李华军院士等：我国海洋科考装备发展现状、新需求新问题、未来发展趋势及关键核心技术

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摘要：海洋科考装备是发展海洋科学的重要基础。近年来我国自主研发的海洋科考装备接连取得突破，部分装备已达到国际 先进水平，但依然存在诸多技术问题。本文以海洋科考装备发展战略需求为导向， 围绕科考船、潜水器、浮标潜标、海洋传 感器和海洋观测系统等调研国内外海洋科考装备发展现状；分析我国海洋科考装备技术发展在关键组件、技术发展、数据管 理、基础保障、需求匹配等方面遇到的问题；总结面向深远海和极地的绿色化、无人化、智能化、协同化的未来发展趋势； 梳理总体和各分类装备发展中需要注重的关键核心技术。在此基础上，从梳理短板技术重点突破、加强统筹协同提高保障能 力、完善创新机制促进多学科交叉融合、强化市场思维推动产业化进程、依托先进科考平台拓展国际合作等方面提出发展建 议，以期为进一步推动海洋科考装备快速发展提供参考。
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" {: |9 S! V6 P( Q; k一、前言
海洋蕴含着丰富的油气资源、矿产资源、生物 资源、化学资源、空间资源和可再生资源。在气候 变化、人口增长、陆地资源枯竭以及生态和环境破 坏等大背景下，发展海洋是必然趋势。海洋占到全 球面积的71%，但目前人类对海洋的认知还远远不 够。十八大以来，“建设海洋强国”成为重要的国 家战略目标，十九大提出“陆海统筹，加快建设海 洋强国”的战略部署，二十大再次强调要“加快建 设海洋强国”。海洋科学技术的进步，是推动新时 代海洋事业高质量发展、加快海洋强国建设的重要 支撑。对海洋的探索和研究， 围绕海洋暖化、海洋 酸化、深海研究、北极研究等全球重大海洋问题开 展科学考察工作，需要依托功能强大的海洋科考装备。
海洋科考装备具有高精尖技术集成度高，多学 科交叉紧密，在海洋装备中具备前瞻性和引领性等 特点。海洋科考装备能够衡量海洋科研创新技术 水平，反映科研基础设施建设能力，该类装备的技 术突破将带动其他海洋装备创新发展， 以满足海洋 防灾减灾、海洋环境保护、海洋资源开发、海洋安 全保障等相关领域需求。
& u6 L$ A  o( {- O- q1 T# Q海洋科考装备经历了从“机械装备为主”到 “计算机和自动化为主”再到“逐步迈向集成化、 无人化、智能化和网络化”发展阶段。其覆盖的 种类多样，分类方式不一， 既包含各种运载平台， 如科考船、潜水器和浮标潜标，也包含了实现具体 科考功能的各类探测设备和传感器。此外由多种装 备共同组成的观测网络系统也属于海洋科考装备的 范畴。
8 {9 ]4 K1 O% J. ~5 p目前在国际上，海洋科考装备仍由欧美国家、 日本、俄罗斯等海洋强国所领先。近年来，我国 自主研制的各类海洋科考装备接连取得重大突破， 部分装备已达到国际领先水平 ，可更好地服务科 学认知海洋、开发利用海洋、积极保护海洋和有效 管控海洋等方面需求。从整体来看，我国海洋科考 装备在装备级和部件级上进展较快，但在核心部件 和元器件层面上突破不够，在材料、能源、通信、 智能、工艺等方面依然存在诸多短板，受制于国外。
装备的整体性能和先进水平与关键核心技术的 掌握程度息息相关，往往由于某些技术短板而导致装备无法满足现实需求， 与国外领先水平产生差 距。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四 个五年规划和2035 年远景目标纲要》中指出围绕海 洋工程、海洋资源、海洋环境等领域要突破一批关 键核心技术。我国要推动海洋科技实现高水平自立 自强，加强原创性、引领性科技攻关，把装备制造 牢牢抓在自己手里，需要不断推动海洋科考装备关 键核心技术攻关，提升自主创新能力。
