福建省图书馆

通常意义下的海洋物理，包括了海洋声学、海洋光学、海洋热学和海洋电磁学，其中以海洋声学最为成熟，应用最广泛。福建省的海洋物理研究工作也集中于此。
  海洋声学是一门以研究海水中声传播规律为主的学科。由于海水介质不断处于运动变化之中，海洋声学参数，如海水声传输速度、海面和海底声学特性以及海洋中存在的噪声等等也具有随机时空变化的特性。因此，对各海区声传输特性的研究，不但是介质中波传输基础理论的一个重要内容，也是水声探测设备设计和正确使用的理论基础，具有重要的学术意义和现实意义。福建省海洋声学的研究工作如下述（一）至（四），主要以厦门浅海水域为主，对其他浅海水域有一定的参考价值。
  水声技术是海洋技术的重要方面，它作为一种先进的海中通讯和探测手段，广泛地使用于海洋学科的各个领域和海军现场活动中。
  福建省从20世纪60年代起就注意了利用水声技术进行多种水声仪器的研制，是中国较早开展这方面工作的省份，并取得一系列的研究成果，如下述（六）至（十三）。有些水声仪器发挥了和正在发挥着较好的经济效益和社会效益，但也有不少水声仪器研制的科研成果未能转化成产品。
  （一）台湾海峡声速分布特性研究
  海水中的声速是研究声波在海水中传输的最基本物理量之一。声速是海水温度、盐度和静压力的函数，具有明显的时空变化。1962～1978年，国家海洋局三所研制成功本节（六）所介绍的三种类型的声速仪。在声速现场测量的基础上，分析了台湾海峡西部海域和南海中部的声速分布特性及其对声传输的影响，获得了声道分布等有价值的资料，对海洋声学等的理论研究和实际应用有较高的参考价值。
  1984年2月至1985年2月，国家海洋局三所结合台湾海峡西部海域综合调查，进行该海区的声速调查，每季节出海观测一次。此次调查采用声速仪在海上观测取得声速数据的第一手资料，而不是由海水的温、盐、深资料按经验公式换算。与美国在台湾海峡东部进行的声速调查一样，发现该海区由温、盐、深换算的声速与声速仪测量值有不少偏差，平均偏差达1.1米/秒，偏高占绝大多数。这是因为换算表是依大洋声速经验公式制定的，对于浅海区调查的实用性就有一定限制。在声速调查报告中，初步分析了台湾海峡西部海域声速分布概况和特征，包括水平分布、断面分布和垂直分布特征。发现春季在海域的北部存在着浅海声信道，指出冬季有时出现很强的声速跃层，过去用水文历史资料换算的声速分布尚无此记录。此外尚发现该海区有时存在水中反声道和声道一反声道混合型的声速分布，说明台湾海峡西部海域声速分布状况是复杂而多变的。这除了太阳辐射的影响外，与海域内的3个水系：黑潮支流、南海水和闽浙沿岸水的活动有关。而且从分析资料看，声速分布与水文特征是一致的，可做相互印证。少数不一致之处，也许蕴藏着海洋中某种新的信息，值得进一步探索。
  由于条件限制，此次调查尚有不足之处，如缺少周日连续观测；因船速低，跑大面的时间较长，这对资料的质量有一定影响。
  1982～1986年，国家海洋局三所还完成南海中部声速专业调查。经海洋局主持评审，认为在声速时空分布基础上，获得了深海声道珍贵资料，对海洋声学的研究和实际应用有较高的参考价值。
  （二）海中鱼群和悬浮泥砂散射特性及其反演可能性研究
  1.海洋生物声散射特性及其应用研究
  1982年6月至1986年12月，国家海洋局三所对海洋生物的散射特性及其在识别鱼群特性上的应用进行了研究。主要进行了两方面的工作：
