海洋監(jiān)測(cè)儀器裝備是關(guān)心海洋、認(rèn)識(shí)海洋、經(jīng)略海洋的基礎(chǔ)保障和重要前提，雖然我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)儀器裝備技術(shù)水平與業(yè)務(wù)化應(yīng)用近年來(lái)進(jìn)步顯著，但相比海洋發(fā)達(dá)國(guó)家仍在“卡脖子”技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備研制方面存在一定差距。本文從全球海洋立體觀測(cè)網(wǎng)、國(guó)家近海業(yè)務(wù)化觀測(cè)系統(tǒng)、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)探測(cè)技術(shù)與核心裝備3個(gè)層面著手，辨識(shí)并剖析了我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)儀器裝備的發(fā)展需求，梳理了我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)儀器裝備發(fā)展現(xiàn)狀。

海洋浮標(biāo)專家、中國(guó)工程院院士王軍成

我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)儀器裝備發(fā)展現(xiàn)狀

01海洋立體觀測(cè)體系建設(shè)著眼海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋開(kāi)發(fā)、海洋管控、氣候變化研究等需求，建設(shè)全球海洋立體觀測(cè)網(wǎng)，是實(shí)現(xiàn)海洋強(qiáng)國(guó)的必經(jīng)之路。 “十三五”時(shí)期，我國(guó)將全球海洋立體觀測(cè)網(wǎng)列為重大工程，自主發(fā)展由HY-1B、HY-1C、HY-1D、HY-2B、HY-2C、HY-2D、中法海洋衛(wèi)星7個(gè)星座組成，覆蓋海洋水色、海洋動(dòng)力、海洋監(jiān)視和監(jiān)測(cè)三大系列的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，逐步形成多種觀測(cè)技術(shù)優(yōu)化組合的全球海洋觀測(cè)與數(shù)據(jù)獲取能力。后續(xù)將開(kāi)展國(guó)家海洋環(huán)境實(shí)時(shí)在線監(jiān)控系統(tǒng)、海外觀測(cè)站點(diǎn)建設(shè)，建成全球海洋立體觀測(cè)系統(tǒng)，保障海洋生態(tài)、洋流、氣象等觀測(cè)應(yīng)用。 在全球海洋觀測(cè)站點(diǎn)覆蓋方面，我國(guó)在西太平洋、東印度洋、南極、北極等海域部署觀測(cè)站點(diǎn)，初步開(kāi)展全球重點(diǎn)海區(qū)觀測(cè)?！笆濉睍r(shí)期，我國(guó)積極整合國(guó)家海洋觀測(cè)能力，深度參與國(guó)際Argo計(jì)劃、熱帶太平洋觀測(cè)系統(tǒng)計(jì)劃，建設(shè)覆蓋太平洋臺(tái)風(fēng)活躍區(qū)、厄爾尼諾區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域的長(zhǎng)期觀測(cè)系統(tǒng)，成為國(guó)際海洋觀測(cè)的重要參與國(guó)。此外，我國(guó)參與建設(shè)國(guó)際島礁生態(tài)鏈和觀測(cè)系統(tǒng)，與21世紀(jì)海上絲綢之路沿線國(guó)家共建海洋觀測(cè)系統(tǒng)，提升對(duì)全球海洋預(yù)報(bào)觀測(cè)的貢獻(xiàn)度。

在全球海洋數(shù)據(jù)通信方面，隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球服務(wù)能力的形成，基于北斗衛(wèi)星通信的海上實(shí)時(shí)傳輸終端應(yīng)用趨于成熟。天通一號(hào)衛(wèi)星星座建設(shè)完畢，覆蓋太平洋、印度洋大部分海域，具備基本的數(shù)據(jù)通信能力。低軌通信衛(wèi)星星座有望在5~10年內(nèi)進(jìn)入全面應(yīng)用?；谒曂ㄐ诺乃聼o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究深入開(kāi)展，試驗(yàn)結(jié)果基本達(dá)到國(guó)外主流水平。藍(lán)綠光通信技術(shù)進(jìn)入海上試驗(yàn)階段，標(biāo)志著無(wú)線光通信技術(shù)進(jìn)入工程化應(yīng)用研究階段。

