海洋浮标技术 -海洋浮标技术

, W! M6 h7 f' }! F

$ f" C; o+ ~' c% t4 H3 l m

新京报讯（记者张建林）2月6日，记者从自然资源部第一海洋研究所（以下简称“海洋一所”）获悉，在联合国“海洋十年”海洋与气候无缝预测（OSF）大科学计划支持下，该所科研团队成功研制出低成本、高精度、智能型的新一代全球导航卫星系统（GNSS）海洋表层漂流浮标，为大幅提升海洋观测和监测能力提供了新的重大契机。

0 i$ @) x9 _+ f( c; k- d

/ ]$ I, K% z6 l. E( F% w* T

据介绍，OSF项目首席科学家、海洋一所乔方利研究员带领团队自主研制的新一代GNSS表层漂流浮标，利用GNSS卫星信号，可以精准获取浮标的空间位置、时间、波高、周期、波向、表层流速、表层流向、表层海洋温度、表层海洋盐度、大气水汽含量等10个参数。

! v1 t0 K( |( p/ s1 C/ G! ] x

! Z0 P( S9 \% O, B# H

4 z/ _& U1 M- l

2 p: a4 u0 R: d# W9 Q* [

新一代全球导航卫星系统（GNSS）海洋表层漂流浮标。自然资源部第一海洋研究所供图

6 ~7 ]: A5 H+ _2 G3 K5 l' p& w; U

海洋一所表示，这一成果得益于联合国“海洋十年”咨询委员会成员——乔方利研究员团队多年的原创性研究。其研究表明，小尺度海浪通过调制上层海洋混合和海气通量，在大尺度海洋环流以及全球气候变化中扮演着重要角色。因此，海浪观测不仅本身具有重要意义，其对大尺度海洋环流和全球气候变化精准预测也至关重要。

% X" b8 F- u$ E# Q |

7 e6 P! u0 G% c) ?! R( @

自2016年开始，通过海洋多学科深度合作，利用北斗、GPS、GLONASS、Galileo等GNSS卫星，该团队攻克了浮标硬件设计和数据处理系列关键技术，包括低成本GNSS单站实时在线高精度测速定位、波浪要素和水汽含量等多要素实时在线反演、波浪谱宽谱拓展捕获、融合北斗短报文通信的多要素编码回传与控制、低功耗高性能算法优化、浮标小型化随波性优化等，这些自主技术突破极大提高了海浪与大气水汽含量的反演精度，不但避免了精密差分定位的服务成本，而且大幅度降低了卫星通讯负担。

+ |0 F) y# q, @7 i" P

截至目前，该团队已开展了十余次现场观测实验，并与目前通用的海洋经典观测设备进行了多次比对。结果显示，该浮标的观测精度与精密测浪设备如“波浪骑士”的差别仅厘米量级，但观测成本却大幅降低，新一代GNSS浮标的成本只有国际通用观测设备的10%。

5 [, T: W; U0 F# R$ y

" D" f) K9 j3 H

据介绍，该团队研发了多个型号的GNSS浮标。基础型浮标为基本配置，可以同时获得上述10个参数；通过增加观测海面大气的风温湿压等参数，可以实现全球大范围海气通量的实时监测，并且在计算海气通量中能够考虑波浪的贡献，从而获得更准确的海气通量数据；通过增配温盐链，可测量上层海洋的温度和盐度结构，再结合人工智能技术则能精准捕获海洋内波；还可以测量水声，用于海洋哺乳动物的监测与海洋生态系统的保护等。

/ ^/ U: K3 R7 ~

% K/ ^9 P3 P! c6 x- C) |3 ?

海洋一所表示，研发的新型GNSS浮标具有智能性，可以根据客观需求（比如大浪区、内波、海洋灾害等）随时自主加密观测。未来通过进一步技术攻关，还可能探测涡旋以及精密测量全球的潮位等，从而加强对全球沿海地区的保护。

编辑 陈静

2 T' y% C& `+ c& i6 m

校对 李立军

. }" C q/ |6 J6 I0 A9 u7 i _; E; q

" }6 W6 j3 o9 }/ P6 Q& h% C; \

举报/反馈

0 q2 L% O; X9 K- g/ F0 g

& N% A8 E1 O/ A7 B2 Z/ q/ ` . F7 e2 i( g$ W+ [: D. i4 N) e + |1 @0 \+ ]2 A