我国海上试验场建设总体设想

罗续业，王项南，周 毅，吴 迪，王春谊，李 彦

（国家海洋技术中心，天津 300112）

我国海上试验场建设总体设想

罗续业，王项南，周 毅，吴 迪，王春谊，李 彦

（国家海洋技术中心，天津 300112）

海上试验场的建成可为海洋科学研究、海上技术装备的研发、测试、评价等提供科学有效的试验环境，并可获取长期连续、要素完备的数据资料。可为海洋调查观测技术装备的现场试验和定标检验、海洋观测监测方法研究、海洋学数学模型检验、水下通讯和组网试验、水下传感器网络试验、卫星遥感器在轨现场定标和检验以及军事海洋学研究等科学活动提供技术服务平台。对于快速提升我国海洋技术装备和海洋科学研究水平，实现科技兴海战略具有重要意义。

海上试验场；观测技术；军事海洋；科技兴海

引言

海上试验场是公益性科技支撑平台，是我国海洋观测、监测和调查仪器设备研发、海洋科学研究、实现科技兴海，促进高新科技成果转化及海洋可再生能源开发的重要试验平台。海上试验场的建设对我国海洋科技和海洋经济的快速发展将具有明显的促进作用。国外发达国家海洋科学与技术的先进水平，是与重视海洋科学技术观测和试验基地的建设密不可分的。海上试验场建成可为海洋科学研究、海上技术装备的研发、测试、评价等提供科学有效的试验环境，并可获取长期连续、要素完备的数据资料。可为海洋调查观测技术装备的现场试验和定标检验、海洋观测监测方法研究、海洋学数学模型检验、水下通讯和组网试验、水下传感器网络试验、卫星遥感器在轨现场定标和检验以及军事海洋学研究等科学活动提供技术服务平台。对于快速提升我国海洋技术装备和海洋科学研究水平，实现科技兴海战略具有重要意义。在《国家“十一五”海洋科学和技术发展规划纲要》、《国家海洋事业发展规划纲要》和 《国家深海高技术发展专项规划（2009-2020年）》中也明确提出建设国家级海上试验场的研发平台的发展目标[1-3]。

综合海上试验场的建设将填补国内该领域的空白，极大程度地解决我国海洋界对海上试验场的急需，将作为开展海洋仪器设备测试、比测、评价、海洋科学研究、海洋权益维护与军事海洋研究，以及海洋高技术成果转化等现阶段需求的服务平台，并为我国最终建成具有国际领先水平的海上试验场打下坚实的基础、迈出关键的一步。

1 海上试验场建设的总体目标

通过完成国家级、开放型、军民兼用、集多种功能于一身的海上试验场总体方案设计（包括：浅海试验场建设方案和深海试验场建设方案），并通过开展浅海试验场区原型建设，形成科学合理、功能齐全、体系完备、服务公益、资源共享、军民兼用的浅海试验场区，使其具备对部分海洋仪器设备及海洋模型的试验、评价能力，并开展功能验证及应用示范。为我国海洋仪器设备及海洋模型的研发与检验、为国内外海洋调查设备提供测试比对靶区、为海洋高科技成果的转化、海洋科学研究及海洋可再生能源的开发提供科学、有效的技术保障。

2 海上试验场的构成

图1 浅海试验场区系统构成图

海上试验场拟建成浅海和深海2个功能试验场区，其中：浅海试验场区主要针对以水文气象、生态环境要素为主的浅海海洋仪器设备和模型进行设计；深海试验场区主要针对以海洋地质、地球物理和大洋调查为主的深海仪器设备和模型进行设计。浅/深海试验场区均由海上试验场区、通讯与监控系统、海洋环境数据库、岸基支持系统四部分构成，如图1所示。

2.1 海上试验场区

依据海上试验场区功能需求，建立适合开展各种试验的观测监测平台。观测监测平台主要包括：飞机、船舶、岸基站、观测塔、浮标、潜标、码头、浮码头、水下坐底平台、地波雷达等。此外，在海上试验场建设之初及以后的运行过程中，将定期开展以船舶、卫星及航空遥感为手段的调查工作，结合定点连续监测平台获取的数据，不断丰富、动态更新以及精细化海上试验场数据库信息。