在海洋大數(shù)據(jù)管理方面，我國(guó)初步建成以氣象局、海洋局等機(jī)構(gòu)為主體的海洋立體觀測(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理平臺(tái)，但管理方式、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)共享等有待協(xié)調(diào)統(tǒng)一。傳統(tǒng)海洋強(qiáng)國(guó)積極建設(shè)海洋數(shù)據(jù)管理及共享機(jī)制，海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)、海洋科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)較為完備，支撐了資料收集、組織、存儲(chǔ)、檢索、維護(hù)、共享工作有序展開(kāi);隨著國(guó)際海洋資源競(jìng)爭(zhēng)加劇，各國(guó)間的數(shù)據(jù)資料趨向利益互換、協(xié)商交換的共享模式。相較之下，我國(guó)海洋大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用水平有待加強(qiáng)。

02近海業(yè)務(wù)化觀測(cè)網(wǎng)

我國(guó)初步建立以衛(wèi)星遙感、海洋浮標(biāo)、岸基臺(tái)站為核心，地波雷達(dá)、斷面調(diào)查、志愿船等手段為輔助的近海業(yè)務(wù)化觀測(cè)網(wǎng)，觀測(cè)參數(shù)包含氣象、水文、生態(tài)等環(huán)境參數(shù)，覆蓋渤海、黃海、東海、南海(近岸)等海洋區(qū)域。觀測(cè)參數(shù)、站位分布密度、長(zhǎng)期連續(xù)性等基本滿足海洋業(yè)務(wù)化觀測(cè)需求，積累了大量資料數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理、管理模式、體系建設(shè)等方面形成系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

在海洋業(yè)務(wù)觀測(cè)網(wǎng)分布方面，根據(jù)《海洋技術(shù)進(jìn)展2021》數(shù)據(jù)，在位海洋站觀測(cè)系統(tǒng)有330多個(gè)，海島(海上平臺(tái))自動(dòng)氣象站有310多個(gè)，強(qiáng)風(fēng)觀測(cè)站有200多個(gè)，船載自動(dòng)氣象站有100多個(gè)，業(yè)務(wù)化錨系浮標(biāo)有230多套，表層漂流浮標(biāo)有200多套，Argo浮標(biāo)有200多套，潛標(biāo)有40多套。專業(yè)河口水文站、驗(yàn)潮站、氣象站、雷達(dá)站等也有一定規(guī)模。國(guó)家海洋調(diào)查船隊(duì)常年調(diào)查的海洋標(biāo)準(zhǔn)斷面調(diào)查站位有100多個(gè)，海上志愿觀測(cè)船有數(shù)百艘。

“十四五”時(shí)期，圍繞海洋環(huán)境安全保障能力提升，重點(diǎn)發(fā)展海洋自主傳感器研制能力(如可移動(dòng)觀測(cè)的海洋生物化學(xué)原位傳感器、電磁場(chǎng)傳感器、聲學(xué)智能探測(cè)儀)，高可靠智能固定觀測(cè)平臺(tái)技術(shù)(如高可靠性實(shí)時(shí)通信潛標(biāo)、海氣交互大剖面綜合觀測(cè)浮標(biāo))，易布放式移動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)技術(shù)。開(kāi)展海上試驗(yàn)，促進(jìn)新研傳感器、平臺(tái)、組網(wǎng)技術(shù)的規(guī)范化。構(gòu)建自主可控的南海觀測(cè)示范系統(tǒng)、西太平洋深?？茖W(xué)觀測(cè)網(wǎng)等，發(fā)展自主同化及預(yù)報(bào)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)海區(qū)觀測(cè)水平、預(yù)報(bào)產(chǎn)品、預(yù)警能力的跨越式發(fā)展。開(kāi)發(fā)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)、治理、修復(fù)等共性關(guān)鍵技術(shù)，支撐海洋生態(tài)文明建設(shè)。

