潜标系统 ~ 看似深海珠串，实质价值连城

一、潜标系统介绍

Greater Snow

海洋潜标系统又称水下浮标系统，是海洋环境观测的重要设备之一。

海洋潜标系统一般由水下部分和水上机组成。水下部分一般由主浮体〔标体)、探测仪器、浮子、锚系系统、释放器等组成。通常，主浮体布放在海面下100m左右或更大深度的水层中，因而避免海表面的扰动；锚系系统将整个系统固定在海底某一选定的测点上。在主浮体与锚之间的系留绳索上，根据不同的需要，挂放多层自动观测仪器和浮子，在系留索与锚的连接处安装释放器 。

海洋潜标系统由工作船布放，观测仪器在水下进行长周期的自动观测并将观测数据储存，达到预定的时间后，仍由工作船到达原设站位，由水上机发出指令，释放器接收指令释放锚块之后，系统上浮回收。

用海洋潜标系统能获取水下不同层面上的长期连续的海流、温度、盐度、深度等海洋水文资料，并具有隐蔽、稳定等特点，具有一些其他观测设备不可替代的功效，在海洋环境观测中具有十分重要的作用。

二、国内外潜标发展历程

美国从 20 世纪 50 年代开始研究潜标技术，前苏联、英国、加拿大等国家迅速跟进。经过几十年的发展，国外的实时传输潜标技术日臻成熟。

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★美国

从六十年代初开始，美国许多海洋机构包括美国伍兹霍尔海洋研究所( WHOI）在墨西哥湾、西北太平洋、日本附近的黑潮区和琉球群岛附近，以及中北大西洋海域的一些观测站，布设潜标系统。

七十年代初，美国海军开始发展军用潜标系统，每年大约布放几十套。如美国海军水下系统中心在1975 年研制的系泊式声学潜标系统(MABS)是一种海底系泊的可编程的声学数据记录系统。

八十年代中期，美国已开始将潜标系统用于海洋开发服务。例如，为查清内波对钻井船竖管的影响，由EG&G公司在离钻井7km水深IO93m处布设了潜标系统，进行监测。同时，美国海军在区域性警戒系统中使用了潜标系统，其研制的被动声搜索型声纳潜标系统N/ SSQ一53DIFAR系列，可对目标产生的辐射噪声进行检测，并对目标方位进行估计。

AN/SSQ-53F被动定向浮标DIFAR(左）

AN/SSQ-36B海洋测温声纳浮标（右）

★欧洲

英国从七十年代起，共布放了400余套潜标系统。法国布列塔尼海洋研究中心为获取海洋温度、海流等随深度变化的资料。其曾在海上布设了50多套潜标系统，最大工作深度在600m。法国还与日本等国家联合研制的“热带海洋大气阵列(ATO)” 锚泊浮标和潜标系统，布放于赤道附近的太平洋上，可对大洋水温与流速等参数进行测量和自存储。

PS: 俄罗斯

前苏联希尔绍夫研究所研制的潜标系统大量应用于北极浮冰区海洋环境观测。俄罗斯V.I.ILICHEV太平洋研究所研制的一型用于海洋环境监测的自动水下声学记录仪，其工作频率1~15000Hz，通过一个无线通讯可对环境进行实时监控。它带3个电池块，可连续工作18天记录或30天无发射状态下的工作时间。

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国内

我国在水下观测系统技术方面的发展状况较国外落后很多，在观测技术方面除一些通信技术和中心控制技术外，其他技术等均落后世界水平5年以上。虽然整体情况不容乐观，但我国在水下观测系统技术的研制方面也作了许多尝试，并取得了显著进步。

在2004年，初步研制了适用于极区冰盖下的锚定式垂直剖面测量装置，具有温度、盐度、海流剖面数据获取功能，并可利用声学进行数据传输，在南海进行了海试。

2007年，国家海洋技术中心研制了利用动力驱动的水体剖面观测系统，通过可控浮力实现观测系统升降的深海定点垂直剖面观测系统，观测装置可沿系留缆上下升降，进行剖面水体数据的往复获取。

2008年，中国科学院海洋研究所参照加拿大的“海马”，研制了波浪能驱动的水体剖面观测系统，该系统是一种波浪驱动式垂直剖面测量平台，该平台通过高效的波浪能传递装置，采用特殊的棘爪驱动结构，可以完全依靠波浪的能量在水表面以下特定的深度循环往复运动。

2015 年起，中科院海洋所研发了浮子式实时/准实时潜标观测系统并在西太平洋海域开展了规模化应用，于 2019 年实现了深海 6 000 m 实时数据传输。中国海洋大学在“十二五”期间研制了深水定时卫星通信潜标系统，2015-2016 年在西太平洋成功完成了系列海试，实现了观测数据的定时回传。

三、潜标应用实例

海洋潜标系统是对海洋水下环境进行长期、定点、多参数剖面观测的仪器设备系统，是海洋环境立体监测系统的重要组成部分。海洋潜标系统具有观测时间长、隐蔽、测量不易受海面气象条件影响等优点，在20世纪70年代以来就得到了广泛的应用。20世纪90年代以来 ,随着我国海洋科学研究、海洋综合利用和国防事业发展的需要，我国对海洋环境监测的力度不断加强，对海洋水下环境监测仪器设备的需求日益增加，海洋潜标系统在我国也逐渐得到了较广泛的应用。

应用实例

# 两洋一海观测网战略（中国海洋大学）

# subsurface mooring

M1-M4型（左）

M5型（右）

十年磨一剑，霜刃未曾试。今日把示君，谁有不平事。中国作为海洋大国，当下面临着无数的挑战与机遇，虽然我国在潜标领域与其他国家相比入场较晚，但具有着蓬勃的生命力，披荆斩棘，奋勇向前。相关科研人员挥洒着青春热血，推动着海洋科学领域的创新与发展，为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献自己的力量。

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来源：海洋调查仪器操作