  鱼体解剖特性的高分辨率声学测量。设计并制作了聚焦换能器和测量系统，并对多种鱼类的声学解剖特性作了测量，得到高分辨率鱼体声散射模型。测量结果指出鱼的反向散射与鱼的解剖特征紧密相关。研究了鱼的解剖特征和鱼回波幅值概率密度函数中与鱼的种类有关的参数之间的关系。
  用计算机和现代数字信号处理技术对鱼群回波信号进行处理，成功地用二参数的广义瑞利概率密度分布函数来模拟回波不重迭情况下的回波峰值幅度的概率分布。这种处理方法有可能提供在回波不重迭条件下的鱼的平均密度和鱼的声学长度这两个重要参数。这些参数对水产捕捞业和海洋生物资源调查研究都是有意义的。
  2.由声反向散射信号反演水中悬浮泥砂浓度的研究
  江、河和近岸的海水中，悬浮泥砂的含量是重要的海洋环境要素之一。根据声的反向散射强度与悬浮泥砂浓度的关系，一旦测量出前者，就可反演算出后者，相对误差3%左右。用声学法由反向散射信号反演水中悬浮泥砂浓度的主要优点是：可进行实时声遥测，不扰动观测现场；数据量多，可获得浓度剖面；测量精度较高以及省时省力等，因而是一种先进的方法。在福建省自然科学基金支持下，厦门大学和国家海洋局三所研制了工作频率1.5兆赫的声反向散射测量系统的实验样机，有可能用于定点遥测浅海海底边界层上方1米悬浮泥砂的浓度剖面。
  （三）厦门海区海洋噪声特性研究
  海洋噪声是水声信道中一种干扰背景场。在水声设备作用距离预报或信号处理方案设计中，要求对不同海域的信噪比作出预报。同时要了解噪声场的时空统计特性及其与信号场在统计特性上的差异，寻找抗噪声方案。
  1.抗流激自噪声布设系统的设计
  1981年起，国家海洋局三所进行海洋噪声的测量。当水流通过测量水听器及其电缆时,会产生扰动、颤动和跳动的噪声——自噪声。低频海洋环境噪声的测量，常受自噪声的影响，必须设法降低之。利用“中性”浮标的水听器结构，消除加速度的影响；采用隔振措施，使电缆的颤动不易传到水听器上。同时，把水听器置于透声性能好的薄玻璃钢导流罩中。经过这样处理后的布设系统，可降低自噪声几分贝至25分贝。
  2.海洋生物噪声特性研究
  海洋生物噪声的研究有两个方面意义，一是作为重要的环境噪声影响着水声探测性能；二是研究海洋生物的发声及其在军事上和渔业上的应用。如掌握了发声的主要经济鱼类的声学参数，可望建立声学预报模式，直接为渔业服务。
  最重要的海洋生物噪声现象是海洋生物“大合唱”，即海洋生物群体发声而产生较高强度的持续背景噪声。根据发声时间可分为黎明、中午和黄昏大合唱。
  1981～1986年，国家海洋局三所在厦门港内、舟山海域进行了长期的海洋生物噪声特性的研究。现场的噪声测量中使用了抗流激自噪声布设系统。
  1981年8月至1982年10月，在厦门港入海处设站观测海洋生物噪声。在春、夏和秋季小潮期间出现了海洋生物黄昏大合唱，机率占86%。一次持续几个小时,其声能主要集中在700～1600赫兹之间，主谱峰在800、1000和1250赫。大合唱时，噪声谱级比零级海况的背景噪声高得多。其中一次大合唱使1千赫至1.25千赫频段的噪声级比零级海况的背景噪声级增加46分贝，是当时世界上所报导的主谱峰频率在1千赫处大合唱中声级最高的一次。这次高强度的大合唱出现在台风将由厦门港登陆的前两天，天气特别闷热。可见，海洋生物发声与气候状况有关，特别是台风在海中形成的噪声对生物的作用。根据生物大合唱噪声谱的形成和征求渔民的意见（包括放大合唱的录音），厦门港内大合唱的噪声源大概是石首科之皮氏叫姑鱼和棘头梅童鱼。
  1985年8月至1986年5月，国家海洋局三所在舟山海域进行了海洋环境噪声的观测，也观测到该海区的海洋生物噪声，包括黎明、中午和黄昏大合唱。就厦门和舟山海域观测站的资料，可以预示中国东南沿海浅水域中海洋生物黄昏大合唱相当普遍。