隨著觀測(cè)技術(shù)、傳感設(shè)備的發(fā)展，觀測(cè)需求的增加，新型傳感設(shè)備進(jìn)入近海業(yè)務(wù)化觀測(cè)網(wǎng)成為常態(tài)，觀測(cè)參數(shù)不斷豐富、觀測(cè)精度不斷提高、覆蓋范圍不斷擴(kuò)展。

03自主化海洋環(huán)境探測(cè)技術(shù)裝備

1.海洋觀測(cè)平臺(tái)技術(shù)

海洋觀測(cè)平臺(tái)是各類傳感器的載體、全球海洋立體觀測(cè)網(wǎng)建設(shè)的核心節(jié)點(diǎn)，我國(guó)已基本掌握固定海洋觀測(cè)平臺(tái)的核心技術(shù)。大型浮標(biāo)平臺(tái)技術(shù)相對(duì)成熟，規(guī)格系列化的海洋浮標(biāo)產(chǎn)品供應(yīng)市場(chǎng)，整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;特別是大型浮標(biāo)，在極端惡劣海況下的可靠性達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，滿足沿海海域業(yè)務(wù)化運(yùn)行需求。潛標(biāo)研制工作起步較晚但發(fā)展迅速，潛標(biāo)觀測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)基本獲得突破，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、長(zhǎng)期在位觀測(cè)、水聲探測(cè)等技術(shù)進(jìn)展良好。海底觀測(cè)網(wǎng)已在東海海域進(jìn)行示范運(yùn)行，驗(yàn)證了相關(guān)技術(shù)成果。

水下、水面、空中無(wú)人航行器等移動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)發(fā)展迅速，有效載荷和續(xù)航能力進(jìn)一步提高，技術(shù)層面進(jìn)步顯著;保持多樣化發(fā)展態(tài)勢(shì)，種類分布與國(guó)際主流同步。在無(wú)人潛器研制方面，波浪能滑翔器、無(wú)人水面艇、無(wú)人帆船、深海Argo，部分遙控水下機(jī)器人(ROV)、自主水下機(jī)器人(AUV)、載人水下機(jī)器人(HOV)、水下滑翔機(jī)等裝備的整體性能接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。深海環(huán)境中的水下導(dǎo)航與定位、浮力材料、水下高能量密度電池等技術(shù)則有待研究和突破。

在衛(wèi)星平臺(tái)方面，發(fā)展了海洋水色、海洋動(dòng)力環(huán)境、海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)等系列海洋衛(wèi)星，多顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行。逐步建設(shè)由國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星主導(dǎo)的海洋空間監(jiān)測(cè)網(wǎng)，基本實(shí)現(xiàn)全球海洋環(huán)境的逐日觀測(cè)。此外，在水色遙感、海洋要素反演、衛(wèi)星精密定軌等技術(shù)方向成果豐碩，支持了業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)應(yīng)用與示范。

2.傳感器技術(shù)

傳感器技術(shù)是構(gòu)建海洋觀測(cè)能力的基礎(chǔ)和前提。近年來(lái)，我國(guó)在海洋環(huán)境傳感器技術(shù)方向進(jìn)展顯著，新型傳感器不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)海洋觀測(cè)、監(jiān)測(cè)、探測(cè)朝著實(shí)時(shí)、原位、精細(xì)、立體、智能方向發(fā)展;但對(duì)比國(guó)際先進(jìn)，國(guó)產(chǎn)化海洋傳感器技術(shù)整體水平仍處于“跟跑”階段。在“十二五”“十三五”時(shí)期國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等渠道的支持下，約70%的近海、常規(guī)傳感器實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化;但超過(guò)80%的深遠(yuǎn)海、高端傳感器依賴進(jìn)口，潛在的市場(chǎng)壟斷和技術(shù)封鎖不可忽視。國(guó)產(chǎn)原位在線生態(tài)傳感器的長(zhǎng)期可用性仍待提高。在傳感器通用技術(shù)方面，受工業(yè)基礎(chǔ)、原材料、關(guān)鍵元器件等制約，敏感元件、微弱光電信號(hào)檢測(cè)與處理、功能材料等系列關(guān)鍵技術(shù)尚存差距。

