海洋科学装备研究进展与发展建议

王方 · 发表于其他海洋设备 2022-11-23 01:35:29

一、前言

海洋蕴藏着丰富的生物资源、矿产资源、药物资源、空间资源、海水资源和多种能源，是人类解决资源短缺、拓展生存发展空间的战略必争之地。深入认知海洋科学奥秘、高效开发利用海洋资源、有效保护海洋环境、有力维护海洋权益都离不开海洋科学的发展和海洋科学装备的支撑。

海洋科学装备是在自然条件下观测海洋中自然现象、规律所采用的工具，在海洋科学研究中起着重要作用甚至是决定性作用，主要分为：①海洋观测 / 探测传感器，如干涉高度计、海洋激光雷达、合成孔径雷达、海洋通量传感器、温盐深传感器、声学多普勒流速剖面仪、海洋生物探测仪、多类型声学传感器、多类型地磁探测传感器等；②海洋观测 / 探测平台，如海洋遥感卫星、水面科考船、多类型水面浮标、多类型水下潜标、多类型深潜器、多参数水下滑翔机、自沉浮式剖面探测浮标等；③海洋通信传输装备，如空中无线通信装备、水面微波通信装备、水下声学通信装备、水气界面通信中继装备、海洋数据智能处理分析装备等 [1]。

国内外高度重视海洋科学装备的研发，发布了一系列科技发展计划、中长期发展规划，支持高端海洋科考船、海洋观测设备、海洋探测平台的建设。随着海洋研究领域朝着深远海、南北极拓展，知海、用海、护海对智能化、自动化、高端化的海洋科学装备提出了新要求，未来 15 年将是高端海洋科学装备发展的关键阶段。系统梳理海洋科学装备的发展现状，凝练我国相关装备的短板和不足，思考我国海洋科学未来发展方向和发展策略，以期为我国海洋科学装备的快速稳健发展提供理论依据。

二、海洋科学装备需求分析

（一）科学认知海洋的需求

海洋对人类的生存和发展至关重要。一方面，海洋作为全球气候调节器，向大气提供了 70% 的氧气和 87.5% 的水汽，同时存储了大量的热量；另一方面，海洋作为全球物理系统的重要组成部分，其中的质能过程、生物过程、地质过程变化会对海洋和陆地生命产生显著影响。海洋面积约占地表总面积的 71%；相比海洋面积，水深大于 200 m 的黑暗海洋占比为 95%，水深大于 3000 m 的深海海洋占比为 89%。人类对海洋的探知和了解程度很低，集中在浅海、近海区域，而深远海、南北极是人类知之甚少的科学“盲区”；由于缺乏对深海、极地等重要区域的认知，人类尚无法解读海洋中的某些特殊现象和规律 [2]。

科学认知深远海和南北极的物理、化学、生物、地质过程，需要以海洋科学装备为支撑。目前，海洋强国已经研发了可在深海海域工作的载人潜器、适用于全海深的无人潜器，在部分海域布置了海底观测网络、移动式观测系统；然而，现有观测装备几乎不具备智能属性，在空间布局上以点、线为主，覆盖面较小，且 2000 m 深度以下的深海观测尚属空白。因此，需要进一步发展高端海洋科学装备，构建全海深、一体化、实时、高时空分辨率的观测能力。

（二）开发利用海洋的需求

资源和能源是人类生存发展的物质基础。随着经济社会的高速发展，我国油气资源的对外依存度不断攀升，能源保障形势较为严峻。广阔的海洋，尤其是深海作为尚未被人类充分认知和利用的潜在资源宝库，蕴藏了地球上绝大部分的锰、钴、铜、镍等金属矿物和丰富的油气资源、可燃冰等。深海资源和能源的开发利用，对我国资源供应安全、国民经济发展具有战略价值。