  3.厦门港内海洋环境噪声和船舶噪声
  厦门大学从1977年起在厦门港等海区进行了海洋环境噪声以及船舶噪声统计特性的实验研究，包括此两类噪声的谱特性、相关系数、振幅的概率密度函数以及噪声脉宽的概率密度函数等。实验研究指出，无论海洋环境噪声或船舶噪声的相关性都很弱，时间相关半径在0.2毫秒以下，约为信号脉间相关半径的10⁻4。海洋环境噪声振幅概率密度函数一般遵从瑞利分布，但对于包括有规分量的船舶噪声则遵从于广义瑞利分布。脉冲式噪声的平均宽度较窄，典型的数据为0.5毫秒。这些参数对水声信号处理方案的设计有重要参考价值。
  （四）厦门港浅海声信道传输统计特性
  从1980年起，在四项国家自然科学基金及两项福建省自然科学基金的支持下，厦门大学研究了厦门浅海声信道信号、多途及噪声统计特性。
  1.厦门港浅海声信道随机时变特性研究
  应用脉间相关法，在厦门港浅海区对固定发射、接收的水声信道的随机时变性、信道起伏功率谱等进行初步实验研究，给出了信道时间平稳性的测量结果，一般在分钟的数量级。
  在厦门港浅海声信道中，进行了声脉冲信号振幅、重复周期起伏和频率漂移的概率密度函数的观测研究。声脉冲信号振幅的概率密度函数一般遵从于广义瑞利分布，500米的近距离趋近于高斯分布，5公里以上的远距离接近于瑞利分布。这些分布律与理论预期的结论是一致的。
  频漂是浅海声传输起伏的另一种重要现象。在厦门港浅海区域进行了不同频率、不同传输距离的频漂实验研究。在同一距离上，不同频率的频漂遵从于正态分布，且随着频率的提高，标准方差增大，说明高频的频漂值较大。不同距离、同一频率的频漂也遵从正态分布,且频漂值有依距离的增加而加大的趋势。在22千赫频率的6公里传输中，厦门港内出现的最大频漂为35赫。
  2.厦门港浅海声信道多途传输统计特性
  首先测量了直达声脉冲形成的对应多途的相关系数，可以看出对应多途有很强的相关性。脉间在40毫秒以内，相关系数绝大多数的数值大于0.85。多途振幅的概率密度函数一般遵从于广义瑞利分布，但在近距离和较远距离，如6公里以上，则趋于瑞利分布。
  （五）探鱼仪研制
  1.垂直探鱼仪
  自1963年起，厦门大学与厦门海洋仪器厂协作，研制以东方红命名的垂直探鱼仪。由于此仪器可用记录图形的浓淡大致地了解鱼群的密集程度，受到福建省及邻近省份渔民的普遍欢迎，把此类探鱼仪看为首要的助渔仪器，无此仪器或有故障没修理好是不会出海捕鱼的。但到了1995年以后，由于进口的探鱼仪具有技术优势，东方红探鱼仪逐步失去市场，仅带有海洋深度数字显示的探鱼仪仍有少量出售。
  2.水平探鱼仪
  1973年，厦门大学和厦门水产电子仪器厂协作，承担农林部下达的研制小型水平探鱼仪的任务，以适应浅海渔场的需要。由于水平探鱼仪的超声波探头可以水平和俯仰转动，可探测渔船下各方位的鱼群目标，探测效率大大提高。1975年11月起，研制成功的样机，安装于机帆渔船和小型渔轮上，先后在台湾海峡、汕头渔场、闽东渔场和舟山渔场等海域试用。4年多的海上实验，仪器能适应于复杂的浅海渔场，鱼群探测距离达800米，且能有效地抑制近距离干扰，使鱼群图象清晰可辨。1980年，由农林部组织鉴定，这是中国第一台通过鉴定的小型水平探鱼仪，具有让渔民买得起、装得下、用得上的特点，获得国家农业部水产总局技术改进二等奖，随后进行小批投产和试用。
  （六）声速仪研制