我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)儀器裝備發(fā)展方向

1全球海洋立體觀測(cè)網(wǎng)建設(shè)

1.一體化、可視化、智能化

為實(shí)現(xiàn)我國(guó)海洋立體觀測(cè)網(wǎng)的能力覆蓋全球化，應(yīng)以需求為牽引，按照頂層規(guī)劃分步實(shí)施。立足現(xiàn)有海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，逐步擴(kuò)大覆蓋范圍，由我國(guó)近海向中、遠(yuǎn)海拓展，重點(diǎn)典型海域向全球海域發(fā)展，水面向水下、海底延伸。綜合應(yīng)用固定觀測(cè)、移動(dòng)觀測(cè)、遙感觀測(cè)等平臺(tái)，形成全球立體觀測(cè)平臺(tái)與能力，建成“空、天、地、海”一體化、可視化、智能化的全球海洋立體觀測(cè)網(wǎng)，為我國(guó)周邊和全球的海洋科學(xué)研究、作業(yè)活動(dòng)提供全維信息支持。

2.實(shí)時(shí)、精細(xì)、長(zhǎng)期化

著眼全球海洋立體觀測(cè)網(wǎng)建設(shè)需求，彌補(bǔ)傳感器、平臺(tái)、組網(wǎng)等技術(shù)短板，加強(qiáng)智能化、覆蓋范圍、觀測(cè)方式、綜合保障、數(shù)據(jù)共享等方面的能力建設(shè)。持續(xù)完善觀測(cè)平臺(tái)技術(shù)，如地球同步軌道海洋衛(wèi)星觀測(cè)，“天、空、?！薄八妗⑺?、海底”智能組網(wǎng)觀測(cè);發(fā)展在全球大洋快速機(jī)動(dòng)組網(wǎng)觀測(cè)、在重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)的技術(shù)能力，以立體觀測(cè)部署多樣化、靜/動(dòng)態(tài)設(shè)備組合化、觀測(cè)規(guī)模擴(kuò)大化支持“實(shí)時(shí)、精細(xì)、長(zhǎng)期化”的海洋觀測(cè)。積極參與國(guó)際合作計(jì)劃，完善監(jiān)測(cè)區(qū)域分級(jí)制度，逐步提升對(duì)全球海洋、氣候、環(huán)境變化過(guò)程的監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)能力。

3.智慧應(yīng)用與服務(wù)連接

觀測(cè)數(shù)據(jù)與應(yīng)用的紐帶在于全球海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)管理。發(fā)展全球海洋觀測(cè)大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通信與傳輸技術(shù)，提升全球海洋數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取與自主可控水平。延續(xù)現(xiàn)有觀測(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理平臺(tái)，擴(kuò)充面向國(guó)際、服務(wù)不同層級(jí)用戶的智慧型終端產(chǎn)品，進(jìn)行海洋觀測(cè)大數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)、處理、分發(fā)、共享;高效利用全球海洋數(shù)據(jù)，支持防災(zāi)減災(zāi)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、氣候變化、環(huán)境保護(hù)、權(quán)益維護(hù)等海洋領(lǐng)域應(yīng)用需求。2國(guó)家近海業(yè)務(wù)化精準(zhǔn)觀測(cè)系統(tǒng)建設(shè)1.精細(xì)化、精準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化、一體化觀測(cè)構(gòu)建覆蓋管轄海域，“空、天、地、?！币惑w的業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提升近海業(yè)務(wù)化的精準(zhǔn)觀測(cè)能力，支持空間/時(shí)間精細(xì)化觀測(cè)、多要素精準(zhǔn)化測(cè)量。建立具有國(guó)際先進(jìn)水平的區(qū)域精細(xì)化海洋監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，改善“風(fēng)浪流潮”等動(dòng)力要素的觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量，提升觀測(cè)要素精度、觀測(cè)設(shè)備可靠性、觀測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。同步開(kāi)展觀測(cè)數(shù)據(jù)協(xié)議、傳感設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。2.生態(tài)要素業(yè)務(wù)化觀測(cè)以海洋業(yè)務(wù)觀測(cè)形成的水文氣象參數(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步擴(kuò)展觀測(cè)要素種類，如生態(tài)環(huán)境要素原位自動(dòng)觀測(cè)、海洋碳源/碳匯觀測(cè)、生物光學(xué)測(cè)量、海水表皮層光學(xué)特性測(cè)量、海水化學(xué)成分測(cè)量、海表面大氣成分測(cè)量，形成精細(xì)化的海洋監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)生態(tài)要素的現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，融入業(yè)務(wù)化觀測(cè)體系，支持海洋生態(tài)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警、生態(tài)治理與修復(fù)。

