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海洋作为一个应用领域，有许多海洋技术装备和海洋工程系统有待研究与开发，但由于水压、深度、盐度、生物腐蚀等诸多复杂因素的影响，海洋装备的研发较之于其他领域有其较多的特殊性。海洋装备涉及的应用领域非常广泛，包括船舶与海洋工程、油气勘探与开发、海岸工程、水动力分析、航海与导航、海面和水下支持、水下工程、海洋资源调查与开发、海洋环境保护、港口与航道工程、海洋旅游、海洋渔业调查、海上救援、深海采矿、海防安全，等等。 从主要技术特点、应用服务对象、行业管理主体等不同的角度，对此海洋装备专家学者均有不同分类。综合起来考虑，国家海洋技术中心彭伟副主任倾向把海洋装备分为五类：包括海洋环境感知装备、海洋资源开发利用装备、海洋防务与维权执法装备、海洋交通运载装备和海洋通用装备。今天我们就来谈谈其中的海洋环境感知装备。
海洋环境要素由海洋气象、海洋水文、海洋地质和地球物理、海洋物理、海洋化学、海洋生物等组成，包括海空与底层大气（如云、雨、雾、气压、气温等）、海表面（如风、浪、冰、风暴潮、盐雾、日光辐照、温度、盐度、潮汐等）、水下（如内波、环流、跃层、声道、密度、电导、深度等）和海底（如地质、地貌、磁场、重力场等）等多维要素。 海洋环境感知装备的分类 海洋环境感知装备是以获海洋环境信息为目的，也就是我们常说的海洋观测、调查、监测、测绘装备，包括各种类型的传感器、采集器、处理器及其搭载的各类定点、移动天基-空基-岸基-海基（水面水下）观测平台。 海洋环境感知装备种类繁多。按环境要素分类，可分温、盐、深、浪、流、潮、风、声、磁等；按传感器分类，可分为声、光、电、热、磁等；按结构原理分类，可为声学式仪器、光学式仪器、电子式仪器、机械式仪器以及遥测遥感仪器等；按运载工具不同，还可划分成船用仪器、潜水器仪器、浮标仪器、岸站仪器、飞机和卫星仪器等；按所测项目分类，也可分为测温仪器、测盐仪器、测波仪器、测流仪器、营养盐仪器、重力和磁力仪器、底质探测仪器、浮游生物与底栖生物仪器，等等。 海洋环境感知装备归纳起来可以划分成4大类，即海洋物理性质观测仪器、海洋化学性质观测仪器、海洋生物观测仪器、海洋地质及地球物理观测仪器。其中船用海洋观测仪器品种最多，按其操作方式又可分为投弃式、自返式、悬挂式、拖曳式等；投弃式仪器使用时将其传感器部分投入海中，观测的数据通过导线或无线电波传递到船上，传感器用后不再回收；自返式仪器观测时沉入海中，完成测量或采样任务后卸掉压载物，借自身浮力返回海面；悬挂式仪器利用船上的绞车吊杆从船舷旁送入海中，在船只锚碇或漂流的情况下进行观测；拖曳式仪器工作时从船尾放入海中，拖曳在船后进行走航观测。
海洋观测、调查、监测和测绘装备在仪器设备类型、测量要素、作业方法、数据处理和成果应用等方面有许多的共同点，只是各自的应用目的及对成果的要求不尽相同，所以往往很难做出具体的细分。如海洋测量船既可作为海洋调查的作业平台，也是海洋监测和海洋测绘的作业平台；又如声学多普勒流速剖面仪ADCP，既是海洋调查的观测载荷，又是海洋监测的观测载荷，若用于海洋码头工程建设规划则是海洋测绘的观测载荷。 海洋感知装备包括卫星遥感、无人机、波浪滑翔器、水下滑翔机、自主水下潜航器（AUV)、遥控无人潜水器、水面无人艇、海床基系统、海洋测量船、海洋浮标、海洋实时观测网等海洋平台，以及声学多普勒流速剖面仪（ADCP）、多波束测深仪、合成孔径声呐（SAS）、温盐深仪(CTD)、海洋磁力仪、侧扫声呐、海洋重力仪、单道地震系统、海底热流计、水下声学定位系统、沉积物捕获器、三维声呐系统、水位计、水下惯导设备等载荷或传感器。
海洋环境感知仪器及应用 ⒈海洋物理性质观测仪器 海洋物理性质观测仪器用于观测海洋中的声、光、温度、密度、动力等现象。其中海水密度是指单位体积内海水的质量，海水密度一般在1.02～1.07g/cm3之间，它取决于温度、盐度和压力(或深度)。在低温、高盐和深水压力大的情况下，海水密度大，而在高温、低盐的表层水域，海水密度就小。 通常情况下，海水密度不便直接测定，可以用温度、盐度和压力值计算得到，所以温盐取代密度成为一个必测参数。20世纪60年代以前只能用颠倒温度表、滴定管和机械式深温计(BT)，现在则用电子式盐温深测量仪(STD或CTD)等船只走航式来测定，也可采用投弃式深温计(XBT)，空中遥感观测则用红外辐射温度计。 