海洋资源和能源大部分赋存于深海海底，开发利用难度极大。我国对深海海底成矿成藏机理的认知还不够充分，无法实现海底地质调查、海底地球物理场长时间探测；南海可燃冰即将进入大规模开采阶段，对海底地质稳定性监测、海底环境保护提出了新要求；对于太平洋、西印度洋多金属硫化物矿区的开采区块，迫切需要精选成矿富集区域以满足《联合国海洋法公约》规定的专属勘探权区块要求 [1]。因此，需要发展和应用高端海洋科学装备来推进海洋资源的开发利用。

（三）积极保护海洋的需求

当前，我国海洋环境保护面临着严峻挑战。受工业废水排放、近海养殖活动的影响，近海海域的水质存在较严重的污染，导致赤潮和浒苔时常爆发、海岸生态系统退化 [2]。近海海域的污染物随着洋流移动逐渐向深远海转移，每年约有数百万吨海洋垃圾流入深远海，绝大部分被洋流携带至海底峡谷，对深远海生态系统造成破坏。在深海资源和能源的开发过程中，海洋工程事故屡有发生，原油泄漏、有害物质释放等破坏了附近海域的生态环境 [3]。

由于缺乏对近海、深远海海域的连续立体综合观测能力，导致难以判断海洋环境问题的起源和演化过程，无法认知海岸带、海洋整体系统对自然灾害的反应，制约了海洋环境问题的根本性解决。需要进一步发展海洋科学装备，建立完善海洋立体观测系统，实现对关键海域的精确、实时、动态观测，为海洋物理、海洋化学、海洋生物、海洋地质过程研究提供基础数据支持 [4]。

（四）有效管控海洋的需求

海洋事关国家利益和长远发展，涉海国家高度重视海洋权益。除渤海以外，我国黄海、东海、南海海域与周边国家均存在领海争议 [5]。我国领海海域水面和水下监测装备匮乏，水下安全问题突出，不利于海洋国土安全、海洋空间权益的有效保护。

近年来，世界海洋强国纷纷在深远海、公海大洋、南北极等新的海洋疆域拓展空间，开展新一轮的“蓝色圈地”活动。提升深远海、极地认知能力和装备水平，成为维护国家海洋权益、保持国际性海洋资源话语权、赢得海洋发展竞争优势的重要支撑。在认知海洋、开发利用海洋的基础上，利用自动化、智能化的海洋科学装备，构建我国的空 / 天 / 海基立体观测和预警系统，支持“一带一路”建设，拓展深远海、南北极等海洋新疆域。

三、国际海洋科学装备发展现状

（一）海气界面观测装备

海水与大气的交界面即为海气界面，海洋与大气在此区域发生能量交换和物质迁移。海气界面观测为基础研究提供支撑，如海气多尺度相互作用、跨圈层气–流–固耦合机制等。

1. 海洋遥感卫星

美国 1978 年发射了世界首颗专用海洋卫星，搭载主动式和被动式微波传感器、雷达高度仪、微波测风散度计、合成孔径雷达等探测设备，波高测量精度约为 2~20 cm [6]；后续发射了海洋水色专用监测卫星、海面风速测量卫星、海面风场测量卫星，建成了第三代“白云”电子侦察型海洋监视卫星系统 [7]。欧洲重点发展综合观测卫星系统，由多颗海洋遥感卫星构成；2010 年发射的“冷卫星–2”观测卫星携带合成孔径干涉雷达高度计，测量对极地冰盖的表面高度变化率、海洋浮冰厚度和面积等 [6]。1967—1989 年，苏联发射了 32 颗实用型海洋监测卫星，建成了“宇宙”卫星系统，由电子型海洋监视卫星、核动力雷达海洋监视卫星构成。日本 2012 年发射的“水珠”号卫星配备了微波辐射计，空间分辨率较高，可对全球降水量、水蒸气量、海洋风速、温度等参数进行测量；后续发射了多颗海洋监测专用卫星，构建了全球海洋 24 h 监测体制 [6]。