  声速是水声学中最重要和变化最复杂的参数之一。实验证明，由海水的温、盐、深值按经验公式换算成的声速值与实际值存在较大的偏离，因此研制直接在现场测量声速的仪器有重要的意义。从1962年9月起，国家海洋局三所研制了3种类型的声速仪，取得了较好的成果。
  1.晶体管化声速仪
  1962年9月至1966年5月，由国家海洋局三所负责，厦门大学协作，进行了晶体管化声速仪的研制，为全国海洋仪器会战项目。1966年5月，全国海洋仪器会战办公室主持召开声速仪评比鉴定会。认为该声速仪可以连续自记，声速测量范围为1450～1550米/秒，测量误差为±0.6米/秒，精度达到当前使用要求，且性能较稳定。该仪器可为舰艇作战提供重要的海水声速资料。
  2.环鸣法声速仪
  1974年12月至1979年12月，国家海洋局三所进行了环鸣法声速仪的研制。在此类声速仪中，当发射一超声脉冲，通过固定反射声程，经放大整形后，再次触发发射声脉冲，如此重复“环鸣”，增加了声程长度，提高了测量精度。这类声速仪具有电路简单，测速精度高和可走航测量等优点。1976年完成了HS-771型环鸣法声速仪的研制。经国家海洋局主持鉴定，认为符合技术指标，并试产10台，在国内销售给中国科学院、七机部和海军有关单位试用。在此基础上，1977年，对仪器进行了改进，完成LSC1-2型环鸣法声速仪研制，声速测量范围为1450～1540米/秒，测量精度为±0.2米/秒；测深范围为0～200米，精度为全量程的±2%。随后，生产3台销售给中国船舶总公司705所实验场和中国科学院声学研究所使用，获得了好评。1982年，获国家海洋局科技成果三等奖。
  3.投放式声速仪的研制
  1976～1978年，国家海洋局三所进行能工作于深海的STC型（投放式）声速仪研制。此仪器采用环鸣法测量声速，并把超声发射、反射板和接收网络装于探头上，而用单根细而软的传输线把投放过程中不同深度的声速测量值实时地传送至船上。
  在样机研制成功的基础上，于南海千米水深的海区进行两次现场实验，样机操作简便，测量速度快，成本适当，能在走航中给出0～1000米声速的垂直分布曲线，声速测量范围为1450～1550米/秒，测量误差为±0.75米/秒。测深的误差为满量程的±2%。
  1978年1月，STC型声速仪由海洋局召开鉴定会通过，以后在千米深海及大洋试用4次。该测量仪是“718”工程配套专用仪器，也可供其他调查船只使用。
  （七）DS1-I型底质声特性测量仪
  国家海洋局三所从1982年6月至1985年6月进行海洋沉积物声特性测量和现场测量技术研究，研制成DS1-I型底质声特性测量仪。该仪器测量声脉冲通过取样器箱体内沉积物的传输时间和相对接收幅度，在取样同时获得沉积物声速和声衰减剖面，改变了把沉积物从海底移送至实验室测定的方法，提高了资料的可信度。经厦门港和舟山海域的现场测量和提供给中国科学院声学研究所、国家海洋局第一海洋研究所、第二海洋研究所和海军电子所等4个单位使用，性能优良，测量技术先进。该仪器的研制成功，不仅为国内有关单位提供一种海洋沉积物声学特性测量技术和手段，而且所提供的参数可供声呐设计、潜艇探测和海洋工程力学研究等参考。
  （八）SLY1-1型声学多普勒海流计
  1975年，国家海洋局正式给国家海洋局三所下达了研制声学多普勒海流计的任务。这种海流计应用声学多普勒原理，采用超声波测流，具有测量范围宽，精度高和不破坏流场等优点。在研制过程中，克服了当水质清洁时，多普勒信号微弱而不能准确记录等关键技术，1986年10月，研制成实验样机，随后进行样机海上实验，包括厦门港内、舟山海域、南海水深1000米的海域等，实验中同时与印刷海流计等进行比测。实验证明，SLY1-1型声学多普勒海流计流速测量范围为0.03～3.00米/秒，准确度为满量程的1%；流向测量范围为0°～360°，准确度为±10°；工作深度为200米。