现代进行大面积调查通常用电子式盐温深测量仪等，由水下探头、水上数据处理装置和吊放设备组成。水下探头主要包含传感器和测量电路；水上数据处理装置一般以计算机为主体，用表头指示、数码显示、磁带记录、模拟作图等多种方式记录和显示海水的盐度、温度和深度的测值。 海洋对潜艇的活动影响极大，海水由于受太阳辐射加热和海面混合等物理过程的影响，其温度的垂直分布一般呈分层结构，温跃层对计算潜艇的隐蔽深度、控制水下精确制导武器至关重要，利用季节和海区温跃层情况，避开密度跃层所产生的“海底断崖”，躲到声波难以到达的盲区，就能达到潜艇隐蔽的作用；海洋环境对声呐探测系统的影响也很大，海洋中存在表层声道、深海层声道，并有远程传播区和海面海底反射等现象的存在，这些现象造成声音声阵倾角和接收扇面之间的变化相对复杂，所以多波束声呐需要严密的声速测量。
海流观测相当困难，或用仪器定点测量，或用漂流物跟踪观测，定点测流是海洋观测中常用的办法，所用仪器有转子式海流计、电磁式海流计、声学海流计等。旋转式海流计结构简单，成本低，但其流速传感器的惯性较大，不适用于表层和波浪区海流的测量；而电磁式、声学等非旋转式海流计在结构上较复杂，造价较高，但它没有机械惯性，响应快，测量精度较高，对被测流场的干扰小，适用于准确度要求较高的场合。目前最流行的海流观测方式是声学多普勒流速剖面仪（ADCP）。
波浪观测手段多种多样，按照测量方法可以分为：人工观测法、仪器测量法和遥感反演法。仪器测量法可分为测杆测波法、压力式测波法、声学式测波法、重力式测波法和激光式测波法；遥感反演法可分为雷达测波、卫星测波和摄影照相测波，或是分为X波段雷达测波、高频地波雷达测波、合成孔径（SAR）雷达测波、卫星高度计测波和摄影照相测波等。压力式测波仪是依靠安装在海底的压力传感器记录波浪引起的动压变化，从而测量波高和波周期的一种仪器；声学测波仪可以分为水下声学测波仪（坐底式）和水上声学测波仪（气介式），其原理相同，都是利用回声测距原理进行波浪观测；重力加速度测波浮标是指安装在浮标内部的加速度传感器或重力传感器随着海面变化采集运动参数，进而计算出波浪特征参数；GPS测波浮标测量是通过GPS接收机测量载波相位变化率而测定GPS信号的多普勒频偏，从而计算出GPS接收机的运动速度；激光测波是利用激光测距原理测量波高、波周期参数，一般应用在岸基、石油平台和飞机上。 岸边长期验潮站潮汐观测使用浮子式，外海测潮通常采用压力自容式水位计，大洋潮波的观测则通常要依靠卫星上的雷达测高仪；浮子式水位计属于接触式测量方式，优点是精确度高、稳定性强，缺点也不容忽视，那就是建站成本高，建站时间长；导波雷达水位计也属于接触式测量方式，其安装简单便捷，精确度高，但需要建小井筒；高频雷达水位计属于非接触性测量方式，需要建站，成本低，精度高，且安装简单方便，这种测量方式极易受到周围环境的影响（如海浪），稳定性欠佳；压力自容式水位计高精度、低成本，可以自容式自动工作，也可以实时在线工作，目前在测量单位中应用较多，其缺点是安装后易滋生海洋污损生物，长期测量需要定时清洗。 水下声呐技术在军事、海洋测绘、海流流速测量、海洋渔业、水声通信、水下声学定位等领域有着广泛的应用，目前典型的声呐系统包括拖曳阵声呐、船侧阵声呐、双/多基地声呐、地形地貌探测声呐、小目标成像声呐、合成孔径声呐和通信声呐等。主动声呐一般用于水下运动物体的探测，获得其运动要素，如距离、速度、方向等，也可以探测海底地貌及障碍物；被动声呐具有隐蔽及不易察觉的特点，则往往用于反潜。
海底地形地貌测量最常用的仪器是回声测深仪，用多波束测深仪可以测出航线两侧宽带的深度，使测绘工作效率大大提高；侧扫声呐又称地貌仪，向航线两侧发射水平指向性窄、垂直指向性宽的声束，能显示出航线两侧的地貌；图像声呐用阵列得到被测海底或目标的图像；浅地层剖面仪用较低频率、较大功率声源发射，声波穿透海底沉积物，能探查其性能、结构，在工程地质勘探、考古等领域有广泛的应用需求。 另外，在渔业中，用鱼群探测仪来寻找鱼群，鱼鳔中的空气对声波有很强的反射能力，垂直鱼探仪只能找到船下方的鱼群，水平鱼探仪可以扫描船的四周，能预估鱼群的资源量；水声定位系统可以用几何定位法测出船相对于海上某目标的位置。 ⒉海洋化学性质观测仪器 海水是一种成分复杂的混合溶液，它所包含的物质可分为三类：一是溶解物质，包括各种盐类、有机化合物和溶解气体；二是气泡；三是固体物质，包括有机固体、无机固体和胶体颗粒。