2. 海洋科考船

美国拥有世界上数量最多、设备最先进的海洋科考船队，含全球级科考船 16 艘、大洋级科考船 23艘、地区级科考船6艘、当地级科考船6艘；例如，“斯库里奥克号”极地科考船配备了艏侧推器，静水最大航速为 26.3 km/h，破冰等级为 PC5，自持力为 45 d [8]。欧洲拥有数量庞大、设备先进的科考船队，如英国拥有大洋级科考船 3 艘，法国拥有大洋级科考船 4 艘，德国拥有全球级新型综合科考船。英国“RSS 大卫·阿滕伯勒爵士号”极地科考船，破冰等级为 PC4，静水最大航速为 31.9 km/h，自持力为 60 d；配置专业科考仪器和设备，对大气、海洋、海底圈层进行科考研究。此外，日本“Kaimei 号”海洋科考船续航能力为 1.67×104 km，航速约为 22.22 km/h，配备动力定位系统、3000 m 长 4 缆三维地震测量系统、12 000 m 长温盐深剖面仪装置， 3000 米级无人缆控深潜器（ROV）海底资源取样装置等，可执行海底资源分布、生成环境调查，大气及海洋环境变化调查等科考研究。

（二）水下移动式观测装备

水下移动式观测装备一般分为载人深潜器（HOV）、ROV、无人自主式深潜器（AUV）、水下滑翔机等，可以搭载不同类型的传感器和采集设备，对海面到海底大范围区域进行详细探测 [9]。

1. 载人深潜器

美国“阿尔文号”深潜器是是世界上最早的载人深潜器，设计下潜深度为 1829 m，可到达全球约 63% 的海底，单次下潜作业时长为 6~8 h，主要用于海洋生物采集、海洋地质调查、海洋遗迹考察等； 2012 年美国伍兹霍尔海洋研究所升级改造了“阿尔文号”，使其设计下潜深度拓展至 6500 m；累计完成下潜作业超过 5000 次 [10]。法国“鹦鹉螺号”深潜器建于 1985 年，设计最大下潜深度为 6000 m，累积下潜作业 1700 余次，主要用于多金属结核区域勘探、深海海底生态系统调查和沉船、有害废料搜索等。日本“深海 6500”载人深潜器建于 1989 年，设计最大下潜深度为 6500 m，单次下潜作业时长为 8 h，累计下潜 1000 余次，完成了海洋斜坡、断层调查，日本海域地震、海啸观测研究。

2. 无人缆控深潜器

美国“Jason 号”ROV 由配套母船提供动力并控制作业，深潜器本身采用高耐压浮力材料，在下水作业过程中处于自由悬浮状态；最大下潜深度为 6500 m，配备了声呐、影像、照明、数字采样系统，具有高精度的水下探测和采样能力 [11]；累计下潜作业超过 1000 次，平均下潜作业时长为 21 h，最大下潜作业时长达 100 h。其他代表性装备有法国 6000 米级 Victor6000 ROV，英国 1000~3000 米级 Demon、Venom 系列 ROV，日本 7000 米级 Kailo ROV 等。

3. 无人自主式深潜器

AUV 能够自主控制水下航行、自主进行水下探测，在军事领域具有较好的应用前景，世界海洋强国高度重视此类深潜器的研制 [10]。具有代表性的是美国“Sentry 号”“REMUS 号”深潜器：前者设计下潜深度为 6000 m，通过智能算法控制深潜器规避水下障碍物，实现水下完全自主航行，既可水下独立作业，又可与其他 HOV 或 AUV 协同作业；后者作为多任务小型潜水器，体积和重量更小、能耗更低、续航能力更强，可携带远程环境监测装置，目前已形成谱系化装备。

4. 水下滑翔机

水下滑翔机是一种新型的水下移动式观测装备，通过调整净浮力和姿态角度获得推进力，能耗极小，具有效率高、续航能力强、维护费用低、可重复使用的优点，适用于长周期、大范围的海洋探索。美国水下滑翔机技术非常成熟，发展了斯洛库姆、Spray、海洋滑翔机等多个系列，可靠性和实用化程度较高，部分产品实现商业化。2008 年，法国 ACSA 公司发布了商业化的混合推动水下滑翔机，可在 AUV、滑翔机工作模式之间切换，结合水下声学定位系统可实现水下自主定位，适用于长期海洋监测和冰下测量。