当前我国海洋科考装备已进入发展的新阶段， 尽快突破关键核心技术是实现海洋科考装备自主可 控的重要前提。本文围绕科考船、潜水器、浮标潜 标、海洋传感器和海洋观测网络系统等海洋科考装 备，对国内外发展现状进行调研、梳理技术发展趋 势和关键核心技术、总结装备发展面临的新需求新 问题，并提出相应的发展建议， 以期为进一步推动 海洋科考装备快速发展提供参考。
二、国际海洋科考装备发展现状
(一) 科考船
目前全球拥有较大规模、具备多功能多用途的 海洋科考船的国家主要有美国、俄罗斯、英国、德 国、日本、挪威等海洋科研强国。其中科考船队 实力最强的是美国，拥有 70 余艘长度大于 30m 的 船舶。欧洲也拥有数量众多的科考船，其中 8 艘 科考船可在深海部署全套深海探测设备， 9 艘科 考船具备破冰能力，24 艘科考船可在冰区航行。 日本的科考船主要集中在日本海洋科学技术中心 (JAMSTEC)， 该中心拥有全球级 / 大洋级海洋科 考船6 艘，包括一艘深海钻探船“地球号”，该船曾 创下 7740 m 世界最深海底钻探纪录 。俄罗斯对 北极科考给予重点关注，拥有先进的极地科考船。2020 年俄罗斯新型北极科学考察船“北极”号在圣 彼得堡海军部造船厂下水，该船特殊的外形和功能设计，使其具备强大的北极长期观测能力。
5 v! c* o) i' `9 ?- V$ q0 q(二) 潜水器
潜水器按是否载人可以分为两大类：载人潜水 器(HOV) 和无人潜水器(UUV)。无人潜水器种类 较多，可进一步细分为有缆遥控水下机器人(ROV) 和自主水下机器人(AUV)、水下滑翔机(UG) 和 近年新出现的自主遥控潜水器(ARV) 等。
" ]" w$ R0 K& S2 u在载人潜水器方面，从 1960 年第一艘载人型潜 水器“曲斯特I”号研制以来， 国际上已研发多类 型、具备全海深下潜能力的载人潜水器。美国、俄 罗斯、日本、欧洲等国家和地区均建造了先进的载 人潜水器， 如美国的“阿尔文”号、“极限因子” 号，俄罗斯的MIR 系列，日本的“深海6500”号和 法国的“鹦鹉螺”号等。国外目前拥有万米载人潜 水器的国家仅有美国， 日本正在规划建造万米级载 人潜水器。
+ p. m& M7 P  L, o在无人潜水器方面，美国、俄罗斯、日本、欧 洲等国家和地区的技术较为成熟，并形成系列化产 品。ROV 是最早得到开发和应用的无人潜水器，其 商业化水平最高， 欧美开展业务化的ROV 已达到 6000 m。在AUV 领域，多潜深多用途的AUV 已获 得广泛发展，俄罗斯、法国等少数国家AUV 业务化 能力达到3000m，其中俄罗斯建造的“勇士”号于 2020 年下沉至马里亚纳海沟的底部，成为世界上第 一个到达海洋最深处的AUV。而ARV 技术相对领 先的国家有美国、英国、法国， 以美国的伍兹霍尔 海洋研究所最具代表性，其研制的ARV “Nereus” 号， 潜深可达 11 000 m，具有 AUV 、ROV 两种作 业模式。水下滑翔机概念最早由美国提出，发展及应用主要集中于美国、法国、英国和澳大利亚等国家 。 目前斯洛库姆 (Slocum)， 斯普雷 (Spray) ， 西格莱德(Seaglider) 三型水下滑翔机是当前应用 最多的水下滑翔机产品。
(三) 浮标潜标
浮标和潜标是海洋观测系统中的重要组成部 分，相对其他海洋科考装备在观测时间和空间上具 有优势。目前在全球范围内发展最快、应用最广的 是Argo 浮标。Argo 地转海洋学实时观测阵计划由 美国和日本于 1998 年推出， 当前已在全球布设超 4000 枚Argo 浮标， 能实现2000m 水深内的海水温 度、盐度和深度全球观测。潜标相对浮标更加隐 蔽， 以自容式观测仪器组成监测平台系统，相关先 进技术当前主要由加拿大、美国、德国、英国等西方 国家掌握，实现了水下测量数据实时下载和传输。
(四) 海洋传感器