目前海水中已发现80多种化学元素，但其含量差别很大，主要化学元素是氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、硅、氟等12种，含量约占全部海水化学元素总量的99.8％～99.9％，因此，被称为海水的大量元素。海水化学元素最大特点之一，是上述12种主要离子浓度之间的比例几乎不变，因此称为海水组成的恒定性，它对计算海水盐度具有重要意义，溶解在海水中的元素绝大部分是以离子形式存在的。 海洋观测中所用的化学仪器，主要用来测定海水中各种溶解物的含量。60年代以前，除少数几项可在船上用滴定管和目力比色装置完成外，大部分项目要保存样品带回陆上实验室分析。60年代以后，调查船上逐渐采用船用、船用pH计、溶解氧测定仪，以及船用分光光度计和船用荧光计。近年来，船用单项化学分析仪器与自动控制装置相结合，形成船用多要素的自动测定仪器。这种综合仪器还可配备电子计算机，提高其自动化程度。
船用化学分析仪器的工作原理大致分两类：一类用传感器(主要为电极)直接测定化学参数；一类通过样品显色进行光电比色测定。目前，海水中的各种营养盐靠比色仪器测定，pH值、溶解氧、氧化-还原电位等利用电极式仪器测定。 对海洋资源的开发，早期是从海水提取无机物，包括制盐、卤水或海水的综合利用，比如提取芒硝、钾盐、溴、镁盐或其他含量较低的无机物；近代还研究海水淡化、海水提铀、海洋生物天然产物的分离等。近年来，随着国家对海洋环境保护力度的加大，海洋环境监测与调查普遍受到重视，海洋环境化学观测也得到社会各界的广泛关注。 ⒊海洋生物观测仪器 海洋生物种类繁多，从微生物、浮游生物、底栖生物到游泳生物，相应有不同的观测仪器。海水中的微生物需采样后进行研究，采样工具有复背式采水器和无菌采水袋。浮游生物采样器主要有浮游生物网和浮游生物连续采集器；底栖生物采样使用海底拖网、采泥器和取样管；游泳生物采样依靠鱼网，观察鱼群使用鱼探仪；海洋初级生产力的观测，除利用化学仪器测营养盐，利用光学仪器测定光场强度之外，还用荧光计测定海水中的叶绿素含量。 浮游生物是海洋生态系统的重要组成部分，在生物地球化学循环和碳循环中发挥着关键作用，同时浮游生物引发的赤潮、水母等灾害给海洋生态和人类生产生活造成严重影响。有些海洋生物(如虾、蟹)对污染十分敏感，海域遭轻度污染便逃离或死亡；有些海洋生物(如多毛类环节动物)在轻度或中度污染的海域反而大量繁殖；有的海洋生物(如贻贝)能在体内积累大量的污染物。监测它们的变化等状况便能了解海洋污染状况。
海洋水下设施，包括部分或全部与海水接触的移动或固定式设施设备及构筑物等，诸如海洋船舶、海上平台、滨海电站、海水管路，以及码头钢桩、海上风电、海水养殖网箱和海洋浮标等海洋观测与探测设施等，是海洋经济发展和海洋资源开发利用的重要基础设施设备。海洋环境中，海洋腐蚀和生物污损是这些设施设备普遍存在的问题。其中，水下设施生物污损不仅可能引起设施材料腐蚀，还会造成诸如船舶航行阻力增加，滨海电站冷源系统管路堵塞等而影响重要设施设备的正常功能，造成重要经济损失和生态环境影响。因此，研究发展合理、有效的措施抑制或减轻海洋生物污损，实现海洋水下设施的长期安全运行，具有重要的经济和社会意义。 监测浮游生物种群动态变化的方法、工具和流程，不仅对海洋生态科学研究意义重大，对现代业务化海洋管理也极为重要。对此，中国科学院深圳先进技术研究院李剑平团队利用浮标平台成本低、可长时间部署、可无线组网等优势，研发了一种水下暗场彩色成像系统，提升了对海洋浮游生物长期、连续、高频、原位监测的能力，可弥补现有观测技术的不足。该系统采用正交层状闪光无影照明设计，不仅可对海洋浮游生物个体实现高质量的水下真彩色摄影，还减少了照明光向水下局部环境的泄漏，最大程度地避免了浮游动物因趋光性产生聚集而导致的观测偏差。
