以防災(zāi)減災(zāi)、海洋生態(tài)保護等業(yè)務(wù)化觀測為主導,統(tǒng)籌陸/海系統(tǒng)建設(shè),優(yōu)化站點布局和分布密度,增強對海洋動力、海洋生態(tài)等要素的精準測量能力。研發(fā)多源觀測數(shù)據(jù)同化技術(shù),形成業(yè)務(wù)化產(chǎn)品,提高現(xiàn)場長期觀測的準確性、穩(wěn)定性、可靠性,構(gòu)建生態(tài)要素的現(xiàn)場自動監(jiān)測能力。針對海洋環(huán)境污染防治、生態(tài)保護修復、海洋碳中和等研究與應(yīng)用需求,提高海洋動力災(zāi)害預報準確率、生態(tài)災(zāi)害早期精準預警能力。
3 自主化海洋環(huán)境探測技術(shù)裝備研制
(1).自主可控與產(chǎn)品化
突破海洋探測裝備中的“卡脖子”技術(shù),提高海洋環(huán)境觀測儀器裝備的自主可控水平,逐步實現(xiàn)高端、核心儀器裝備的自主供給。開展海洋傳感器技術(shù)工程化、標準化、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,提高裝備對復雜海況、惡劣環(huán)境的適應(yīng)性。支持國內(nèi)海洋儀器品牌發(fā)展,形成包括研發(fā)、設(shè)計、建造、配套、試驗、運維等環(huán)節(jié)在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)化能力,積極參與國際市場合作與競爭。
(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、高精度導航定位、控制算法、信息傳輸、負荷搭載、浮力材料等方面進行系統(tǒng)突破,提高裝備及應(yīng)用的智能化水平。
(3).協(xié)同觀測與網(wǎng)絡(luò)化
在信息感知、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新興技術(shù)的推動下,利用組網(wǎng)協(xié)同技術(shù)增強裝備的觀測和探測能力,實現(xiàn)海洋環(huán)境測量參數(shù)綜合化、觀測系統(tǒng)模塊化、數(shù)據(jù)傳輸實時化、觀測服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化。
我國海洋監(jiān)測儀器裝備研發(fā)重點
1 高性能海洋傳感器基礎(chǔ)研發(fā)
一是開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)具有自補償、自校準、自診斷、遠程設(shè)定、狀態(tài)組合、信息存儲及記憶等功能的智能化傳感器,實現(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)展深遠海、極地、極端海洋環(huán)境、特殊事件應(yīng)用傳感器技術(shù)。開展深海高壓、極地極寒等極端惡劣環(huán)境下的新型傳感測量、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)多圈層探測和觀測技術(shù)裝備。
2 海洋環(huán)境立體監(jiān)測關(guān)鍵共性技術(shù)
一是水下監(jiān)測實時通信技術(shù)。
①大水深和全水深深海數(shù)據(jù)實時傳輸技術(shù),具備深海數(shù)據(jù)長距離穩(wěn)定傳輸、全水深實時傳輸節(jié)點接力及錯時通信、實時觀測系統(tǒng)小型便攜、大水深/全水深實時潛標海上布放回收等能力,實現(xiàn)深海潛標全水深觀測數(shù)據(jù)的實時回傳。
②深海潛標和岸基站的雙向通信技術(shù),根據(jù)實時回傳數(shù)據(jù)結(jié)果,發(fā)出指令改變設(shè)備的觀測頻率、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深海實時通信多要素、多平臺組網(wǎng)觀測技術(shù),建立海洋多學科參數(shù)集成觀測系統(tǒng),增建坐底和懸浮觀測平臺,消除已有潛標系統(tǒng)在邊界層、水平面上的觀測盲區(qū)。
二是深遠海海洋監(jiān)測儀器裝備能源補給技術(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能裝置,利用海洋能產(chǎn)生的電力進行轉(zhuǎn)化儲存,克服深海海底電力儲能材料、發(fā)(充)電設(shè)備小型化等應(yīng)用瓶頸。
③供電技術(shù),通過電力轉(zhuǎn)換并在海底建設(shè)充電樁泊位,為水下移動監(jiān)測儀器設(shè)備充電;通過有纜供電方式,為錨系潛標、海底觀測網(wǎng)等固定平臺提供補充電力,滿足水下監(jiān)測設(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)同步原位探測技術(shù)。
①發(fā)揮光譜探測具有的非接觸、免定標、快速響應(yīng)等優(yōu)勢,開發(fā)基于多種光譜、多功能聯(lián)合的探測技術(shù),通過共享器件方式在一臺設(shè)備中實現(xiàn)多種技術(shù)兼容并行,形成海洋多種參數(shù)的同步測量與監(jiān)測能力。
②開展多種技術(shù)的交叉驗證,更精細地反映海洋實際狀況,形成高通量、多參數(shù)的原位快速檢測分析方法,攻關(guān)基于多光譜聯(lián)合的水下原位定標、高靈敏度探測、準確定量分析、關(guān)鍵器件國產(chǎn)化等技術(shù)瓶頸。