. i3 c% I$ q1 w% k( }9 x自20 世纪 90 年代以来， 国际海洋传感器技术 取得了长足的进步。海洋传感器功能强大，种类繁多。常见的海洋传感器包括声学多普勒流速剖面仪 (ADCP)、温盐深传感器 (CTD)、潮位仪、测波 仪、生物化学传感器(pH、溶解氧、硝酸盐、叶绿 素、浊度) 等，是海洋观测不可或缺的基础设备。 海洋传感器也是市场化最深的海洋科考装备。在温 盐深传感器方面，美国海鸟(Sea-Bird) 公司的产 品一直居于全球市场主导地位；美国洛克马丁斯皮 坎公司和日本鹤见精机公司联合，垄断了投弃式剖 面测量设备的市场。当前海洋传感器主要市场在欧 美国家， 占比近 95%。但现在国际上海洋传感器 已经近20 年没有更新，亟待开发新一代海洋传感 器设备。
(五) 海洋观测系统
科考船、潜水器是单点海洋科考装备， 由多 种装备组成的海洋观测系统则是全方位、立体化对 海洋进行探索和观测。美国是最早开展海洋观测 系统建设的国家，2009 年美国通过了“海洋观测 行动”(Ocean Observatories Initiative) 计划， 旨在 收集至少 25 年的海洋数据，该计划系统由多装备 组成， 同时观测多海洋要素。国际上其他国家 也建立了各自的海洋观测网络，如加拿大海底观测 网(ONC)、欧洲海底观测系统(EMOS)、日本海 底观测网(DONET 和 S-net) 等。在极地观测方 面， 美国经多年积累开始研发北极移动观测系统 (AMOS)。另外，俄罗斯于2012 年启动研发“北极 综合监测系统”。
& X# Q: _6 e3 @. i三、我国海洋科考装备发展现状
(一) 科考船
7 t0 h! t4 i5 r+ C3 L. K; C* {3 a4 O, |近年来，我国建造了一批具有强大海洋科研能 力、达到国际先进水平的科考船，其中大部分由我 国 自主设计建造 ，如综合科考船 “ 嘉庚 ”号、 “东方红 3”号、“中山大学”号，新型地球物理综 合科考船“实验6”号，极地科考船“雪龙2”号以 及全球首艘智能型无人系统母船“珠海云”号等。 这些科考船在搭载装备、功能实现、环境影响等方 面均与国际先进水平看齐，如“东方红 3”号是国 内首艘获得水下辐射噪声最高静音科考级的科考 船，“中山大学”号配备最新科考设备并具有Ⅰ类无 限航区全球航行能力。在组织运营方面， 我国于2012 年正式成立国家海洋调查船队， 统筹协调船 只。成立之后不断加入新建造的科考船，调查船队 整体向着综合化、大型化、谱系化发展。
(二) 潜水器
在潜水器方面，我国自主发展突破显著， 已初 步形成“蛟龙”“潜龙”“海龙”三龙系列和“海 马”“海星”“海斗”“海翼”“海燕”五海系列。 潜水器国产率不断提升， 突破了一系列关键技术。 针对不同科考环境，在多个潜深研发对应装备，如 我国首台用于冷泉科考的国产AUV “探索4500”。 不论是载人潜水器还是无人潜水器，均建造有实现 万米潜深的装备，如“奋斗者”号、“海斗”号和 “悟空”号等。目前我国已具备进入世界海洋最深 处进行科考和作业的能力。此外，通过成功建造 “奋斗者”号，并已开展常态化深海载人科考作业， 使我国成为当前世界上万米下潜次数和人数最多的 国家。
(三) 浮标潜标
我国开展海洋浮标技术研究较早，通过不断摸 索逐渐走向了满足业务应用的成熟阶段，并已构造浮标业务化网络，正在运行的超200 套，浮标型号以 FZF3- 1、SBF3-2 和 FZF4- 1 为主， 包括大、中 、 小圆盘浮标以及波浪浮标等，构成了世界第二大锚 系浮标监测网络。另外，通过在缅甸海布放我国第一个进入全球海洋观测系统的7000 米级浮标“白龙”，打破了美国和日本的技术垄断。在环境恶劣的西风带海域，我国浮标可实现在位连续运行20 个 月。在小型化浮标领域，我国创新研制了“蓝海星” 系列漂流式海气界面浮标，该浮标成本低、可靠性 好，具备了全球业务化观测能力。在潜标研究方面， 虽然我国研制起步较晚，但发展迅速， 已能够建造 实现6000m 实时数据传输的海底潜标系统， 目前 还有多款潜标设备正在海上试验。
0 _/ g5 b0 H- `(四) 海洋传感器
