发展形势环境

更新于 2026年10月10日 版权声明
(三)发展形势环境

1.天基和空基科考装备世界各国获得创新发展

近年来,美国、欧洲、俄罗斯、加拿大等国已相继发射多颗海洋卫星,包括搭载有更先进水色成像仪的新型海洋光学遥感卫星、海洋微波遥感卫星和海洋综合探测卫星等,探测范围已涵盖全球海洋。此外,世界各国越来越重视无人机在海洋探测中的应用,以美国为首的许多国家正在积极研制各种新型的海上无人机[1],俄罗斯、英国、德国等国都加大了对本国发展无人机的支持力度。

2.运载器加快系列化和深海化

目前美国、欧洲、日本、加拿大等国都拥有该国自主研发的运载器系统。目前欧美开展业务化的ROV达到6 000米,技术较为成熟的美国、日本、俄罗斯、法国等少数国家AUV业务化能力达到3 000米,已形成了从微型到大型的系列化产品,以美国、挪威、英国、冰岛等国的产品为代表,占据了主要市场。目前,全球共有数百台载人深潜器广泛应用于海洋环境监测、海洋调查和安全作业,美国、日本、俄罗斯、法国等研制的载人深潜器下潜到10 000米或更深。美国最早开始水下滑翔器研发,也拥有目前世界上最为成熟的水下滑翔器技术,已形成系列产品且在世界范围内有大量应用。随着“蛟龙”号、“深海一号”的服役,这方面中国正在迎头赶上。

3.欧美企业垄断深海传感器市场

国际上海洋观测技术装备主要被美国、加拿大、日本与欧洲等垄断,其中北美占总市场份额的76%,欧洲占19%,亚洲仅占5%。美国掌握有大量海洋科考设备的核心传感器技术,几乎实现了所有科考设备的产品化和系列化。(https://www.daowen.com)

在深海传感器探测技术领域,第一,温盐深剖面仪(CTD)在浅海应用较多,但在深海的应用相对较少,欧美国家在CTD技术、设备研制方面有较为成熟的产品,并应用于深海温盐度测量。第二,在声学传感器领域,美国、法国和挪威等国研制多型侧扫声呐技术产品,处于全球垄断地位。挪威、美国、德国和丹麦等国家在多波束探测技术研究和应用领域全球领先,以丰富的产品类型和先进的技术指标处于全球垄断地位。挪威和美国在合成孔径声呐成像技术研究和应用方面全球领先,研发了多型品牌产品。挪威和美国在20世纪70年代实现浅地层剖面测量技术的产业化,并在21世纪利用电子控制和云计算等技术处于全球绝对领先地位。第三,在深海光学传感器领域,美国、德国和法国研发了水下光学传感技术,特别是美国MBARI研究所取得了显著成果。美国、英国和法国在20世纪80年代完成了光纤水听系统的探测试验,并于2000年完成8公里和96个探头的水下传感探测成像系统研制。美国、澳大利亚和日本相继突破水下激光高速率数据传输技术,2016年美国克莱姆森大学在2.96米水深成功实现3 GB/s的高速率数据传输。英国、挪威和美国在水下光学成像技术全球领先,研发的产品技术性能优异。第四,在深海电磁学传感器领域,美国和英国在该领域研究全球领先,并已实现产业化。第五,在深海热学传感器领域,美国WHOI研究所、MBARI研究所、华盛顿大学和明尼苏达大学开展了大量研究。

在深海取样探测技术领域,第一,深海生物取样技术取得一定进展,但采集速率仍受到海底温度影响。第二,深海海水取样技术采用采水器设备以及电力和机械控制方式,在一定深度实现海水样品采集,采集过程更加自动化,美国和日本在该技术领先。第三,深海岩芯取样技术目前已经广泛应用,美国、英国、法国和日本在该技术领域领先。我国具有“三龙装备体系”,即以“蛟龙”号为代表的载人潜水器、“海龙”号为代表的缆控无人潜水器、“潜龙”号为代表的无人自主潜水器。随着深海运载器的规模应用,岩芯取样需求倍增,与之配套的岩芯钻机就是其中需加快发展的关键技术装备之一[2]。

4.海底观测业务化运行渐趋成熟

海底观测网技术的发展主要体现在供电技术、机电集成封装、信息传输、状态监控等技术上。在海底观测发展方面,美国、加拿大走在了世界前列。

海床基技术经过几十年的发展已基本成熟,很多国家推出了多种商业化的海床基平台产品,这些平台结构简单,尺寸、重量都较小,具有操作较为灵活,易于进行海上布放、回收作业的特点,可搭载ADCP等多种传感器。近年来,深海海床基产品向模块化发展,模块之间可通过水声进行通信,突破了海床基系统空间范围的局限性。

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