（三）海底观测网络

海底观测网络指将多种观测仪器设备安置在海底，对海水层、海底层、海底岩石层进行全天候、长期、动态、实时原位观测的平台 [7]，一般由海底观测节点、海岸基站组成；通过电缆网络将海底基站和各观测节点（分布在海底）连接起来形成系统，观测数据可用于自然灾害、气候变化、海洋生态系统研究。

美国海洋观测网（OOI）属于有缆长期观测网络，2016 年建成，分为区域网、近岸网、全球网三部分：区域观测网是由长度为 880 km 的海底光纤电缆将 7 个海底主节点串联而成，近岸观测网、全球观测网均由深海试验平台和移动式观测平台组成。OOI 实现了从海面到海底全范围的立体观测、从厘米级到百米级的跨尺度观测、从秒级到年代级的跨时空观测，主要用于海洋化学循环、极端环境生命、海洋地质过程、海洋动力变化、海啸等关键性海洋过程的精确观测 [12]。

加拿大海底观测网络（ONC）为有缆观测网络，包括维多利亚海底试验站、“海王星”海底观测网：前者为海洋观测技术和相关设备的原位试验提供试验平台，同时配备了用于研究 300 m 水深海洋和生物作用的多类型传感器；后者是由长度为 800 km 的海底光纤电缆将 5 个海底主节点进行串联而形成的主干网络，可对离岸 300 km，水深 20~2660 m 的海洋环境进行长期、动态观测。ONC 重点开展海底地质过程、生物过程、化学过程的长期、实时、连续观测，在海气相互作用、海洋灾害监测、海洋污染监控、海洋资源勘探、海洋权益于海洋安全、海洋科技创新等方面发挥了重要作用 [12]。

欧洲海底观测网络（EMSO）是覆盖欧洲主要海域的分散式科研观测网络系统，由一系列具有特定功能的海底及水体观测装备组成，包含 4 个浅海海底试验节点、11 个深海海底节点；对海洋水体、海洋生物、海底圈层及其相关作用过程进行长期、连续、实时观测，为海洋气候变化、海洋灾害预测、海洋生态系统演变等研究提供观测数据。EMSO 的特色在于发展多学科、多目标、多时空尺度的海洋观测能力，但受限于经费、环境许可等因素，相关能力尚未完全建成；部分节点已经处于运行状态，获得了丰富的观测数据 [12]。

日本在其领海布设了地震和海啸观测密集网络（DONET、DONET2），在日本海沟海底构建了地震海啸观测网络（S-set）。DONET 包含 22 个密集观测点（间距约为 15~20 km），以有线方式连接在一起，实现了观测数据的实时传输。DONET2 通过长度为 450 km 的复合缆将 2 个登陆点、7 个科学节点、29 个观测平台连接在一起，形成实时观测网络能力。DONET、DONET2 密集覆盖了日本从近岸到海沟的广阔海域，为日本南部海域地震和海啸预警提供了实时监测数据。S-net 观测网络由 6 个子系统组成（每个子系统包含长度为 800 km 的复合缆线、25 个观测站），连接在各个子系统之间的复合缆线总长度约为 5700 km，覆盖海域面积达 2.5×105 km2 ；实现了每个里氏 7.5 级地震源区配置 1 个观测站的布局目标，使地震预警有望提前 30 s，海啸预警提前 20 min [12]。

四、我国海洋科学装备发展现状

限于基础研究积累不足、国外技术严格封锁，我国海洋科学装备整体发展缓慢，尚未形成完善的体系；目前主要在部分重点方向上实施突破，力争尽快构建多层次、多维度、多平台协同的海洋立体观测 / 探测能力。经过多年发展，我国“深海进入”能力明显增强，并逐步转向“深海探测”“深海开发”新阶段。

