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我国海洋探测技术五十年发展的回顾与展望_一_朱光文

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第18卷　第2期1999年6月 海　洋　技　术OCEAN TECHNOLOGYVo1.18,No.2June,1999我国海洋探测技术五十年发展的回顾与展望(一)朱光文(国家海洋局海洋技术研究所,天津　300111)摘　要 今年是中华人民共和国成立五十周年。

本文综述我国海洋探测技术五十年发展的主要成就,展望我国海洋探测高技术的近期发展。

本文涉及的海洋探测技术包括:海洋环境自动观测技术、海洋遥感技术、水声技术、水下工程探测技术、海洋地质和地球物理勘探技术。

关键词:中国海洋探测技术　成就　展望中图分类号:P71 文献标识码:A前　言海洋科学研究、海洋探测、海洋资源开发是海洋活动的三大主题。

海洋探测为海洋科学研究和海洋资源开发服务。

获取海洋环境和资源信息是海洋探测的任务。

维护海洋权益、开发海洋资源、保护海洋环境、减轻海洋灾害、提高海上防御能力、促进海洋科学发展,是海洋探测的目的。

海洋探测技术一般可分为海洋环境自动观测技术、海洋遥感技术、水声技术、水下工程探测技术、海洋地质和地球物理勘探技术。

新中国成立五十年来,特别是改革开放以来,海洋探测技术的各个方面都取得了重大进展,有许多成就。

海洋技术已列入国家高技术研究发展计划(863),并将进入第二期863计划(S—863)。

温故而知新。

回顾我国海洋探测技术五十年发展的成就,展望近期的发展,有助于从管理层次上较全面地了解我国海洋探测技术的发展现状,把握海洋探测技术今后的发展。

1　海洋环境自动观测技术海洋环境自动观测技术主要包括:海滨环境观测技术、浮标观测技术、船基调查和观测技术、高频雷达海面环境探测技术及其它海洋环境自动观测技术。

观测对象是水面和水下环境参数。

观测方法主要是接触式器测或短距离遥测。

收稿日期:1999-01-122 海　洋　技　术 第18卷1.1　海滨环境观测技术海滨环境观测技术是指利用沿岸、平台、岛屿作为观测平台,设立多参数或单参数的海洋环境观测站,对海洋水文、气象和水质进行观测或监测的技术。

到1997年止,我国有各种海滨观测站524个,其中海洋站61个,验潮站191个,气象台站113个,地震观测站158个,雷达站1个。

全国联网监测的海洋污染监测站248个。

海滨观测是海洋环境预报和信息服务的主要数据源,确保海滨环境观测的定点、连续、自动、可靠观测及实时数据传输是海滨环境观测技术要解决的主要问题。

80年代以前,海滨观测以人工观测和纯机械仪器观测为主,而且仅限于水文、气象观测,纯机械的模拟记录浮子式验潮仪、岸用光学测波仪、水银温度表、机械或电接式风速风向仪、氯度滴定仪等仪器是海滨环境观测的主要手段。

80年代重点发展了电测仪器,并充分利用计算机技术和数据通讯技术,实现多参数的集成和自动观测及数据的自动处理和远距离传输。

海洋水文气象自动观测站已在小麦岛、南沙、吕四海洋站运行多年,并不断改进,逐步完善,在全国海洋台站观测网推广。

目前,除了表温和表盐,海洋水文气象观测基本实现了自动化。

水质参数是80年代以来逐步增加的监测项目,目前主要依靠取样测量或室内分析。

50年来,在单台观测仪器方面,海洋技术研究所、山东省海洋仪器仪表研究所、中科院海洋研究所、青岛海洋大学、第三海洋研究所等单位先后研制和生产了数字式浮子验潮仪、压力式无井验潮仪、声学水位计、声学测波仪、重力测波仪、台站数字式气象仪、实验室盐度计、光折射盐度计等多种海洋仪器。

其中海洋技术研究所研制的SYA2-1型实验室盐度计测盐精度和自动化水平都比较高,获国家海洋局科技进步二等奖和国家级新产品奖;SSJ1-1型声学水位计不需要验潮井,接近美国声学水位计的水平,获国家海洋局科技进步二等奖。