  1986年10月，由国家海洋局主持鉴定，认为SLY1-1型声学多普勒海流计设计原理先进，采用锁相跟踪技术，解决了微弱信号检测难题，性能达到并优于原定技术指标。仪器具有感应灵敏、量程宽、精度高、反应快、读数直观、稳定可靠、抗震性强、操作使用简便等优点。该仪器测量流速范围及精度优于国内其他类型的海流计，是国内首次研制成功并通过鉴定的声学多普勒海流计，达到国内先进水平，为海流计的更新换代提供了新的手段。
  在此基础上，同年又研制了声学多普勒测流自记系统，实现无人值守下的自动观测。
  （九）SSA1-1型声学水位计
  1987～1991年，国家海洋局三所进行了声学水位计的研制。此仪器基于声学原理，无需建造验潮井。由于是非接触式测量，避免了三防问题。而且，这类水位计易实现全自动定时观测、显示和记录的智能化测量。样机经厦门中心海洋站、福建省水文总站漳州分站石码观测站等的试用，进行了比测，证明仪器稳定可靠，测量范围10米，水位测量精度达3厘米，分辨率为0.1厘米，其性能指标达到国外同类产品的水平，其成本和功耗低于其他单位研制的成本和功耗，便于推广使用。
  在此基础上，进一步解决了水位资料的自记和遥测问题，遥测距离75公里，以便于把记录数据输入计算机和能在开阔的滩涂地区测量水位。该仪器已在宁波、长江口以及香港等附近海域正式使用，仅长江口附近就有20多台在使用中，获得良好的经济效益和社会效益。
  （十）水声遥控设备
  1.声释放器
  1974年5月，厦门大学接收国家海洋局下达的声释放器研制任务。声释放器是一类水下观测设备回收的通用配套仪器，对可靠性要求很高。该仪器采用独创性的数字时间自相关积累信号处理方案，抗噪声性能达到准最佳接收机的水平，保证它能长期、稳定地工作于水下。从1975年3月至1977年8月，声释放器样机先后在厦门港内、南海海域和云南省的抚仙湖进行不同水深、底质和水文条件下的释放性能的上百次实验，并于1977年7～8月，在山东沿海的浅水区与声学测波仪联机实验。通过实验，证明了SF-1型声释放器能稳定、可靠地工作于125米的水下48天，释放距离3.5公里以上，最大达7公里。1978年，该仪器获福建省科学大会奖。
  1981年1月，国家海洋局主持了SF-1型声释放器的鉴定会。认为“本仪器设计方案是可行的，主要技术性能达到设计要求”。“可以转入试产”。“本仪器研制成功，填补了中国水下声释放器的空白，为进一步研制更大深度的声释放器打下了基础”。
  1982年，厦门大学与厦门水产电子仪器厂协作，对壳体和释放机械进行了改进，研制成SF-2型声释放器，并试产10台，供中国科学院海洋研究所和国家海洋局第一海洋研究所试用。1985年，研制成带有水声应答器的SF-3型声释放器，试制3台，供国家海洋局第一海洋研究所试用。1988年1月，与潜标系统配合，在胶洲湾进行实验。
  2.舰船航迹与信号记录装置中的水声遥控
  1989～1991年，厦门大学承担中国船舶总公司710研究所“舰船航迹与信号记录装置”中的水声遥测遥控定位仪的研制，其中包括了水声遥控部分。该遥控器采用多频移频键控信号处理方案，工作稳定可靠，遥控距离1.5公里，误码率趋于零。通过重复发射遥控指令，可使检测概率趋于1。
  3.水下图象传输系统中的水声遥控