（一）海洋遥感卫星

我国利用空间遥感手段开展海洋研究起步较晚，2002 年发射了“海洋一号”卫星，作为实验性业务卫星用于海洋水色探测。后续进展较快， 2011 年发射了“海洋二号”A 卫星，配备了星载铷原子钟、微波遥感器，可全天候、全时段、大范围地获取海洋动力环境数据，为灾害性海洋环境预警预报提供了实测数据；2016 年发射了“高分三号”卫星，配置了 C 频段多极化合成孔径雷达，可对全球陆地及海洋资源进行全天候、全时段的监测；2018 年发射了“海洋一号”C 卫星、“海洋二号”B 卫星、中法海洋卫星，与后续发射的“海洋二号”C、 D 卫星，“观澜号”海洋科学卫星组网运行，共同支持海洋灾害预警监测、海洋生态环境监测、极地海冰与航行保障等。

（二）海洋科考船

近年来，我国着力提升海洋科考装备的技术水平，促使海洋科考船队向综合性、现代化、大型化、谱系化方向发展，形成了“向阳红”系列、“雪龙”系列、“东方红”系列、“大洋”系列科考船队，基本满足近海、中海、远海、南北极的海洋科考需求。“东方红 3 号”科考船是一艘大洋级综合科考船，国内首艘、国际第 4 艘获得水下辐射噪声最高等级–静音科考级证书。“中山大学号”科考船是国内规模最大、全球排名第 3 位的海洋综合科考实习船，设计排水量约为 6800 t，自持力约为 60 d，续航能力约为 2.778×104 km；具有Ⅰ类无限航区全球航行能力，配备先进科考和科研设备，执行定点、走航式连续探测任务。

（三）海洋深潜器

近年来，我国在 HOV、ROV、AUV、水下滑翔机等方面的研究和应用取得较大进展，部分技术达到世界先进水平。例如，“蛟龙号”HOV 完成了潜深 1000 m、3000 m、5000 m、7000 m 海试， 2012年在马里亚纳海沟实验海区创造了下潜7062 m 的载人深潜记录，这表明我国 HOV 具备了全球 99.8% 以上深海区域的潜水作业能力。

“海龙Ⅱ号”是我国自主研制的潜深 3500 米级 ROV，配备了动力定位系统、虚拟控制系统、摄像监控系统、图像声呐系统，机械手臂可提取质量为 250 kg 的重物，水下航速约 5.56 km/h。“海龙Ⅲ号”是我国自主研发的潜深 6000 米级 ROV，具备水下自主巡航、重型设备作业能力，可在高温、高压、复杂地形等条件下开展海洋调查和科考作业。

关于“潜龙”系列 AUV，“潜龙一号”设计潜深为 6000 m，对海底微地貌、海底水文参数、海底多金属结核丰富程度进行探测；“潜龙二号”“潜龙三号”潜深为 4500 米级，采用鱼形仿生结构来提高水下运动性能，搭载海底热液探测、海底微地貌探测、海底地磁力探测等高端设备，为深海海底矿产资源的勘探提供了能力支持。

水下滑翔机研制进展较快，具备了大规模应用条件。在作业性能方面，“海燕”系列水下滑翔机实现了无故障连续运行 141 d、连续航行 3619.6 km；在作业深度方面，“海燕”万米级水下滑翔机在马里亚纳海沟下潜至 10 619 m 的世界记录，“海翼号”水下滑翔机实现了 7000 米级深度的连续观测；在协作与组网应用方面，实现了 12 台水下滑翔机的同步操控。

（四）海底观测网络

2012 年起，中国科学院声学研究所联合国内多家涉海研究机构，在东海、南海建设海底观测网试验系统。南海海底观测网试验系统以海南为岸基基站，利用长度为 150 km 的海底光电复合缆连接位于 1800 m 水深的多套海洋物理、海洋化学、海底动力观测平台，构建了海底地震、海水物质、海洋生物等学科参数的长期观测能力。我国在西太平洋、南海、印度洋布放了 3 套大型浮标、20 套深海潜标，共计 1000 余件海洋科学观测设备，初步构建了“两洋一海”海洋观测网络；同步观测了西太平洋上层赤道流系（垂直分辨率为 8 m）、西边界流、中深层环流（垂直分辨率为 500 m），全部要素的观测时间分辨率为 1 h，达到国际领先水平。