3.精準(zhǔn)應(yīng)用與服務(wù)

以防災(zāi)減災(zāi)、海洋生態(tài)保護(hù)等業(yè)務(wù)化觀測(cè)為主導(dǎo)，統(tǒng)籌陸/海系統(tǒng)建設(shè)，優(yōu)化站點(diǎn)布局和分布密度，增強(qiáng)對(duì)海洋動(dòng)力、海洋生態(tài)等要素的精準(zhǔn)測(cè)量能力。研發(fā)多源觀測(cè)數(shù)據(jù)同化技術(shù)，形成業(yè)務(wù)化產(chǎn)品，提高現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期觀測(cè)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、可靠性，構(gòu)建生態(tài)要素的現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)能力。針對(duì)海洋環(huán)境污染防治、生態(tài)保護(hù)修復(fù)、海洋碳中和等研究與應(yīng)用需求，提高海洋動(dòng)力災(zāi)害預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率、生態(tài)災(zāi)害早期精準(zhǔn)預(yù)警能力。

3自主化海洋環(huán)境探測(cè)技術(shù)裝備研制

1.自主可控與產(chǎn)品化

突破海洋探測(cè)裝備中的“卡脖子”技術(shù)，提高海洋環(huán)境觀測(cè)儀器裝備的自主可控水平，逐步實(shí)現(xiàn)高端、核心儀器裝備的自主供給。開(kāi)展海洋傳感器技術(shù)工程化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化、成熟化研究，改善傳感器的功耗、壽命、穩(wěn)定性、可靠性，提高裝備對(duì)復(fù)雜海況、惡劣環(huán)境的適應(yīng)性。支持國(guó)內(nèi)海洋儀器品牌發(fā)展，形成包括研發(fā)、設(shè)計(jì)、建造、配套、試驗(yàn)、運(yùn)維等環(huán)節(jié)在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)化能力，積極參與國(guó)際市場(chǎng)合作與競(jìng)爭(zhēng)。

2.原始創(chuàng)新與智能化

吸收并轉(zhuǎn)化人工智能、智能制造、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)成果，研究和應(yīng)用新原理、新技術(shù)、新方法、新材料、新能源，支持海洋傳感器核心技術(shù)、水下氫燃料電池等能源供給技術(shù)攻關(guān)，為原創(chuàng)、高端傳感器及裝備自主研制筑牢科技基礎(chǔ)。注重智能化傳感器及裝備研發(fā)，在多功能模塊設(shè)計(jì)、高精度導(dǎo)航定位、控制算法、信息傳輸、負(fù)荷搭載、浮力材料等方面進(jìn)行系統(tǒng)突破，提高裝備及應(yīng)用的智能化水平。

3.協(xié)同觀測(cè)與網(wǎng)絡(luò)化

在信息感知、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興技術(shù)的推動(dòng)下，利用組網(wǎng)協(xié)同技術(shù)增強(qiáng)裝備的觀測(cè)和探測(cè)能力，實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境測(cè)量參數(shù)綜合化、觀測(cè)系統(tǒng)模塊化、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)化、觀測(cè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化。

我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)儀器裝備研發(fā)重點(diǎn)

