深远海现场观测数据严重匮乏主要受限于3个方面问题！自然资源部海洋一所联合研发“精卫”北斗多参数浮标为全球海洋观测提供全新方案！ - 海洋物理测绘工具

1月15日，由自然资源部第一海洋研究所（简称海洋一所）联合青岛蔚海明祥有限公司合作完成的“‘精卫’北斗多参数浮标关键技术研发及重大工程应用”成果评价会在青岛召开。会议由中国海洋学会和中国测绘学会组织召开，6位院士和9位同行专家组成了高层级评价委员会， 其中中国科学院陈大可院士担任组长、中国工程院蒋兴伟院士担任副组长。会上，海洋一所副所长徐兴永代表研制单位介绍了成果总体情况，乔方利研究员代表项目组就需求分析与发展现状、总体设计与关键技术、测试验证与性能评估、推广应用与未来计划等四个方面进行了详细汇报。 专家评审一致认为，该成果实现了系列原始创新，整体技术处于国际先进水平，为全球海洋观测提供了全新的低成本、高精度解决方案。

乔方利研究员在评价会上代表项目组进行汇报

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全球海洋观测的“卡点”

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海洋现场观测是海上航行安全、海洋与气候防灾减灾和全球海洋治理的重要数据支撑。自1872年英国“挑战者”号环球海洋观测以来，科考船和近海台站/浮标成为海洋观测的主流手段。之后海洋观测经历过3次重大突破和发展，一是1978年美国海洋水色卫星上天，海洋观测从单点扩展到卫星覆盖的全球海洋观测，但卫星遥感的不足是仅能观测海洋表层，且精度受限；二是1985年启动的“热带海洋和全球大气”国际大科学计划（TOGA），建立了业务化运行至今的热带海洋浮标阵列（TAO/TRITON）；三是本世纪初美国引领发起了全球“地转海洋学实时观测阵”观测计划（ARGO），虽然全球有近4000个ARGO浮标业务化运行，但受电池能力限制，通常设定每10天观测一次0-2000米的垂向剖面，即相当于每天全球海洋仅有大约400个观测点。全球海洋观测虽然经历了3次重大突破和发展，但深远海现场观测数据仍严重匮乏，主要受限于3个方面：观测成本高昂且难以实现大面积覆盖观测、多参数难以精准同步获取、包含海浪影响在内的海气通量参数直接观测技术长期缺失。

“精卫”北斗多参数浮标的自主创新路径

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针对目前全球海洋观测的“卡点”，我所“精卫”北斗多参数浮标研发团队历经15年多学科深度交叉融合的产学研协同攻关，摒弃了国内外一直沿用的多传感器叠加的研发思路，通过自主设计算法，充分利用挖掘“北斗”等GNSS卫星原始数据，实现了单个浮标即可同步精准提取海浪、水位、海洋表层流、大气水汽含量等关键海气与气候要素。我所研发团队依托设计理念与算法的创新，实现了该浮标传感器的高效复用，解决了海洋观测费用高昂、多参数难以精准同步获取、海浪影响在内的海气通量参数难以观测这3个“卡脖子”技术难题。

“精卫”浮标：从全球观测数据到预报应用的中国方案

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“精卫”北斗多参数浮标的研制为全球深远海观测提出解决方案。当前，除海洋遥感外，我国在深远海实际观测数据量仅占全球约2%，且核心设备长期依赖进口，加剧了我国海洋观测的成本负担。研发团队立足加快海洋强国建设的重大需求，积极响应深度参与全球海洋治理的发展倡议，自主研发的“精卫”北斗多参数浮标凭借成本低廉、可多要素测量、易于布放等特性，让全球深远海多要素、大范围的同步观测成为现实。

“精卫”北斗多参数浮标的研制立项也紧扣应用需求。提升预报能力是海洋观测的核心应用方向之一，而海气通量参数则是影响预报精度的关键要素。以往国内外均将海浪、潮汐潮流、海洋环流等要素分立研究，并据此发展出不同类型模式。 海洋一所在国际上原创提出浪致混合理论，还在此基础上构建浪-潮-流耦合模式，大幅提升了海洋、台风和气候的模拟与预报能力；但因缺乏浪-潮-流同步观测数据，该耦合模式的预报能力仍存在提升空间。“精卫” 北斗多参数浮标可同步获取海浪、水位、海流的观测数据，不仅突破了含海浪影响的海气通量参数直接观测技术的长期瓶颈，更为我国原创的海洋耦合模式发展提供了数据支撑，有效提升全球海洋、台风和气候的模拟与预报能力，对全球防灾减灾具有重要意义。

目前，该浮标已通过了反复对比验证和第三方测试，进入量产阶段，并在国内外多海域投入应用，标志着我国在引领以低成本、智能化、多参数和高密度覆盖为特点的海洋观测中，迈出了关键一步，有望引领国际第四次海洋观测变革。

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“精卫”北斗多参数浮标已在中国近海和大洋中实践应用

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