在海洋水文气象自动观测系统方面,海洋技术研究所结合不同海洋站的特点,先后研制了几种型号的自动观测系统。

80年代,有代表性的成果是1988年研制的用于南沙海洋站的ZQA3-1型海洋水文气象自动观测系统,可自动监测潮汐、波浪、风、气压、气温、相对湿度、表温、表盐等海滨环境参数,波型、波向、云等人工观测项目由计算机键盘输入,观测结果由计算机处理后存储、打印、编报,然后通过短波通讯和ARGOS卫星通讯实时或准实时的发回岸站,该项成果获国家海洋局科技进步二等奖。

90年代中期,随着计算机技术和数据通信技术的发展,先后又研制了XZA系列海洋水文气象自动观测系统,并实现了海洋台站的微机有线数据通讯和应用软件的故障远程诊断和修复。

先进海洋国家海滨观测技术的主要特点是:①数据采集和控制的硬软件平台的功能强、集成度高、可靠性好、功耗低;②主要以卫星通讯方式实时传输数据,时间延迟不超过30min,并用卫星上的振荡器统一校准采集和控制平台的时钟,准确度达到2秒/月;③用太阳能电池供电;④组网观测和可视化的信息服务。

为提高我国海滨观测的技术水平和产业化能力,近海环境自动监测技术研究课题已列入“九五”国家863计划的“818”主题,重点研制海洋环境观测通用的数据采集和控制硬软件平台,研制多功能波浪浮标和强风计,研究台站系统的抗雷电干扰技术,研究台站系统的遥控监测和事件监控技术及系统故障自我诊断和远程修复技术,并研制可定点连续监测的溶解氧、pH、营养盐等传感器或仪器。

课题承担单位是海洋技术研究所。

预计到2000年,除了水质参数以外,我国的海滨环境观测技术将接近国际90年代的先进水平,并能形成商品化生产能力。

1.2　浮标观测技术浮标观测技术包括锚定资料浮标、潜标、漂流浮标及投掷浮标。

浮标观测的特点是,能在恶劣海洋环境下无人值守,自动、连续获取水面和水下的海洋环境数据。

浮标观测技术是海洋环境观测技术的重要组成部分和主要发展方向之一。

1.2.1　资料浮标技术我国海洋资料浮标的研制起始于50年代末。

60年代中期的全国第一次海洋仪器会战研制了我国第一套海洋资料浮标原理性样机。

70年代,山东省海洋仪器仪表研究所研制成功了HFB -1型直径10m 圆盘形浮标,布放在黄海南部和长江口北部海区;中科院南海所研制成功了“南浮-1”号直径6m 的圆盘形浮标。

两种浮标都用蓄电池供电。

“南浮-1”号用高频数字通讯,系统有遥测、遥控、检错、报警、加密观测及遥控指令时钟校准等功能,自动化程度要比HFB -1型浮标高一些。

80年代中期,资料浮标的研制列入国家“七五”科技攻关计划,并采用用户和研制单位联合、国内技术优势单位之间强强联合的技术路线,先后研制成功了FZF2-1型10m 直径的圆盘形浮标(1989年,山东省海洋仪器仪表研究所)、FZS1-1型直径3m 的圆盘型浮标(1990年,海洋技术研究所)、FZS2-1型直径10m 的深海圆盘形资料浮标(1991年,中科院南海海洋研究所)。

FZF2-1型和FZS1-1型资料浮标共同荣获国家海洋局科技进步一等奖和国家科技进步二等奖。

上述三种浮标存在的共同性问题是,受当时元器件质量和计算机水平及数据通讯技术的制约,系统的可靠性和数据有效接收率都较低,不能满足海洋环境观测的需要。

渔民海上活动对浮标的破坏也给浮标的管理和正常运行造成困难。

90年代中期,我国浮标技术有了很大的进展,山东省海洋仪器仪表研究所先后改进和研制了FZF2-2和FZF2-3型资料浮标。

技术上的主要进步表现在以下几个方面:①用INM ASA T -C /GPS 卫星通讯和定位,提高了数据的有效接收率和浮标的定位精度;②数据采集和控制平台采用模块化结构,提高主机的可靠性,去掉双机热储备,降低了成本;③采用8MB 固态存储器代替数字磁带机和硬盘机,提高了数据存储的可靠性;④采用太阳能电池板和蓄电池组合供电,使蓄电池数量由原来的190多块减少到十几块,方便了浮标的维护;⑤用卫星通讯后,简化了岸站的硬软件配置;⑥浮标设计在位周期由一年提高到两年。

