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海洋技术▏我国海洋资料浮标观测技术的发展现状与趋势


数据传输间 隔种类 4 1
通信方式种 类 3 3
加拿大 AXYS
NOMAD
15
>95%
1
3
挪威 OCEANOR SEAWATCH 14
>95%
1
3
美国 WHOI
ASIMET
10
>95%
1
3
海洋资料浮标观测参数也是重要指标之一,表 3 给出了我国浮标和国外浮
标观测参数的测量范围和准确度方面的对比。
美国、挪威和加拿大这 3 个在海洋资料浮标制造领域具有较高水平,表 2
列出了我国代表产品与这三个国家 4 款优秀产品的系统参数对比。从表中可以
看出,在监测参数总数方面, 我国与国际上的主流浮标一致,甚至比大部分浮
标的观测参数多;在数据接收率方面,与国外产品一致,都大于 95%,保证了
数据的有效性;在数据传输间隔方面,国外的产品都只有 1 种,而我国的则有
4 种间隔可选,灵活性更好;在数据通信种类方面,我国的浮标与国外浮标相
同,都是采用卫星、 VHF/UHF电台和 GPRS/CDM,A其中北斗卫星短报文通信则
是我国独有的。 表2
系统典型参数对比
浮标种类
中国 挪威 AANDI
型号
FZF DB4700
监测参数 总数 16 16
数据接收 率
>95% >95%
⑵光学浮标
2005 年,在 863 计划的支持下,中科院南海所突破水下光辐射测量的子母
浮标设计和集成、海面和水体表层高光谱辐射测量、水体吸收 / 散射高光谱测
量、锚链式水下多光谱辐射测量、海洋光学仪器窗口防污染等关键技术,研制
了我国第一台光学浮标, 并布放于青岛海域。
⑶通量观测浮标 2012 年,山东省科学院海洋仪器仪表研究所研制了圆盘形海气耦合观测浮 标,布放于格陵兰海海域;中科院海洋所研制了多浮筒结构的通量观测浮标 . ⑷波浪浮标 我国的浮标测波技术取得丰硕成果,代表成果是山东省科学院海洋仪器仪 表研究所研制的 0.9m 直径的 SBF3型球形测波浮标,其观测结果精度与国外产 品相当,已经成为相关部门的业务化观测装备,广泛应用。此外,还有中国海 洋大学研制的 SZF型椭球形波浪浮标。 ⑸核辐射监测浮标 2011 年国家海洋技术中心研制了核辐射监测浮标,用于海洋核辐射污染应 急监测;山东省科学院海洋仪器仪表研究所研制的用于浮标的放射性综合监测 系统于 2013 年 11 月通过验收,该系统可实时连续监测和分析海水中放射性核 素总量, 甄别 Cs-137、Co-60、I-131 等多种核素并计算其活度,具备海洋核 污染预警功能。
从事水下无人平台总体与系统集成技术、海洋动力环境监测技 中船重工 710 所
术, 主要产品:实时通信潜标。
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综上所述,我国在海洋资料浮标观测技术方面虽然已经取得了丰硕的成
果,海洋资料浮标观测技术总体达到国际先进水平,能够满足沿海海域业务化
运行的需求,但与国外海洋技术大国相比还存在较大差距,主要体现在搭载的
仪器设备的性能、测量精度和工作可靠性等方面,但在系统集成、布放回收等
方面差距已不明显。
⒊ 内外同类海洋资料浮标典型参数对比
通过上面的对比分析可以看出,我国的海洋资料浮标观测技术与国外同类
产品相比已经基本一致,在有些方面甚至要由于国外同类产品。
等计划和有关部门的支持下,取得了丰硕的成果,已经基本掌握了关键核心技
术,总体已经达到国际先进水平。我国研制的第一个海洋资料浮标诞生于
1965
年,为船型结构。此后, 在国家的支持下,浮标技术大力发展,目前,已经形
成了直径从 10m到 3m的产品系列,完全能够满足我国近海长期业务化观测的需
求,其中研制的 3m直径小型浮标为 2008 年奥帆赛提供了大量有效数据,受到
我国海洋资料浮标观测技术的发展起步较晚,但经过长期的努力与积累, 取得了丰硕成果。在“十五”和“十一五”期间,我国的海洋资料浮标观测技 术达到产品化阶段,并开始浮标网的建设。 一、我国海洋资料浮标观测技术的发展现状
⒈ 我国总体技术水平与国际相当
我国从 1965 年开始研制海洋资料浮标,经过近 50 年的发展,在国家 863
择。我国已经初步建立了包含约 130 个浮标的近海浮标观测网,浮标种类主要
由图 1 中的浮标和波浪浮标组成,图 2 给出了由山东省科学院海洋仪器仪表研
究所生产的浮标沿海分布图,该研究所生产的浮标占全国业务化浮标总数的
90%以上。
⒉ 专用型浮标研究取得一定成果
在通用型浮标研究成果的基础上,综合国外的研究成果,我国在专用型浮
各界一致好评。深远海观测浮标方面也开展了部分工作,研制了工程样机,取
得了一定成果,布放海域最深达到 3500m,最远至印度洋和格陵兰海海域。
我国的智慧海洋的海洋资料浮标研制虽然起步较晚,但在某些方面的水平
已经达到国际领先水平。观测参数种类多于国外产品;采用了多种数据通信手
段,其中北斗通信方式是我国独有;数据传输间隔方面有多种传输间隔可供选
标研究方面也取得了一定的成果,研制了多种专用浮标。
⑴海洋剖面观测浮标
“十五”期间,国家海洋技术中心研制了利用马达驱动的剖面观测系统,
“十一五”期间中船重工 710海洋所研制了波浪能驱动式的剖面观测浮标系统, 3 种系统均经过了海上
测试, 最大布放水深达 4000m,能观测海水温度、盐度、深度和海流等参数。
此外,通过消化吸收国外先进技术及自主创新,我国还研制了海冰浮标、
声学浮标、赤潮浮标、子母浮标和通信中继浮标等专用型海洋资料浮标,表
1
列出了国内海洋资料浮标的优势科研机构。 表 1 国内海洋资料浮标的优势科研机构
机构名称 山东省科学院海洋
仪器仪表研究所
国家海洋技术中心
中国海洋大学
主要技术与产品 专注于各种海洋仪器装备研发 , 主要产品有大型浮标、中型浮 标、小型浮标、波浪浮标、通量观测浮标、船型浮标、水质监 测浮标、海床基、潜标等。 从事海洋高新技术及前瞻性、基础性、通用性技术的研究与开 发, 主要产品:多功能海洋环境监测浮标、海洋动力环境监测 浮标、小型生态水质监测浮标、海床基观测系统、潜标剖面观 测系统。 从事海洋科学研究及海洋观测技术、装备研发 , 主要产品有波 浪浮标和小型浮标。
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