  在国家高技术研究发展计划（简称863计划）任务“水下图象水声传输实用样机研制”中，图象组成分为高密度、中密度和低密度。此外，尚需进行图象传输开始、停止等控制。因此，该传输系统中同时备有8个通道的水声遥控部件，遥控距离可达10公里。
  （十一）水声遥测设备
  1.浅海目标遥测仪
  1978～1979年，厦门大学接收了浅海目标遥测仪的研制任务。该遥测仪采用独创性的数字时间互相积累及其组合的信号处理方式，既能抑制各类水声干扰，又能可靠而灵活地检测浅海障碍目标。有关单位的审查意见认为：利用超声波在特浅水域进行目标遥测，其他单位认为是超声遥测的“禁区”，是行不通的。但在贵校大力支持下，认真攻关，终于在较短时间完成方案的研制任务，性能良好，符合设计要求。能排除海面、海底的影响，在1.5米水深中可靠灵活地探测目标，为解决这个重要而困难的项目，提供了一种切实可行的较先进的方案。
  “数字时间相关积累信号处理及其应用”课题，总结了厦门大学关于浅海声信道中声传输特性和信号处理方式研究及其在浅海目标遥测仪、声释放器和数字化探鱼仪上的应用成果，1989年，获福建省科技进步三等奖。
  2.SY-2型水层深度逡测仪
  SY-2型水层深度遥测仪用于实时测量悬挂于水下仪器所处水层的实际深度。深度数据由水下压力传感器获得，实时地通过水声信道传输至船上接收机的水听器。测量深度为200米，测量精度：0～100米为±1.5米，100～200米为量程的土1.5%。
  1987年，该仪器由国家海洋局主持鉴定，其结论为“本仪器的研制成功，填补了中国声学多层测探仪的空白，在国际上也具有一定的先进性，它为提高中国近海调查资料的准确性提供了一种新的手段。”1995年，获得国家海洋局科技进步三等奖，其核心技术获得国家发明专利。
  3.SHWY-1型数字网位仪
  该仪器是国家“七五”重点科技攻关项目“醍鱼变水层拖网捕榜研究”的主要配套仪器，由原农牧渔业部委托研制。该仪器在拖网的上下纲上安装了水下压力传感器，并把此传感器测得的水深数据用水声遥测方式传送至船上接收系统，经信号处理后可实时监测水下网具所处水层的深度和网口张开的大小，以便通过改变曳纲长度、拖网船速和网档来随时调整水下网具的状态。工作深度200米，测量距离800米。1994年9月，由国家教委组织鉴定，结论为“其技术先进、适合中国国情、易于推广使用、属国内首创。”该仪器的核心技术获国家发明专利。
  4.舰船航迹与信号水声遥测
  1989年，厦门大学承担了中国船舶工业总公司710研究所“舰船航迹与信号记录装置”中的水声遥测遥控定位仪的任务，水声遥测系统是其中的核心部件。
  该遥测系统采用256个频率组成的多频移频键控信号处理方案，其传输速率为通常的二进制频率编码的八倍，使信号传输速率达到320比特/秒。每个频率码元代表一个量化分层,因此数据测量精度为0.4%。
  从1990年起，遥测系统先后在厦门港、舟山海域以及长江水域中进行了舰船航迹和信号的遥测实验，证明该系统能把遥测信号可靠地传输至1.5公里，平均误差小于1%。
  1991年9月，对舰船航迹与信号记录装置进行了鉴定，认为采用了水声信道传输物理场信号及多进制频率分层编码传输等先进技术，提高水声信息传输速率和精度，在有关的研制工作中发挥作用。该装置居于国内领先地位，具有80年代国际先进水平。
  5.海床基海洋环境监测系统水下状态监测仪
  1998年7月起，厦门大学承担了863计划海洋科学领域中海床基海洋环境监测系统水下状态监测仪的研究。该项目的研究包括在声学询问指令下，将海床基水下系统相对于地磁北极的方位角，相对于水平面相互垂直的两个方向的倾角，实时传输到海洋环境观测岸站或观测船上。传输距离大于1公里，误码率小于10⁻²。