用于沿海海水监测的地表浮标网络概念图 ⒋海洋地质及地球物理观测仪器 随着科学家对地球探索活动的增加及自然资源调查活动的增加，人们对海洋的认识也逐渐加深。海洋资源包括油气资源、生物资源、可再生资源、矿产资源、空间资源和海水资源等，其中最重要的是油气资源。 人们对海洋过程地质进行研究目的是查明场区的地质条件，分析、预测和评价可能存在或发生的海洋工程地质问题，提出防治地质灾害的措施，为规划、施工及使用提供科学依据。要正确评价海洋工程地质条件，除了掌握土力学和海洋地质，还需要对海洋地球物理探测及海洋动力学有足够的了解。 底质取样设备是最早发展的海洋地质仪器，分表层取样设备与柱状取样设备两类。表层取样设备又称采泥器，有重力式采泥器、弹簧式采泥器和箱式采泥器，其中箱式采泥器能保持沉积物原样。底质柱状采样工具有重力取样管、振动活塞取样管、重力活塞取样管和水下浅钻，有一种靠玻璃浮子装置使柱状样品上浮的重力取样管称为自返式取样管。 海洋地球物理探测包括侧扫声呐、浅地层剖面仪、多波束测深仪、地震仪、磁力仪、重力仪、地热计和合成孔径声呐等。地热计结构比较简单，将热敏电阻安放在钢质探针的顶端，靠重力作用插入海底，便能测出海底沉积物的温度。用气枪、电火花声源可做出能穿透1000m深沉积层的深地层剖面仪，可用来探查地质结构、勘探海洋油气资源。选择与优势尺寸的锰结核匹配的频率，制成深海多频测深仪，与深海浅地层剖面仪配合，可以调查大洋锰结核的丰度。 勘探油气资源的物探法(地震法)实质上也是水声测量方法，用水中爆炸产生人工地震，在远处用船后拖曳的线阵接收由各地层反射或折射的信号，每船可拖多达4条线阵，每条可有1000个阵元，接收大量信息。 地层剖面仪利用声波在海底沉积物中的传播和反射测出地层结构，当前声学海底浅层剖面系统主要为2种类型：一是线性调频声呐浅地层剖面系统，该类技术属于宽频带主动声呐，最早产生于20世纪80年代末，一般其换能器的体积较大，形成窄波束多阵元发射系统，一般的工作频率可依据水下作业的深度确定使用2～8kHz或者8～23kHz，从而迎合不同地层分辨率的需求；二是非线性调频声呐（参量阵）浅地层剖面系统，在数据传输过程中形成差频波，通过对差频波进行控制，形成更低的声波，可尽量压缩换能器的体积，波束的开角也更窄，差频声波具有与原频主瓣相同的指向性，且不存在旁瓣，这样便不会受到差频的影响，因此目前参量阵声呐在地层探测中也较常用。
星天海洋GeoPass200实测成果图 合成孔径声呐是分辨率更高的水下成像声呐技术，其分辨率指标与距离和所使用的声波频段并无直接关系，这也可作为合成孔径测试声成像的明显优势特征，当前国际上的SAS探测技术及相应的设备发展已经进入成熟阶段，行业内多数设备生产企业，如Kongsberg等均已陆续推出了自己的SAS产品。 随着深海勘探需求的不断提升，运用一般性的船载设备进行勘探和调查已经难以达到理想的效果，此时深拖调查系统便可弥补上述不足。深拖调查系统可对海底的地磁、地热等情况进行准确的监测，同时完成海底的摄影和取样等工作内容。 此外，应用具有更高分辨率的二维系统实施三维地震采集等技术能够直接对岩土的特征数据进行提取，并通过系统对作业的可靠性进行优化，以海底模式为基础的工程钻探可在不远的将来，成为水深在1500m以上的作业钻探取样的主要应用手段，同时起初用于电缆测井与随钻测井的技术手段也会在深水浅层地质和水合物钻探的调查中获得更为频繁的应用。
主要海洋感知仪器装备的国产化现状 ⒈水声定位系统 以欧洲为代表的西方国家在超短基线等水声定位方面起步较早，已经实现水声定位系统的产品化、产业化、系列化。哈尔滨工程大学2006年成功研发国内首台深海超短基线定位系统样机，2012年成功研发国内首台工程样机，2013年成功研发国内首套装备产品，相关设备已正式装备在蛟龙号、大洋一号、科学号、向阳红09和探索一号等，并已经执行了多次科考任务。 中国科学院声学研究所东海研究站研制了低频、中频和高频3个频段的超短基线定位设备，可同时对多个信标进行跟踪定位，作用距离6000m，测距精度优于±0.1m＋0.1%D，定位精度±0.1m＋0.5%D。嘉兴中科声学科技有限公司生产的PS系列超短基线系统，可同时对5个信标进行跟踪定位，作用距离1000～3000m，测距精度优于±1m＋1.5%D，定位精度±1m＋2%D。 中海达公司推出的iTrack系列超短基线水下定位系统，融入了高精度差分RTK-GPS定位技术，系统基于水声宽带扩频技术和高精度的时间同步技术，极大提高了抗多径干扰和船体噪声的能力，声基阵垂直开角达到180°，可同时对5个水下目标进行精确定位，作用距离达到2000m，定位精度优于0.5%D；北京星天公司推出的GeoPos2000超短基线系统，可同时对8个水下目标进行精确定位，作用距离大于2000m，定位精度优于0.5%D。杭州腾海科技有限公司推出了一款BD03水下北斗信标。