1高性能海洋傳感器基礎(chǔ)研發(fā)一是開(kāi)展新型海洋傳感器研究與應(yīng)用。突破傳統(tǒng)思路和技術(shù)慣性，探索新測(cè)量原理和方法，為全面解決海洋傳感器的高靈敏度、高精度、高響應(yīng)速度、高信噪比、高可靠性、高耐受環(huán)境能力、微小體積及重量等要求提供新路徑。深入研究傳感器陣列技術(shù)、等離子體共振技術(shù)、膜技術(shù)、生物傳感技術(shù)等，完善海洋監(jiān)測(cè)傳感器關(guān)鍵技術(shù)體系。二是發(fā)展微型化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器技術(shù)。研發(fā)具有自補(bǔ)償、自校準(zhǔn)、自診斷、遠(yuǎn)程設(shè)定、狀態(tài)組合、信息存儲(chǔ)及記憶等功能的智能化傳感器，實(shí)現(xiàn)傳感器的緊湊體積、極小質(zhì)量、極低功耗，適應(yīng)單功能到多功能的集成需求。

三是發(fā)展深遠(yuǎn)海、極地、極端海洋環(huán)境、特殊事件應(yīng)用傳感器技術(shù)。開(kāi)展深海高壓、極地極寒等極端惡劣環(huán)境下的新型傳感測(cè)量、水密耐壓、極寒環(huán)境供電等關(guān)鍵技術(shù)研究，自主研發(fā)海洋系統(tǒng)多圈層探測(cè)和觀測(cè)技術(shù)裝備。

2海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)關(guān)鍵共性技術(shù)

一是水下監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)通信技術(shù)。

①大水深和全水深深海數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)，具備深海數(shù)據(jù)長(zhǎng)距離穩(wěn)定傳輸、全水深實(shí)時(shí)傳輸節(jié)點(diǎn)接力及錯(cuò)時(shí)通信、實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)小型便攜、大水深/全水深實(shí)時(shí)潛標(biāo)海上布放回收等能力，實(shí)現(xiàn)深海潛標(biāo)全水深觀測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回傳。

②深海潛標(biāo)和岸基站的雙向通信技術(shù)，根據(jù)實(shí)時(shí)回傳數(shù)據(jù)結(jié)果，發(fā)出指令改變?cè)O(shè)備的觀測(cè)頻率、分層、數(shù)據(jù)回傳周期等，為科研和業(yè)務(wù)用戶提供更可靠的服務(wù)。

③深海實(shí)時(shí)通信多要素、多平臺(tái)組網(wǎng)觀測(cè)技術(shù)，建立海洋多學(xué)科參數(shù)集成觀測(cè)系統(tǒng)，增建坐底和懸浮觀測(cè)平臺(tái)，消除已有潛標(biāo)系統(tǒng)在邊界層、水平面上的觀測(cè)盲區(qū)。

二是深遠(yuǎn)海海洋監(jiān)測(cè)儀器裝備能源補(bǔ)給技術(shù)。

①海洋可再生能源發(fā)電技術(shù)，涵蓋波浪能深遠(yuǎn)海陣列式應(yīng)用技術(shù)及裝備，海流能規(guī)?；悄芑P(guān)鍵技術(shù)及裝備，海洋溫差能發(fā)電及綜合利用，漂浮式風(fēng)電技術(shù)及裝備，海泥電池、同位素電池、海水溫差發(fā)電等。

②海底充電樁技術(shù)，在大洋海底建立電力儲(chǔ)能裝置，利用海洋能產(chǎn)生的電力進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲(chǔ)存，克服深海海底電力儲(chǔ)能材料、發(fā)(充)電設(shè)備小型化等應(yīng)用瓶頸。