五、海洋科学装备领域未来发展趋势

（一）海洋科学装备的智能化、无人化

随着海洋开发活动逐渐走向深远海，人类干预海洋探测 / 监测设备的活动将越来越困难，深远海探测 / 观测将逐步发展到无人值守自动化、智能化。例如，新型智能潜器可以长期潜伏在设定海域，监测范围内出现异常情况时，探测传感器自动激活设备，对目标进行智能跟踪；新型智能浮标、潜标可根据实际情况自动选择合适的信息传输、供电方式，各子系统根据海况自主选择适当的工作模式；水下航行器可搭载人工智能（AI）、深度学习技术，自动识别海底障碍物、控制推进器进行自主规避。

（二）海洋科学装备谱系化、观测系统立体化

随着应用水深的增加、观测参数类型的变化，功能单一的海洋科学装备无法满足未来探测和观测的综合需求，多参数、多功能、谱系化成为相关装备的发展方向。在长期探测 / 观测作业的过程中，倾向于采用多类型海洋科学设备联合协同作业的模式，即多种类型的海洋科学设备通过功能分工和互补，构成立体化的观测系统。例如，美国、日本的海洋观测系统一般由空基设备（卫星、飞机、无人机）、陆基设备（水文观测站、数据管理中心）、海基设备（科考船、无人艇、水面浮标）、海床基设备（水下潜标、水下潜器、水下传感器）组成，通过协同作业实现单一装备无法完成的复杂任务。

（三）海洋科学装备的综合化、全球化

海洋作为一个联系紧密的系统，某个区域的变化将会引起其他区域的连锁反应；但海洋体量过于庞大，仅凭少数国家无法建立覆盖整个海洋的探测 / 观测体系。各国协作建立全球化的海洋探测 / 观测体系，将是海洋科学技术与装备未来的发展趋势之一。我国在发展海洋科学装备的过程中，应重视海洋探测 / 观测技术创新的全球化趋势，参与制定国际探测 / 观测计划、国际标准，开展国际合作与交流，高效推进领域的创新发展。

六、我国海洋科学装备面临的问题

（一）海洋科学装备通用技术研究明显滞后

海洋科学装备研究进展重在集成，而原创性成果不多，在通用技术方面的突破与创新较少。在高性能材料、水下能源供给、智能控制、动力驱动、信息传输线缆等技术方向，装备稳定性、可靠性，操作灵活性、精确性、方便性等相比世界海洋强国仍有差距，使得国产装备先进性不够、量产困难、良品率低。

（二）国产装备能耗高、可靠性差，核心传感器依赖进口

由于基础科学研究薄弱，海洋科学装备用核心传感器技术发展迟缓，如水文监测、生态监测、海流监测、海气通量监测、水声监测等国产传感器性能难以满足实际应用，表现为体积较大、功耗较高、可靠性和稳定性较差，与小型化、智能化、低功耗的实用要求相距较远。目前，高端海洋科学装备的进口比例仍达到 80%，常用的重、声、电、磁、震等类别的传感器几乎全部依赖进口，制约了海洋科学领域的全面突破。

（三）关键装备的技术成熟度与商业应用水平不高

关键性的海洋科学装备，如 HOV、ROV、 AUV、水下滑翔机等，除少部分已经实现产品化和小规模生产，大多数还处于工程样机阶段，加之多数为国家政策和科研项目支持，商业化动力明显缺失。相比之下，世界海洋强国的重大海洋科学装备，其技术研发均由市场和企业推动，在海洋科考、海底矿物开发、海洋油气开发等领域形成了良性可持续的商业发展模式。

（四）海洋立体观测网尚不完善，数据共享程度低

我国海底观测网络建设仍处于起步阶段，仅发展了“两洋一海”海洋观测网络，观测点较少，不能完全覆盖领海空间，距离建成全海深、一体化、实时、高分辨率的海洋立体观测网络还有很长的路要走。此外，缺失以 HOV、ROV、AUV、水下滑翔机为核心的快速部署观测能力，观测数据的集成和共享管理机制，使得观测数据存放分散、由不同的机构掌握，造成信息资源的严重浪费 [13]。