江苏中海达海洋公司的系列海洋装备 ⒉水下惯导设备 目前捷联式惯性导航系统已取代平台式惯性导航系统，成为惯性系统的主流，国内从事捷联式惯性导航技术研究单位主要有哈尔滨工程大学、航天时代电子公司、航天三院33所、北京航空航天大学等。近年来我国惯导设备已经取得了长足进步，各类小型化捷联惯导、光纤陀螺惯导、激光陀螺惯导以及匹配GPS修正的惯导装置等已经大量应用于战术制导武器、飞机、舰艇、运载火箭、宇宙飞船等。 此外，中海达公司、北京海卓同创公司、北京星天海洋公司等相继推出了商业化的惯导产品。如中海达公司推出的iPosMS11高精度惯性组合导航系统，均内置高精度陀螺、加速度计及GNSS，将GNSS导航技术与惯性导航技术组合，可输出高精度的位置、速度、姿态、角速度、加速度和时间等信息，广泛应用于机载Lidar、海洋测绘、移动测量、无人船、无人车等领域；又如北京海卓同创公司推出的海卓POS系列卫星/惯性组合航姿测量系统是用于海上运动平台高精度位置、航向、姿态测量等应用领域的产品，其主要特点是体积小、重量轻、精度高，整套系统由一台PCS主机、一个IMU和两只GNSS天线组成，适合小型船舶和无人船使用；再如北京星天海洋公司推出的GeoINS组合式惯导系统内置高精度光纤陀螺、石英加速度计及多模卫星导航接收机，采用GNSS双天线实时定位定向技术、自主寻北技术、惯性导航技术、组合导航技术，广泛应用于海洋测绘领域。
北京星天海洋推出的系列海洋仪器装备 ⒊多波束测深系统 我国多波束测深设备研制最早起步于1980年，天津海洋测绘研究所先后与中国科学院声学所及哈尔滨工程大学联合研制了861型多波束测深声呐系统和国内首套适用性多波束条带测深系统（H/HCS-017）。在863国家项目支持下，中国科学院声学研究所主导深水多波束系统研发，中船重工715所和哈尔滨工程大学分别开展浅水多波束系统的研发。 近年来，我国多波束测深系统发展较快，基本跟上国际先进设备步伐。如北京海卓同创公司推出的MS8200/MS400P浅水多波束测深仪，海卓MS400率先采用了动态聚焦波束形成、自动底跟踪等先进算法以及“惯声一体”设计，其工作频率、测深范围，波束角、波束开角和工作Ping率等关键技术指标均达到国际主流产品水平；中海达公司推出了具有自主知识产权的iBeam8120（200K）浅水多波束测深系统和iBeam8140（400K）高集成浅水多波束测深系统（集成高精度惯导和表面声速仪）；北京星天海洋推出了GeoBeam2040宽带浅水水多波束测深仪，200～400kHz连续可调的工作频率可以适应更复杂的测量需求，GeoBeam400M小型多波束测深仪，便携小巧，可以适应单人或者无人测量需求。此外，还有北京蓝创海洋公司推出了Shark-M300多波束测深系统、中科探海公司推出了MBS600多波束测深仪及中船715所的DMC195型浅水多波束测深仪。
北京海卓同创公司推出的系列海洋产品 ⒋水位计 压力式自动水位计，具有安装简便、稳定可靠等优点。20世纪90年代我国压力式水位计研制取得较大进展，国家海洋技术中心（原国家海洋局海洋技术研究所）研制了SCA2-1/2型压力式验潮仪，并通过国家鉴定；自然资源部第一海洋研究所（原国家海洋局第一海洋研究所）研制了SSA2-1型便携式验潮仪；天津海军海洋测绘研究所研制了HYC-01型便携式验潮仪；后期齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院海洋仪器仪表研究所也有YCY1-2等型号压力式验潮仪的研制生产。很长一段时期内，国内压力式水位计主要以服务河流、湖泊、水库、地下水水位监测为主。近年来随着海洋开发力度增大，无锡海鹰公司、北京海洲赛维科技有限公司相继推出了专用于海洋测绘的压力式验潮仪。 ⒌侧扫声呐 我国海洋侧扫声呐技术的研究起步时间比较晚，1970年我国才开始进行海洋侧扫声呐系统的相关研究，1972年研发出了第一款舷挂式侧扫声呐系统。在后续几年，我国又相继研发了拖曳式的侧扫声呐系统，如华南理工大学的SGP型侧扫声呐和中国科学院声学研究所的CS-1型侧扫声呐，并得到了广泛的应用。 目前，我国的侧扫声呐探测技术已相对成熟，关键技术指标已达到国际同类产品的先进水平。如北京蓝创公司推出的Shark系列双侧/单侧侧扫声呐系统，目前已经实现系列化高低搭配十多款产品，涉及单频、双频、三频、多波束侧扫、便携式无人平台版和全系分体式等打破了国际品牌的垄断，得到行业用户的认可；北京海卓同创公司推出的SS系列双侧/单侧侧扫声呐系统较好的兼顾了大扫款和高清晰的使用需求，SS900F微小型一体化侧扫声呐是专门针对各类水下无人平台AUV、UUV、ROV、水下滑翔机、各类水面无人船以及各种小型载体而专门设计的多频率可选的外挂式一体化侧扫声呐产品，ES900是专门针对各类水下无人平台AUV、ROV和水下滑翔机以及各类水面无人船而专门设计的多频率可选的微小型嵌入式侧扫声呐产品；北京星天海洋公司推出的GeoSide系列侧扫声呐系统，最小水平波束宽度0.2°，垂直波束宽度50°，最高图像分辨率0.75cm。
