播時(shí)會(huì)很快衰減，無(wú)法傳向遠(yuǎn)方。因此，聲吶技術(shù)是獲取、利用、處理海洋信息的重要手段，在國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有獨(dú)特的作用。聲吶技術(shù)是一門(mén)發(fā)展迅速、需求推動(dòng)力強(qiáng)大、應(yīng)用前景異常廣闊的學(xué)科。在聲學(xué)領(lǐng)域的眾多分支學(xué)科中，沒(méi)有其他學(xué)科像水聲學(xué)那樣，其發(fā)展受著戰(zhàn)爭(zhēng)需求的推動(dòng)。反過(guò)來(lái)，水聲學(xué)的發(fā)展又為水下戰(zhàn)武器裝備的研制和創(chuàng)新注入活力?，F(xiàn)代聲吶的發(fā)明要早于雷達(dá)，但是公眾對(duì)聲吶的了解遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如雷達(dá)，這是因?yàn)槁晠仍谲娛律现饕糜趯?duì)水面艦艇、潛艇的探測(cè)，近代則擴(kuò)展到水下預(yù)警、反蛙人等，因而聲吶被披上了神秘的面紗。

在民用領(lǐng)域，聲吶技術(shù)是了解海面、水體、海底各種參數(shù)的重要手段，包括聲速剖面、溫鹽深分布、海流、內(nèi)波、中尺度渦、海底地貌/地形等。聲吶設(shè)備還用于海底科學(xué)觀(guān)測(cè)網(wǎng)、海底油氣田勘探、海難救助、水下考古、海洋災(zāi)害預(yù)警等方面。在國(guó)家安全領(lǐng)域，聲吶設(shè)備安裝于各種不同的平臺(tái)，包括水面艦艇、潛艇、直升機(jī)、無(wú)人/載人潛器、岸站、魚(yú)雷、水雷等，發(fā)揮著信息收集、遠(yuǎn)程預(yù)警、目標(biāo)定位和識(shí)別、導(dǎo)航、近程/遠(yuǎn)程武器引導(dǎo)等作用。

我國(guó)是一個(gè)海洋大國(guó)，但還不是海洋強(qiáng)國(guó)。發(fā)展聲吶技術(shù)對(duì)海洋資源開(kāi)發(fā)、海洋環(huán)境保護(hù)、海洋災(zāi)害預(yù)警以及國(guó)家安全具有重大意義。水聲學(xué)的理論和技術(shù)是海洋開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面最重要的支撐力量之一，具有不可替代的地位。國(guó)防水聲學(xué)的發(fā)展需要國(guó)家層面長(zhǎng)周期的大投入，有一定風(fēng)險(xiǎn)。聲吶技術(shù)的發(fā)展一方面要?jiǎng)?chuàng)新思維，堅(jiān)持自力更生的道路，另一方面又要借鑒世界先進(jìn)技術(shù)。

當(dāng)今世界上充滿(mǎn)著合作與競(jìng)爭(zhēng)，而海洋的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)際上是高技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)既是陸地大國(guó)，也是海洋大國(guó)，擁有廣泛的海洋戰(zhàn)略利益。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)海洋事業(yè)總體上進(jìn)入了歷史上最好的發(fā)展時(shí)期，海洋也必將成為決定我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和政治地位的極其重要的因素之一。

我國(guó)國(guó)防水聲學(xué)的研究工作始于1956年，在汪德昭、馬大猷、應(yīng)崇福等老一輩科學(xué)家的帶領(lǐng)下，一批批年輕的科研工作者獨(dú)立自主開(kāi)展水聲學(xué)研究，使我國(guó)在“國(guó)際聲學(xué)大合唱”中占據(jù)了一席之地。深入的基礎(chǔ)研究是聲吶技術(shù)創(chuàng)新的源泉，回顧聲吶發(fā)展的歷史就可以證明這一點(diǎn)。2018年，習(xí)近平總書(shū)記在海南考察時(shí)指出，一定要向海洋進(jìn)軍，加快建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)，推動(dòng)我國(guó)海洋科技全面發(fā)展。只有技術(shù)創(chuàng)新才能實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，聲吶設(shè)計(jì)者在21世紀(jì)初處于這樣一種充滿(mǎn)機(jī)遇和挑戰(zhàn)的年代中，一定能取得新的突破、新的成功。