（五）高新技术融合应用滞后

我国海洋科学装备与高新技术，如 AI、大数据、物联网等的融合应用程度偏低。如不能尽快探索和建立基于 AI、大数据的“透明海洋”观测技术体系及其核心装备，我国在海洋技术体系方面将再次面临被世界海洋强国甩下的局面，技术体系的滞后将导致核心关键技术突破难度的进一步放大。

七、对策建议

（一）加强海洋科学基础理论研究，攻克高端海洋科学装备设计研发关键技术

加强深海 / 极地新型特殊材料，水下 / 冰下实时通信，传感器系统观测，能源自主补给，水下 / 冰下高精度导航定位，水下 / 冰下自主探测识别，水下 / 冰下自动对接、接驳、布放、回收，海洋 AI 等关键基础技术研究布局，筑牢新型深海和极地科学观测仪器、设备及系统的发展基础。

开展极地物理声场特性研究，发展适合极区、深海极端环境下的声学水听器和换能器技术；加强水气界面、冰气界面声学反射与散射特性、半声道与全声道同存条件下声场传播与水声通信技术研究，填补技术空白，保障深远海资源开发、北极规划实施需求。

（二）研发多功能智能化海洋科学装备，加速技术成果向货架产品的转换进程

明显扭转跟踪国外成熟海洋传感器研发的被动局面，探索海洋观测的新概念、新原理、新方法，着力研发小型化、智能化、高精度的动力环境、生物地球化学要素、生物基因、声场、电磁、重力等的新型深海多学科传感器；支持开展深海芯片级、量子型新原理海洋传感器前沿研究，打破世界海洋强国在传统海洋传感器方面的技术垄断。

聚焦全海深观测能力建设，突破耐压、功耗、导航、平台稳定性、传感器搭载能力等方面的制约，研发新一代多参数智能化 AUV、ROV、水下滑翔机等移动观测设备，发展谱系化实时浮 / 潜标、新概念固定基观测设备；研制适应移动基、固定基的共形化专用动力环境和生态环境等多学科传感器，全面提升深海跨学科多平台协同组网的实时观测能力。

（三）完善海洋科学装备共享机制和综合服务平台，在更大范围内发挥海洋科学装备的作用

建议推进海洋领域的优势资源协同，联合领域内的管理部门、科研院所、高校，构建统一高效的专门管理体系；搭建国家级大型海洋科学装备共享平台，建立统一的使用标准，明确共享范围、共享标准、共享流程，统筹安排共享单位、其他使用单位、个人的使用装备申请，公开发布共享计划。

建议采取海洋科学装备有偿使用的原则，初期可以国家补贴形式启动实施，后期统一管理有偿服务的经费，力争实现运维管理、服务收费的自我循环；制定共享仪器、装备的管理办法，避免装备重复采购、能力重复建设、设施闲置浪费。

建议国家相关主管部门合理简化非盈利组织的申请程序，给予适当的税收优惠政策；鼓励企业和事业单位参与国家基础科学研究、大型装备运维等活动并提供资源支持。

（四）加强国际合作，参与国际深海观测仪器、设备和系统的标准、规范、标定能力构建

建议组织国内海洋科学研究力量，积极参与国际合作计划与相关协同计划，推动国际合作与交流。以新型深海和极地海洋观测仪器、设备、系统为突破口，注重创新研发和典型应用，参与构建涵盖深海、极地观测标准规范的国际标准体系，实现海洋观测仪器装备国际标准、规范制定方面的突破，提高我国在深海 / 极地观测仪器、设备、系统方面的国际影响力。针对深海 / 极地观测对传感器精度的苛刻要求，构建多元化、系统化的深海传感器标定体系，加强我国在深海观测数据方面的国际话语权。

海洋科学装备研究进展与发展建议

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