总体上看,我国的资料浮标技术已接近90年代中期的世界先进水平,今后发展的主要方向是:①提高传感器和系统的可靠性;②发展小型资料浮标;③发展污染和生态环境监测浮标。

1.2.2　潜标技术海洋技术研究所于1978年开始潜标技术的预先研究,比先进海洋国家晚启动了约20年。

1982年,作为国家海洋局的“六五”重点项目立项研制千米测流潜标系统。

关键技术是声学应答释放器、系留系统的设计和计算、系统的布放和回收技术。

先后进行了三次海上实验,布放六套潜标系统,安全回收了五套系统,取得了系留系统倾斜和受力变化实验数据及6个月的深海腐蚀和污损挂板实验数据。

系统在位连续工作最长105d ,首次观测到连续15d 的南海某位置900m 深处的海流数据,测得当地平均流速为15.6cm /s 。

1987年,该所与有关单位合作,承担了国家“七五”科技攻关项目76-05-04专题的研究任务,研究深海4000m 测流潜标关键技术。

经过近4年的努力,完成了深海应答释放器、深海海流计、雷达信标机及部分系留部件的研制。

1990年12月通过技术鉴定和国家验收,并荣获1992年度国家海洋局科技进步二等奖。

利用该项研究成果,在两次中日合作黑潮调查中,共3　第2期 我国海洋探测技术五十年发展的回顾与展望(一) 4 海　洋　技　术 第18卷布放了四套潜标系统,成功回收了三套系统。

回收的六台海流计中有五台取得了完整的海流、温度和深度连续观测数据,在位连续观测时间21d,最大布放深度1175m。

随后又研制了200m水深以内的浅海潜标系统,并在南海珠江口西部海域与资料浮标同步观测,经受了多次过境台风的考验,系统100%回收。

海洋技术研究所目前正承担有关部门提出的任务,研制深海测流潜标系统,其中测流仪器将使用上视式声学多普勒海流剖面仪(ADCP)。

总体上看,我国的潜标技术在系统回收率、可靠性及布放深度方面与先进海洋国家相比有较大差距。

为满足海洋环境监测的需要,应积极发展潜标技术。

1.2.3　漂流浮标和其它浮标技术漂流浮标分为表面漂流浮标、中性漂流浮标及智能浮子。

漂流浮标用于大面积海域的海洋环境调查、海气相互作用研究、大洋环流研究、突发性海洋污染的跟踪及卫星遥感数据的现场校准和真实性检验,浮标的在位作业时间取决于电池的容量和实际功耗,可连续工作几个月到几年。

据有关资料报导,1990～1995年期间有关国家在太平洋布放的漂流浮标多达1369个。

国内,海洋技术研究所于1994年首次研制成功测表层流和表层水温的表面漂流浮标。

用ARGOS卫星通讯和定位,定位精度300m;水帆直径0.5m,长10m;水温传感器在水下约2.5m。

该浮标在1995年5月布放于南海,实际漂流时间8个月以上,从ARGOS服务部获得6个月的观测和定位数据,绘制了水温分布图和流迹图。

数据分析结果表明,漂流路径与经过的海域的流系基本一致,特别在进入黑潮流系以后,漂流路径与黑潮流轴完全一致,同时也发现了一些值得研究的现象。

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水下环境测量系统设计与实现

水下环境测量系统设计与实现

水下环境测量系统设计与实现摘要：随着科学技术的发展，随着水资源与人需求的供应不平衡形势的加剧，随着人们物质生活水平的提高，人们对水质的要求也在提高，科学的领域逐渐延伸，而作为高科技事业的重要研究对象之一的海洋自然环境成为近年来水下环境测量的重点项目，对其信息数据的掌握可以推动海洋事业的开发，推动海洋经济的发展，同时也对海洋的保护事业起到了重要的意义，因此，对水下环境测量的系统设计具有现实的意义。