% l& n1 B7 v3 c4 |% Y9 X& W& j进入21 世纪以来，在国家高技术研究发展计划 和国家重点研发计划等项目的支持下，我国物理海 洋传感器技术得到了快速发展，突破了高精度CTD 测量、海流剖面测量及海面流场测量等关键技术， 取得了一批具有世界先进水平的高技术成果，并初步实现了产品化。当前已成功研制了“OST”全系 列温盐深测量仪，可适用于多种应用平台和海区， 包括南北极海域、万米级深海海域，基本实现部件 级的全国产化。“定点式温盐深测量系统”应用海 试突破5915m，创造了国产高精度温盐深测量仪最 大试验水深记录。此外，在波浪传感器方面， 已 成功研制“前哨”系列波浪传感器，实现对波浪方 向谱的观测。
% X# Z, A/ d+ U8 `5 t! |(五) 海洋观测系统
相比于欧美等发达国家和地区，我国的海洋观 测网发展时间较短，经历了“十一五”时期规划， “十二五”时期建设，“十三五”时期拓展的发展过 程。我国于 2017 年开始建设国家海底科学观测 网，将在东海和南海典型海域实现从海底、水层到 海气界面的长期实时立体综合观测。此外，我国 基于自主开发的潜标在南海构建潜标观测网，并以 此为基础发展“南海立体观测网”，已成为世界上 规模最大的区域海洋观测系统。在全球海洋观测 方面， 自然资源部国家海洋技术中心正在建设“国 家全球海洋立体观测网”。中国科学院海洋研究所 自主建成西太平洋实时科学观测网并实现稳定运 行，已成功获取多年温度、盐度和海流等数据。
四、我国海洋科考装备发展新需求新问题
(一) 国产关键组件精度和可靠性有待提升
) X, ?3 ?1 S* g$ b6 g: `当前我国海洋科考装备已取得举世瞩目的进 展，部分装备已达到国际先进水平， 国产化水平不 断提高。但也应该看到我国海洋科考装备主要在装 备级和部件级上突破较快， 如科考船、载人潜水 器、浮标潜标等。而在核心部件和元器件层面上， 突破不够，还大量依赖进口，如载人潜水器使用的 大深度水密连接件、核心的导航定位元件，海洋传 感器所用到的模拟数字(A/D) 转换器、单片机芯 片、紫外探测光电二极管等。部分原因是因为国内 暂未研发对标产品，但更多的是目前国内已有产品 无法达到装备要求的精度和可靠性能。
(二) 各项技术发展参差不齐，短板技术亟需突破
装备的整体先进水平会受制于处于短板的技 术， 目前我国在材料、能源、通信、结构、软件、工艺等方面的技术发展参差不齐，一批关键技术和 基础技术与国际先进水平仍有差距，亟需突破。如 载人潜水器的耐压壳体建造方面，在材料上我国已 取得很大突破， 已研究出 1000 MPa 、 1200 MPa 级 别强度的高强韧钛合金材料，然而目前在制备工艺 技术上未能跟进，加工制造存在困难，制约了其在 载人潜水器上的应用。
& W: S+ d/ \, i  k(三) 海洋大数据获取、处理和管理发展需求紧迫
2 c6 U' U# `) ~4 S4 E' N海洋科考装备正向体系化、网络化发展，世界 各海洋强国均在构造海洋观测网络。要实现“透明 海洋”，需要依托足量的信息和数据。当前我国自 主获取的海洋数据总量严重不足，区域碎片化、信 息单一化、时空分辨率低、数据传输延期等问题显 著。在增加数据获取的同时， 随着装备智能化水 平的推进，数据的处理、存储、传输等多方面能力 需要大幅提升。在数据管理方面，我国已建立如国 家海洋科学数据中心等数据库，但远远不足以满足 需求，更多的数据还分散在各个高校、研究机构、 企业，并且公开数据集较少，共享程度不够。
/ u/ `7 C2 I6 A& s. k(四) 能源供给和作业保障能力还需加强
面向深远海和极地开展海洋科考工作，如何延 长在更加恶劣的海洋环境条件下的科考作业时间， 以实现更加长期的海洋观测，是各类海洋科考装备 都要面临的问题。例如，延长科考船单航次续航能 力，在功能提升能耗增加的背景下保证远海大型浮 标的能源供应， 建造深海空间站实现水下长期驻 留，构建水下观测网络开展业务化观测，这些均需 要可靠的能源供给与保障相关技术。