北京蓝创公司推出的Shark系列侧扫声呐产品 ⒍合成孔径声呐（SAS） 国内合成孔径声呐技术的系统性研究，是在国家“863”计划的支持下开展起来的。1997年，在原国家科委主任宋健院士的倡导下，正式列为国家“863”计划项目，中国科学院声学研究所于“九五”“十五”和“十一五”期间持续得到“863”计划支持，2012年中国科学院声学研究所高频型合成孔径声呐和双频型合成孔径声呐完成设计定型，2018年中国科学院声学研究所就三频合成孔径声呐设计方法建立了首个合成孔径声呐国内行业标准。 近年来，我国的合成孔径声呐产品市场化进展较快，紧跟国际先进设备步伐，苏州桑泰海洋公司和中科探海公司相继推出了系列合成孔径声呐，相关技术已达到国际先进水平。目前，苏州桑泰海洋公司已形成了以高分辨率水声成像技术和水声通信组网技术为核心的一系列专有技术和高科技产品，包括以双频合成孔径声纳、高分辨合成孔径侧扫声纳、浅层透视合成孔径声呐为主的合成孔径声成像系列产品，以及挂船式、手持式在内的三维成像声呐系列产品，涵盖水下声成像、水下声通信、水下声探测和无人水下航行器有效载荷等领域。
苏州桑泰公司推出的系列海洋产品 ⒎浅地层剖面仪 我国浅地层剖面仪研究始于20世纪70年代，“八五”期间和“十五”期间都曾立项研制相关样机。中国科学院声学研究所东海站研制的GPY2000型浅地层剖面仪，最大工作水深200m，地层穿透深度100m，地层分辨率10～30cm；中船715所研制的DDT0116型浅水浅地层剖面仪工作频带位0.7～30kHz，地层穿透深度50m，地层分辨率7.5cm，最大额定水深350m，深海浅地层剖面仪DDT0216型最大工作水深6000m；北京星天科技研制的GeoPass200参量阵浅地层剖面仪系统，原频频率190～220kHz，差频覆盖10～35kHz，作用距离100m，穿透范围15m，地层分辨率4cm。
中船715所DDT0216型深海浅地层剖面仪 ⒏海洋重力仪 我国自主研制海洋重力仪始于20世纪60年代。1963年中国科学院测量与地球物理研究院成功研制了我国首台HSZ-2型海洋重力仪，1977年国家地震局地震研究所研制成功ZYZY型海洋重力仪，1983年国家地震局地震研究所联合中国科学院测量与地球物理研究所成功研制了DZY-2型海洋重力仪，设备安装在“向阳红10号”上参加了我国首次南极科学考察，获得了2万多海里的重力观测数据。1985年，中国科学院测量与地球物理研究所自主研制了国内技术较为先进的CHZ型轴对称式海洋重力仪，先后进行了数千海里测线的海上试验，测量精度±1.35mGal。 1978年开始，海军航保部、广州地质调查局、青岛海洋地质研究所、自然资源部海洋一所、自然资源部海洋二所、航天科工集团公司、国防科技大学、中国科学院相关研究所等部门，先后开始进行研发，主要仪器装备包括KSS-5，KSS-31和LaCoste&Romberg、GT系列海洋重力仪。 进入21世纪后我国海洋重力仪研发工作快速发展，2014年航天科工集团公司三院33所研制成功基于三轴惯性稳定平台的海空重力仪原理样机GIPS-1AM，经海洋重力测量试验表明，其内符合精度优于1mGal。2015年中国航天科技集团公司九院13所研制出捷联式重力仪SAG-Ⅱ，目前已完成小批量生产并投入实际作业。2017年国防科技大学推出了采用“捷联＋平台”方案的第三代海洋重力仪SGA-WZ03，已完成7套设备的生产与推广应用。2017年中船重工集团707所研制出基于双轴惯性稳定平台的海洋重力仪样机ZL11-1，开展了多次海上测试，目前已完成小批量生产并投入实际作业。多批次海上对比测试表明，国产重力仪船载重力测量精度与国际同型号重力仪的精度相当。