关键词：水下环境测量系统设计实现发展前言：近年来，国内外水下环境测量系统发展迅速，推动了全球该技术的发展与创新，促进了全球的水下工程的顺利开展，该研究对海上军事行动、水下武器的设计都提供了无可替代的科学依据，提供了决策的重要依据。

1.水下环境测量系统设计的背景对该系统的研究得到了相关部门的重视，不论是在硬件上还是软件平台上都给予了高度的支持，促进该系统的实现，进而促进我国水下环境测量技术的发展，促进我国水利工程的进步。

1.1 系统开发的硬件平台水文参数的数据处理需要现代的设备是计算机，在该实验中一般选用的机器都是较高的处理能力，属于高性能的笔记本，从我国的实验情况分析，我们可以发现，一般的该类型机器都较为专业，会从各个计算机厂商处配置，选择性能优良，工作速度快得部件进行组装，打造属于独一无二的系统开发硬件平台，从我国该技术的硬件组装情况来看，硬件实力较强。

1.2 系统开发的软件平台1.2.1 .net framework概述.net框架 (.netframework)是由微软推出的下一代编程平台，从2002年面世以来迅速的应用于各领域，并且迅速的发展，目前其已经更新到4.0版本，微软一直坚信分布式程序将是未来的必然趋势。

但是.net并不是仅仅用于编写hitemet或与网络相关应用程序的平台，它还支持编写windows平台上任何类型的应用程序。

它的发展目标是实现敏捷软件的开发，网络透明化等。

改程序支持多种语言开发，这一便捷可以促进高级语言的汇集，可以实现很多程序的制作。

深海探测技术的发展与突破

深海探测技术的发展与突破

深海探测技术的发展与突破随着时间的推移，深海探测技术得到了越来越多的关注和重视，成为了科学研究和资源利用的重要领域。

随着技术的不断更新和完善，深海探测技术也不断得以提升和突破。

1. 深海探测技术的现状目前，深海探测技术主要包括水下探测器、潜水器、水下机器人等。

其中，水下机器人是当前深海探测技术的重点发展领域。

与传统的海洋科学调查船相比，水下机器人具有灵活、高效、低成本等优势，能够深入到数千米甚至更深的海底，获取更为准确、全面的科学数据和资源信息。

2. 深海探测技术的突破近年来，深海探测技术取得了一系列重大突破。

2012年，我国首次成功探测到了7000米以上深度的海沟，实现了我国深海探测领域的重大突破。

此后，我国持续加强深海技术研究，不断推进深海探测技术的发展，取得了一系列重大进展，如“实现了我国自主设计、研制、制作水下机器人，并完成了我国首个蓝色鲸水下探测任务”等。

3. 深海探测技术的应用深海探测技术的不断发展和突破，为我国深海科学研究和深海资源开发利用提供了强有力的技术支持。

在资源开发利用方面，深海矿产、油气等已成为世界范围内的热点关注领域，而我国作为一个拥有丰富深海资源的发展中大国，将加强深海资源开发和利用，助力我国经济可持续发展。

4. 深海探测技术的挑战虽然深海探测技术在技术上已得到了突破，但是仍存在一定的挑战。

一方面，深海环境极为恶劣，水压大、低温、无光照等极其复杂的环境因素对深海探测技术提出了严峻的挑战。

另一方面，深海探测技术依赖于高端装备和技术，且成本较高，因此在推广应用方面存在着一定的困难与限制。

结语深海探测技术的发展与突破，为我国深海科学研究和深海资源开发利用提供了强有力的技术支持。

我们应该积极关注深海探测技术的发展，进一步加强深海科学研究，推进深海资源开发利用，以实现海洋强国建设的目标，推动我国经济可持续发展。

回顾过去展望未来——中国海洋科技发展50年

回顾过去展望未来——中国海洋科技发展50年

回顾过去展望未来——中国海洋科技发展50年国家海洋局局长孙志辉我国是海洋大国，发展海洋事业，对于中华民族的繁荣昌盛和长治久安，对于实现国家“三步走”的宏伟目标，具有重要的战略意义。