  该监测仪已完成样机安装和厦门港内的海上现场实验。即将与海床基海洋环境监测系统联机使用，在此基础上进行验收。
  （十二）水声语音通讯机
  1991年起，厦门大学开始进行水声语音通讯的研究。1993年起，水声语音通讯实验样机在厦门港内进行了多次海上现场实验。对声传输条件良好的水下通道，特别是多途干扰不大的条件下，样机可把语音清晰地传输至6公里以上。
  在此研究基础上，1994年10月，与中国船舶工业总公司国营武昌造船厂签订了“300米船用饱和潜水系统水声通讯机”订货合同。该机使用于潜水钟与母船间应急状态下的通讯，其频带较宽，以适应在氦氧条件下工作。
  1996年4月，该通讯机通过了预验收。认为“该机设计新颖，作用距离大于1000米（验收时做到1500米），双机音质清晰可辨”。“该机研制是成功的”。随后把两套通讯机交由武昌造船厂装于潜水钟上使用。
  为了进一步提高水声语音抗多途等干扰能力，已研究出两个方案：一是采用新的抗多途的跳频方案，已制成抗多途的水声语音通讯样机，在复杂的浅海水域中的通讯距离达4公里。二是把语音信息首先转换成汉字文本，而后以图象形式传送此文本。利用下述的水下图象传输设备在厦门港内浅海水域的现场实验，证明了此设备可把汉字文本清晰地传输至10公里以上。如果把两者结合起来，可组成语音与文本两用水声通讯机，将大大提高水声语音通讯的可靠性。
  （十三）水下图象传输设备
  1992年，厦门大学承担了国家863计划自动化领域智能机器人“视频图象水下传输实验研究”，主要使用于水下智能机器人上的实时图象传输。海上现场实验证明了此试验样机可把图象信息清晰地传送至4公里。1994年12月，通过863计划智能机器人主题专家组的验收，认为“这是一项具有创新性的高水平成果，居国内领先水平，其中部分指标达到国际同类水平”。
  在此基础上，1994年再次承担863任务“视频图象水下传输实用型样机研制”。要求工作水深1000米以上，图象的组成为320×160（象素）×16（灰度级），8秒传送一帧图象，传输斜距大于6公里。
  1996年6月，863计划智能机器人主题专家组对厦门大学承担的“视频图象水下传输实用型样机研制”课题进行了验收。认为该项研究，既能适应1000米水下机器人的需要，也为6000米水下机器人图象传输设备的研制打下良好的技术基础。具有重要的学术意义，可望进一步开发成为先进的视频图象水下传输的实用设备。
  1994年10月，国家科学基金委员会举办“高技术新概念新构思探索项目部分研究成果展览”，由资助的147项选取优秀的六项参展。由水下图象传输，数字语音通讯和水声遥测遥控等研究成果组成的“海中高速率数据传输研究”是参展的6个项目之一。
  1996年，厦门大学再次承担了863计划智能机器人主题的任务“水下图象水声实用样机研制”。课题的目标是研制适用于6000米水下机器人试验用的视频图象传输实用样机，要求工作水深大于6000米，传输距离大于10公里，并备有水声应答器和水声遥控部件，以测量指挥船至水下机器人之间的斜距和选取3种不同图象密度等操作（图6-4）。实验样机按原计划完成了任务，2000年6月，由863计划智能机器人主题专家组验收通过。
  厦门大学尚承担国家863计划智能机器人主题“超声地形障碍检出传感系统”，1996年5月通过验收。1996年，在863计划执行10周年之际，许天增被国家科委授予863计划先进工作者，荣获三等奖。