航天科技集团九院13所的捷联式重力仪SAG-Ⅱ ⒐海洋磁力仪 当前海洋磁力测量主要以质子磁力仪和光泵磁力仪为主，美国的Geometrics、加拿大的Scintrex、英国的Bartington 等几家外国公司海洋磁力仪产品发展起步早，种类多、可靠性好，几乎占据了全球绝大部分市场。国产磁力仪目前已完成多种磁力仪的试验验证，实现了数据的自动化采集和规范化处理，性能指标逐步接近国外同类产品。 2010年国家海洋局第二海洋研究所开发了深海拖曳式近海底磁力仪样机一套，工作水深0～6000m，连续工作时间≥240h，精度0.5nT，分辨率0.1nT，存储空间4G，仪器功耗小于2W。北京市京核鑫隆科技有限责任公司研制的JHC-188T海洋磁力仪，工作深度1000m，测量范围18000nT～120000nT，绝对精度0.1nT，传感器灵敏度0.01nT，计数器灵敏度0.001nT，分辨率0.001nT；中船重工715所先后研制了GB-6A型拖曳式海洋氦光泵磁力仪，CSCC-1型船载三分量地磁测量系统，2018年研制的GB-6B型海洋磁力仪通过严格测试，主要性能达到国外同类产品水平，灵敏度优于0.01nT，数据采样率可调，全球适用性良好，标志着海洋磁力仪国产化取得重大突破。
京核鑫隆科技的GJHC-188T海洋磁力仪 ⒑声学多普勒流速剖面仪（ADCP） 声学多普勒流速剖面仪（ADCP）是目前国际上最主要的流速和流量测量仪器之一。在海洋型ADCP的低功耗、高可靠的技术基础上，声学所自2012年起开始河流型ADCP的研发，2014年中科院声学所与水利部水文局、长江委水文局、黄委水文局签订合作协议，推进国产ADCP在河流领域的研发工作。2015年中科院声学所突破了断面流量测验技术和非实测流量实时估计技术，研制成功国内第一型河流型ADCP(RIV-600型)；在RIV-600型的基础上，声学所于2016年研发了适合浅水测验的RIV-1200型ADCP。 近年来，我国声学多普勒流速剖面仪（ADCP）发展较快，在浅水领域基本跟上国际先进设备步伐。青岛诺泰克国产生产的Signature 1000，支持自容式测量和走航式测量。
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⒒温盐深剖面仪(CTD) 温盐深(CTD)传感器作为重要的水文调查工具，可获取海洋物理学环境参数，对海洋物理学在环境、流场及水动力等方面的研究提供重要的温、盐、深等基础性数据。国内海洋CTD测量技术始于20世纪70年代，国家海洋技术中心先后研制了千米和3000m自容式CTD自记仪，并成功参与了我国首次南大洋考察。“九五”开始，海洋监测技术正式列入了国家科技部“863”计划，实现了技术跨越性的发展。国家海洋技术中心、山东省科学院海洋仪器研究所、中科院声学所等国内科研机构先后研发了各种新型CTD传感器，传感器精度、响应时间等技术指标上，居于国内领先并接近国际先进水平。在众多国家级项目的支持下，国内传感器科研样机主要技术指标已基本接近国际先进水平，但存在着产品化程度不高、产品质量不稳定、环境适应性差等缺陷，业务应用中对进口传感器的依赖程度达到90%以上。 在温盐深剖面仪(CTD)产品产业化上，青岛道万科技有限公司相继研发了道万DW16、DW15等系列温盐深仪（CTD），核心器件全部自主研发生产或国内采购，整机国产化率达99%，完全突破国外技术封锁限制，关键技术实现了自主可控。
道万温盐深剖面仪(CTD)产品系列 ⒓静力触探系统（CPT） 海底沉积物的物理力学性质、地基承载力以及判断土体液化可能性等已成为海洋地质调查和工程勘察的重要测试项目。由于海底土体一般为新近沉积物，厚度大、饱和松散且容易扰动，常规的钻探取样与室内试验都难以真实的反应原状土的性质，为此以静力触探为代表的岩土原位测试技术逐渐进入海洋领域。静力触探是利用一根安装了若干传感器的圆锥形探头在土体中以准静力匀速贯入时所采集的应力数据来迅速、连续的反映土质变化特征的一项重要的岩土原位测试方法。常规的静力触探一般仅提供地层的力学性质，但随着技术的发展，多功能测试传感器的引入，静力触探具备了对地层力、热、光、电、声学及环境特性等的测试能力。静力触探被应用到海洋调查虽仅有半个世纪的历史，然而它的诸多优点已经被欧美国家广泛应用于海上风电、海洋油气、矿产资源、跨海交通、港口码头、管线路由、科学考察、环境评估和军事保障等诸多领域，部分国家甚至将其列为海洋地质和工程调查的必做项目。世界上主要有荷兰Fugro公司、荷兰A.P.Vandenberg公司、荷兰Geomil公司、美国Conetec公司和英国Datem公司研发、生产和销售相关海洋静探产品。 