海洋科技是国家海洋事业发展的强大支撑和不竭动力，开发海洋资源、保护海洋环境、发展海洋经济、维护海洋权益、建设海洋强国，必须依靠海洋科学技术。

如果从1956年国家制定海洋科学远景规划算起，我国海洋科技事业已经整整走过了50年的光辉历程，显著缩短了与先进海洋国家的差距，并在某些方面达到国际领先水平，为推动或引领海洋经济发展作出了重要贡献。

这50年是备尝艰辛的50年，是奋发进取的50年，也是成果辉煌的50年。

在新中国成立以来首次全国海洋科学技术大会即将召开之际，重温半个世纪不平凡的征程，对于我们在新世纪新阶段，深入贯彻党和国家的科技方针，全面落实中央领导同志对海洋工作的一系列重要指示，继承和发扬几代海洋科技工作者不懈奋斗、艰苦求索的优良传统，同心同德，开拓进取，推动海洋科技实现跨越式发展，把我国建设成为海洋强国，有着重大而深远的意义。

我国海洋科技的发展，大致经历了新中国成立初期的开始起步阶段、十年动乱中的曲折发展阶段、改革开放中焕发生机阶段和党的十五大之后的展翅腾飞阶段。

一、海洋科技事业从制订规划开始起步建国初期，海洋科技力量十分薄弱，专业从事海洋科学研究的人员只有20多人；海洋调查手段也相当落后，直到1957年才有一条用旧拖轮改装的千吨级调查船。

随着渔业、交通和海水制盐等传统海洋产业逐步得到恢复，国家调整或组建了几个与水产、海运、制盐相关的院校和研究机构。

1956年，我国政府提出“向科学进军”的口号。

在竺可祯等科学家的倡议下，由赵九章、曾呈奎等海洋专家组成的科学规划委员会海洋组，起草了《1956年～1967年海洋科学发展远景规划》，并被列为国家《1956年～1967年科学技术发展远景规划》的第七项，即“海洋学”，主要任务是进行中国近海综合调查；并由军、地双方联合组成国家科委海洋组，主持全国的海洋科技工作。

深海探测技术的研究与发展

深海探测技术的研究与发展

深海探测技术的研究与发展地球表面的海洋约占世界面积的71%，其中有90%的海洋深度大于1000米。

而这片覆盖着地球表面大部分的深海，却被人类所知甚少。

深海之中拥有诸如温泉、珊瑚礁、蓝洞、海底火山等各种奇妙的自然景观，也是海洋生物的庇护地，不过由于海洋环境的严苛和不可预测性，深海探测一直是科学家们的难点。

于是，深海探测技术的研究与发展便成了海洋科学的重要方向。

一、传统深海探测技术传统的深海探测方式主要是利用声波传导的原理进行的。

通过派遣船只或下潜器携带声呐或探测器在海底上方进行声波探测，当声波遇到物体时发生反射，从而生成反射信号，最终通过特殊设备将这些反射信号转换成图像。

这种技术被称为声纳探测技术。

1977年，美国深海研究者罗伯特-巴林杰在深4000米的海底发现了一个黑烟囱结构，这也是深海研究史上的一个里程碑。

不过，当时的声纳探测技术只能获取到下潜器附近的物体信息，并不能对底层海底的结构进行良好的探测。

二、现代深海探测技术随着科技水平和探测设备的不断更新换代，声纳探测技术逐渐被现代深海探测技术所取代。

（一）激光成像技术激光成像技术可以通过激光束照射海底，利用光电设备接收反射光，然后形成底质或物体的三维图像。

这种技术的优点是精度高，可以在较远距离获得较为清晰的图像，对于底质和岩石的特征可以提供更加准确的描述。

同时，激光成像技术还可以进行液化判断、污染物测量和深海温泉勘探等方面的工作。

（二）遥感技术遥感是将卫星实时拍摄的数据经过处理和解译，以生成图像或进行多角度、多时间设备观测与测量的一种技术。

现今的卫星遥感技术可提供高空间和时间分辨率的数据，在深海探测中，这种技术可以用来观测温跃层、水文漂移、沉积物分布等，可以非常有效地帮助探测水下土地形态。

（三）水下无线电波技术水下无线电波技术利用电波信号在水中传输的特性，将控制装置发出的无线电波发射到水底，解析响应波信号，最终生成底层图像。

这种技术具有使用方便、实时性强等优点，尤其在水下遥控器和水下机器人中使用非常广泛。