9 }1 B$ @" F+ V( ~/ [(五) 装备研发与实际需求不匹配
1 n2 ^, V7 k  s' U5 S: u近年来，我国各类海洋科考装备层出不穷，但 也同时存在粗放式发展、重复建造等问题。自上而 下的统一规划和资源调度需要进一步强化，装备发 展与实际的科研需求、市场需求存在脱节。如科考 船， 国内诸多涉海单位已建造大量科考船，科考功 能涵盖多学科领域，然而当前船舶能力和用船需求 之间的供需不平衡问题依然突出。再如潜水器， 目 前国内潜水器的谱系化比较混乱，从研发到应用以 及产业化出现断层，产业生态体系建设不足，不利 于配套零部件的生产以及对接市场。
五、海洋科考装备未来发展趋势及关键核心 技术
(一) 海洋科考装备技术未来发展趋势
1. 无人化
随着海洋科考逐渐走向深海和极地，面对更加 恶劣的科考环境，在北极冰下、深海热液等极端环 境， 人类科考作业时间十分有限， 也无法出舱作 业。海洋面积广阔，平均水深超 3800 m，要实现 “透明海洋”目标需要更长期和广泛的观测。在深 海探索方面， 目前万米级载人潜水器仅能乘载2~3 人， 水下作业时间不超过 1 天 ，科考效率较低， 成本较高。而无人潜水器能以低得多的代价执行长 时间的任务。无人化海洋科考装备在恶劣环境中 作业具有优势。
, L% Q3 Y# A, [9 M; t' e2. 智能化
随着海洋科学的不断发展， 科考任务更加复 杂。智能化一方面能够辅助科考船、载人潜水器的 操作人员，另一方面可以强化浮标潜标、AUV、水 下滑翔机等无人装备的自主工作能力。智能化的海 洋科考装备能够自动感知装备自身、周边环境、协 同装备的信息，并实时做出处理分析。这在构造更 加庞大复杂的海洋观测网络中显得极为重要。随着 人工智能算法、新型传感技术的发展，各海洋科考 装备的智能化程度不断发展，正在逐渐实现观测网 络从“自动化”向“智能化”的升级换代。
; w: x/ d1 z9 C- h4 I3. 绿色化
在全球变暖、气候变化的大背景下，随着投入 更多的科考装备以及开展更加频繁的科考活动，人 们对科考装备在绿色环保、低碳高效、环境友好方 面提出了更高的要求。以海洋科考船为例，先进科 考船应围绕环境、安静、洁净的“一体化设计新理 念”，达到生命周期中以绿色环保、节能减排为原 则的“绿色船舶”要求 ，符合 ICES CRR209 和 DNV Silent Class Notation 对水下噪声的限制。未 来将在节能高效、减少排放、新能源、新材料等方 面开展更多的研究。例如，德国于2022 年建造了一 艘甲醛动力科考船“Uthörn”号，美国威斯康辛大 学苏必利尔湖研究所(LSRI) 准备建造一种新型低 排放电池混合动力科考船，美国斯诺公司正在建造 插电式混合动力科考船等。
6 Y- a4 B% h/ a5 h4. 协同化
1 H0 f: R$ m% t9 H目前海洋科考观测已由点向面再向立体化方向 发展，未来将形成“海陆空天潜”协同的立体观测 网络，这使得单一的科考装备不能满足需求。不同 装备定位功能不同，需要更多的装备协同作业，构 造更加强大的海洋观测系统， 以完成科考任务目 标。如以科考船为信息中心，连接海洋卫星、水上 无人机、沿岸台站、海面浮标、水下潜水器和海底 观测网络，协调组织各装备，形成从天空至海底的 立体海洋观测网络。当前已有多种科考装备协同作 业的实践和经验，如美国和俄罗斯均已开展双载人 潜水器水下协同作业；2018 年，“深海勇士”号与 “海马”号 ROV 开展有人/无人协同作业， 共同对 “海马冷泉”区开展科学考察；2020 年“奋斗者” 号与“沧海”号着陆器开展联合作业等。
(二) 海洋科考装备关键核心技术