③供電技術(shù)，通過(guò)電力轉(zhuǎn)換并在海底建設(shè)充電樁泊位，為水下移動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備充電;通過(guò)有纜供電方式，為錨系潛標(biāo)、海底觀測(cè)網(wǎng)等固定平臺(tái)提供補(bǔ)充電力，滿足水下監(jiān)測(cè)設(shè)備一年以上周期的電力需求。三是海洋環(huán)境多光譜聯(lián)合的多參數(shù)同步原位探測(cè)技術(shù)。①發(fā)揮光譜探測(cè)具有的非接觸、免定標(biāo)、快速響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)基于多種光譜、多功能聯(lián)合的探測(cè)技術(shù)，通過(guò)共享器件方式在一臺(tái)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)兼容并行，形成海洋多種參數(shù)的同步測(cè)量與監(jiān)測(cè)能力。 ②開(kāi)展多種技術(shù)的交叉驗(yàn)證，更精細(xì)地反映海洋實(shí)際狀況，形成高通量、多參數(shù)的原位快速檢測(cè)分析方法，攻關(guān)基于多光譜聯(lián)合的水下原位定標(biāo)、高靈敏度探測(cè)、準(zhǔn)確定量分析、關(guān)鍵器件國(guó)產(chǎn)化等技術(shù)瓶頸。

③研發(fā)紫外深海拉曼光譜儀，開(kāi)展針對(duì)深海熱液系統(tǒng)的多光譜聯(lián)合探測(cè)技術(shù)應(yīng)用;發(fā)展激光誘導(dǎo)擊穿光譜與拉曼光譜聯(lián)合的系統(tǒng)、具有多種光譜聯(lián)合探測(cè)能力的新型光譜類傳感器。

3國(guó)際化海洋傳感器檢定校準(zhǔn)測(cè)試體系建設(shè)一是構(gòu)建與國(guó)際評(píng)價(jià)體系接軌的我國(guó)海洋傳感器檢定校準(zhǔn)測(cè)試體系，形成統(tǒng)一的海洋監(jiān)測(cè)儀器測(cè)試環(huán)境。開(kāi)展海洋傳感器校準(zhǔn)測(cè)試的基礎(chǔ)理論方法研究，發(fā)展海洋傳感器新傳遞量值標(biāo)準(zhǔn)器、量值溯源傳遞體系。建立海洋傳感器標(biāo)定、校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件并達(dá)到國(guó)際一流水平，革新海洋傳感器標(biāo)定與校準(zhǔn)體系并提高檢定校準(zhǔn)及評(píng)價(jià)水平。二是借鑒國(guó)際海洋傳感器評(píng)價(jià)方面的先進(jìn)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建系統(tǒng)完備、運(yùn)行高效的我國(guó)海洋標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)體系。建設(shè)計(jì)量校準(zhǔn)檢測(cè)技術(shù)支撐平臺(tái)，形成海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量質(zhì)量“三位一體”工作模式，體現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)公正，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。實(shí)施“海洋標(biāo)準(zhǔn) 化+”工程，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)融入海洋領(lǐng)域各細(xì)分方向，改善標(biāo)準(zhǔn)制定、修訂的速度與質(zhì)量。三是開(kāi)展海洋監(jiān)測(cè)儀器檢測(cè)評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量控制方面的國(guó)際合作。建設(shè)全球海洋傳感器計(jì)量檢測(cè)技術(shù)交流合作平臺(tái)，逐步擴(kuò)大我國(guó)海洋傳感器評(píng)價(jià)體系的國(guó)際影響力，推動(dòng)海洋標(biāo)準(zhǔn)、海洋監(jiān)測(cè)儀器計(jì)量校準(zhǔn)結(jié)果的國(guó)際互認(rèn)。 本文作者：王軍成，孫繼昌，劉巖，劉世萱，張穎穎，陳世哲，漆隨平，王波，厲運(yùn)周， 曹煊，高楊，鄭良，信息來(lái)源：本文節(jié)選自《我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)儀器裝備發(fā)展分析及展望》原刊于《中國(guó)工程科學(xué)》2023年第25卷。 您對(duì)本文有什么看法？歡迎在傳感器專家網(wǎng)公眾號(hào)本內(nèi)容底下留言討論，或在中國(guó)最大的傳感社區(qū)：傳感交流圈中進(jìn)行交流。

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審核編輯黃宇