国内的海床式静力触探起步较晚，以1973年中国科学院海洋研究所研制成功的海底静力触探仪为首要代表，之后的几十年里我国一直断续的对海洋静力触探开展研究工作，中国科学院、吉林大学、中国海洋大学、中国地质大学等单位研制出了一批适合不同水下工况的海底静力触探系统，但由于我国前期对海洋探测的重视程度以及设备本身的问题，这些系统并没有像国外一样得到大规模的推广应用，大多数技术上仍停留在科研阶段。 2015年以来，磐索地勘科技公司在静力触探领域持续研发，相继有海床式、井下式、平台式和坠落式四种静探系统问世，实现了自主研发、国内首创并创造了工作水深、探测深度等多项中国记录，总体技术水平和作业能力达到国际领先水平；完成了深中通道、沪通铁路长江大桥、霞浦核电和阳江、大丰海上风电等国家重大工程项目；同时磐索地勘科技公司的系列化静探技术和产品也获得了国内许多主流媒体的多次报道，并以“打破欧美发达国家在海洋静力触探领域长达半个世纪的垄断”给予了高度评价，已经成为我国海洋工程中规模化使用的海洋技术装备。
磐索地勘科技PeneVector-III 200kN海床式静力触探系统 ⒔海洋测量软件 广州南方卫星导航公司推出了用于水上数据采集与后处理的自由行2016海洋测量软件，软件采用全中文界面，操作简单而且操作的流程与用户实际的作业流程完全吻合，扩展性强，能连接所有GNSS定位设备和测深设备，充分吸收同类软件的优点，是海洋水深测量、江河航道测量、工程勘探定位、打桩、炸礁、物探钻探以及地震放样的首选软件。 中海达公司推出了HiMAX系列海洋测量软件，该软件完全自主研发，能支持中海达所有GNSS定位设备、单波束测深仪、多波束测深系统、ADCP、侧扫声呐及相关辅助设备，同时也兼容大部分市场主流的国内外海洋产品，软件的功能主要包括项目管理、坐标转换参数设置、仪器设备连接、船形设计、计划线设计、CAD底图导入、海图导入、海洋测量、水深取样、数据改正、潮位改正、成果预览与导出、串口调试、坐标转换参数计算、坐标转换、软件注册、软件升级等。 广州点深软件有限公司自主研发海洋基础软件平台，根据多波束测量用户需求量身打造的一款集导航、测线布设、数据采集、数据编辑和处理于一体的亿点通多波束测量与后处理软件，具有高精度、智能化、一站式和易上手的特点，在AI处理方面已经领先于国际水平；此外，在海洋基础软件平台上，根据客户需求定制开发的测绘数据处理一体化系统、智能水深测量及快速成图软件、智能抛石监测系统软件、智慧海洋集群测量系统等软件应用到各个行业细分领域。 北京星天海洋公司根据多波束用户测绘需求，充分借鉴国外主流多波束数据处理软件的功能，结合国产多波束测深系统的数据结构特点，研发了GeoSurvy多波束采集导航软件和GeoProsessor多波束数据后处理软件，全中文界面，能够支持国内外多种型号的多波束产品。
南方卫星导航公司的自由行2016海洋测量软件 结语 海洋装备是人们认知海洋、经略海洋的支撑手段，是利用海洋资源、保护海洋环境、维护海洋权益、服务海洋经济发展能力的具体体现，具有知识技术密集、应用环境条件严苛、智能化集成化程度高、应用领域广等特点。海洋装备技术水平在一定程度上标志着一个国家科技水平和制造能力，因此海洋装备产业属于国家战略性新兴产业。 当前，随着智能控制、云存储、物联网、5G通信及人工智能等新技术的引入，及新材料、新原理、智能传感及传感网络技术的发展，能推动海洋环境感知装备朝微型化、智能化、高度集成、高可靠性方向发展，实现自主的数据采集、跟踪和控制、修复故障、融合感知数据等功能。新技术的突破必将导致海洋环境感知装备从天、空、陆、海、潜、时的六维度上实现多尺度、全天候、连续感知及数据高效利用，并向网络化、智能化方向发展。 目前我国在多地已经形成了多个海洋装备产业集群，拥有相对较为完备的海洋装备产业链，涌现出了一批具有国际影响力和竞争力的产品和品牌。但与国际发达装备比较，我国在核心高端装备、关键零部件、新型传感器等领域仍存在较大差距，国产化率仍然偏低、自主品牌影响力小，高端装备市场主要被国外产品占有。相当一部分还处于跟踪仿制阶段，在一些关键技术领域，仍面临卡脖子的风险。因此，要是增强科技攻关能力，加强技术团队的学科交叉与协同攻关，强化新原理、新方法创新与已有技术的完善，多项并举才能掌握海洋科技发展主动权，合力解决海洋装备领域的“卡脖子”问题。
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