为了推进深海、极地等海洋环境研究，构造全 方位立体化的海洋调查能力，需要更加先进、功能 更加强大的海洋科考装备。海洋科考装备种类众 多，各类科考装备既有普遍应用的通用技术，又有 实现特定功能的专用技术，但未来无疑将从绿色、 智能、设计制造等方面进行突破。在绿色低碳方 面，需要开发节能技术、新能源利用技术、燃气排 放处理技术、水下辐射噪声控制技术等。在无人 化、智能化方面， 在加强数据收集和共享的基础 上，搭建大数据平台，从而推进深度学习技术、人 工智能技术、各设备集成互联技术、仿真模拟技 术、人机交互技术、数字孪生技术等在海洋科考装 备中的应用。在发展硬件技术的同时，也应当重视 发展程序、算法等软件技术，如浮体和锚系流固耦 合动力响应分析技术、基于运动传感器的波浪反演 技术、极区作业海洋科考装备的冰水动力学与结构 性能分析技术等。当前我国在理论、设计、材料等 方面已积累一定经验，部分已达国际先进水平，但 受限于某些高端制造工艺能力不足， 制造未能跟 上， 因此相关的配套技术也需要给予关注和推进。 各分类装备关键核心技术梳理如下。
. e) j, G3 Y7 a. ?1. 科考船
在可预见的未来，科考船将继续在海洋科学研 究、观测和监测中发挥关键作用，将向稳定可靠、 环境友好、无人智能等方向发展，进一步集成更多的科研仪器和设备，增强其在海洋科考中所起到的 中枢作用。在数据收集和采样、自动化及人工智能 等新技术迅速发展的背景下，可能会从根本上改变 海洋研究的方式，朝着碳中和的方向发展也将改变 科考船的设计方向。未来新建造的科考船将具备更 多功能，配备更强大的科学仪器和设备，数据处理 和数据传输能力更高，水下噪声特征降低，大型仪 器的部署和回收能力增强。相应的海洋科考船总体 设计技术、作业保障技术(动力定位技术、高精度 航行控制技术、数据处理和通信技术等)、极端环 境(如极地) 作业技术等方向需要重点发展。
2. 潜水器
& d: Q  h/ b0 [; X9 j) ]4 h我国已初步建立全海深和谱系化的不同类型深 海潜水科考装备。随着观测深度和广度以及功能的 拓展，潜水器装备和技术将不断革新。当前载人潜 水器能够搭载人员较少，水下作业时间较短，未来 将向多舱多人的大型化、延长生存作业能力等方向 发展，如可供科研人员长期停驻的深海空间站。无 人潜水器将从专业化、模块化、集群化、智能化等 方面进一步发展。此外，为便于投放和布置，轻量 化设计对于潜水器的运输方式以及工作方式可能产 生变革性影响。从核心关键技术看，大深度水密连 接器技术、潜水器轻量化设计与材料技术、多人多 舱技术、载人无人潜水器协同作业技术、高速水声 通信技术、极端环境下通信和精确导航技术、深海 驻留技术、复杂环境智能感知技术等将是未来发展 的前沿方向。
3. 浮标潜标
4 q2 ], H3 k: j( |5 a  R% o我国虽在近海建设了国家业务化海洋环境浮标 监测网，但与发达国家相比，布网密度相对较低， 且在智能化、网络化、全球化等方面存在很大的差 距。目前Argo 浮标阵列只能对浅于2000m 的海洋 进行观测，在极区还不具有智能探测海冰的能力， 无法实现在非冰区上浮并与卫星的通信。面向深海 和极地，迫切需要智能化、精细化的新一代海洋潜 浮标装备，未来潜浮标技术将朝着生存能力更强、 测量参数更多、智能化水平更高等方向发展，能源 供给和数据传输能力需要跟进，包括海洋综合信息 的智能传感测量技术、海洋环境智能感知技术、浮 标的自主驱动智能应用技术、多源互补大功率供电 技术、数据实时传输技术、自主组网与协同观测技 术、深海大型浮标系留技术、数据压缩处理与加密技术等。
4. 传感器
) X( ?: l+ x1 A# G当前国际上海洋传感器已经近二十年没有更新 换代，但是在过去二十年，材料技术、信息技术、 集成电路技术等都取得了很大的进步，可预想海洋 传感器的重大突破将要来临。未来海洋传感器将向 多参数化、小型化、模块化、智能化等方向发展。 当前我国研发的传感器在部件级已取得较大突破， 国产率不断上升，但用到的元器件依然大量依赖进 口，并且在精度和稳定性方面需要进一步提升。其 对应的重要技术有传感器长期稳定性技术、传感器 材料及加工技术、传感器防污涂料涂层技术、高耐 久度敏感材料制备技术、高集成度芯片级传感技 术、光学多参数传感技术、传感器原始输出数据在 线质量控制技术等。
5. 海洋观测系统
6 k" {% u0 T- R海洋观测系统是现代海洋技术的集大成者，未 来我国海洋观测系统将包括天基观测网，全球海气 界面观测网，深远海水体观测网和海底观测网四个 层次， 形成对全球及核心海区海洋环境信息的实 时、立体、高分辨率、多要素获取能力。这需要在 能源、通信和材料等方面给予可靠保障。具体在新 型海洋观测集成技术、海面移动和定点平台互连观 测与探测技术、海底接驳盒技术、海底高效率高压 高频电能变换技术、海底高稳定高压广域直流输电 技术、海底工程布设技术、海底广域实时信息传输 与精确时间同步技术、水下可插拔连接器应用技术 等方面给予重点关注。
六、我国海洋科考装备技术发展建议
党的二十大要求以国家战略需求为导向，集聚 力量进行原创性引领性科技攻关，坚决打赢关键核 心技术攻坚战。当前我国海洋科考装备发展面临的 技术问题众多，应当发挥社会主义制度优势，统筹 资源配置，走中国式海洋科考装备关键技术突破道 路。通过完善科技创新体制机制，强化顶层设计和 组织形式， 明确海洋科考装备总体和各分类装备的 关键技术优先级，基于不断健全的新型举国体制， 集合高校、研究院所、企业等创新力量，加大经费 投入，着重培养海洋交叉学科复合型人才， 以国家 重大工程与专项开展系统性攻关。
(一) 梳理短板技术，重点突破关键问题
2 s7 R$ |- T; M0 d( d4 Q& B( d针对深海和极地等极端科考环境，应当定期对 各科考装备研发过程中遇到的“卡脖子”或发展瓶 颈技术进行摸底，找出制约海洋装备发展的关键核 心技术问题， 同时关注相应的配套技术能否满足要 求，依托国家重点研发计划等国家项目和企业自主 研发项目，整体推进海洋科考装备技术水平。
(二) 加强统筹协同，提高基础保障能力
在国家层面，加强各海洋科考装备发展的顶层 设计，对装备需求组织常态化调研，加强标准规范 的制定，对装备产业链上、中、下游中的薄弱环节 给与重点支持。在基础保障方面，建立国家级的海 上试验场，强化国家海洋数据中心职能和海洋大数 据管理，加强科考装备的基地建设。
; A% D% d2 N+ [! ]- s, c. ?6 ]0 M(三) 完善创新机制，促进多学科交叉融合
经过多年发展，我国在海洋科考装备方面已逐 渐从模仿追赶转向自主发展，应当继续鼓励创新， 完善创新体制机制。海洋科考装备的开发是一项系 统工程，未来构造更加复杂的海洋观测系统需要更 多领域的技术支撑，加强绿色、智能、无人、大数 据、通信、网络、核能、遥控、材料、工艺等各种 新技术融合。
(四) 强化市场思维，以产品和服务为导向
/ u# w/ r9 t& s! Q/ z1 m: |0 f鼓励高校、研究院所与企业之间开展切实的 “产学研”合作， 以开发产品为目标，注重高效成 果转换，将技术研发落实为稳定可靠的海洋科考装 备， 不以论文论， 而以产品论。以市场需求为导 向，探索多种商业模式，前期加强推广，做好售后 与服务，积累装备使用的反馈，优化装备性能，促 进科考装备的良性循环发展。
* p& I7 e# ?# O$ E1 s/ A" L(五) 依托先进科考平台，拓展国际合作
当前我国已拥有世界领先水平的先进科考船队 和深海载人潜水器，可集中优势，依托先进装备开 展面向全球开放的海洋科考项目，拓展与国际间的 合作。在合作中了解国际海洋科考的最新需求，交 流海洋科考装备的发展趋势。通过在国际上引领重 大海洋科学问题的研究 ， 实现海洋科学的信息 共享。
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信息来源：中国工程科学. 2023,25(03) 原题：海洋科考装备技术发展战略研究。文献略，请查看原文。
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