根据观测监测的需要，在上述平台上搭载各类传感器及仪器设备，使其具备水文气象、生态环境、海洋测绘、海洋地质、地球物理以及大洋调查等参数的观测监测能力。

水文气象参数包括：气温、气压、湿度、能见度、海气通量、潮汐、潮流、风、波浪、海流、水温、盐度、密度等。

海洋测绘参数包括：海洋大地、海底地形、海底地质、声场、地磁场等。

海洋生态环境参数包括：溶解氧、pH、氧化还原电位、COD、BOD、重金属、持久性有机污染物、石油类、营养盐、叶绿素、浊度、水色、藻类等。

此外，海上试验场还兼顾海平面、海啸、声学、光学等参数的观测。

2.2 通讯与监控

通讯与监控系统将实现不同观测监测平台的数据传输，从而形成从前端观测监测平台到场区监控中心，再到海上试验场总监控中心的一整套通讯与监控网络体系。其主要包括：卫星通讯、手机无线网络通讯、有缆通讯、水下声通讯节点、水下供电节点、中继站、接口、计算机数据处理和显示设备等，具备实时监控功能。

2.3 海洋环境数据库

以资源共享、动态更新、服务社会为原则，充分利用历史数据和其他信息来源，利用两个海区的选址调查和实时观测监测数据，形成海洋环境数据库。与海洋观测体系相结合，克服目前连续和同步观测数据的不足。海洋环境数据库包括水文气象、生态环境、海底地形、声学、地磁、遥感等信息等试验场区海洋数据，并实现实时的动态管理，根据各监测观测平台的最新监测数据对此数据库进行实时更新、补充和完善，使试验场区成为一片 “透明的海洋”。

2.4 岸基支持系统

充分利用国家海洋局、海军及相关部门的设备、人力和后勤保障资源。建立必要的组织机构，实现分级管理，制定海上试验场运行管理办法，建立运行管理与保障系统。为海上试验场的运行提供通讯、能源、设施、维护等技术保障。

3 浅海海上试验场原型建设设想

3.1 基础设施改造

充分利用已有的岸基站、大浮标平台、海上平台、码头等资源条件，根据海上试验场的总体设计方案和浅海试验场技术方案，对其进行必要的改造，使其在保持原有功能的基础上满足海上试验场的需求，避免重复建设（如图2）。

3.2 建立定点连续监测平台

按照海上试验场的总体设计方案和浅海试验场技术方案，依据所掌握的海上试验场的基础数据，优化设计布局岸基站、浮标、海床基等观测监测平台的分布及测量参数，通过网络建设实现各观测监测平台信息的实时获取，建立海洋环境数据库。

图2 浅海试验场区主要监测平台布局图

3.3 建立海洋仪器设备比测试验平台

建立可搭载各种试验仪器的试验平台，提供良好的检验、考核及比测条件，为试验仪器设备提供现场工作、供电、通讯等技术保障。同时，可提供基础和比测数据。建立海洋地球物理和工程地质调查测试靶区，通过安放人工目标物等手段，为地球物理调查设备和原位测试设备提供标准试验场，用以对同类海洋调查设备的精度、准确度等参数进行比较评价。

4 海上试验场的功能

4.1 海洋仪器设备及海洋模型的检验与评价

为国内外海洋仪器设备及海洋模型提供试验、检验与评价条件，根据其与海上试验场现有观测监测手段及海洋环境数据库数据的测试比对，对检测的海洋仪器设备和海洋模型做出全面、客观的指标检验，并给出评价结果。

4.2 海洋高技术成果转化的中试基地

海上试验场将为预研及在研的海洋仪器设备和海洋模型提供中试试验平台，针对现有“十五”和“十一五”863等海洋高科技成果，海上试验场将依据其特有的优势，在业务化、产品化、产业化方面发挥巨大的作用，加速最新海洋科技研发成果的产业化进程。同时，还可为今后的研发工作提供进一步的建议。

4.3 提供卫星遥感试验及定标/检验

海上试验场将为高精度现场测量技术研究提供长期可靠的观测平台，针对卫星海洋遥感，开展微波、红外、光学遥感现场定标检验技术、算法模型研究及现场测量技术研究，支撑卫星遥感器辐射校正、真实性检验和遥感算法开发及检验。

4.4 为海洋可再生能源开发提供试验平台

通过合理选址，具备可针对海洋可再生能源开展调查、利用和研究的条件，支持海洋可再生能源新技术的研究和相关设备的研发，并为所研发的设备提供试验、测试和检验平台。

4.5 提供军事海洋环境保障技术装备试验服务

海上试验场作为军民兼用的海洋环境保障技术装备试验和海洋科学实验基地，同时可为海军仪器设备的研发提供试验、测试条件，提供必要技术支持和服务保障。

4.6 典型的海洋科学观测站

海上试验场将长期布放和使用各种现代化的海洋观测监测平台及仪器设备，测量要素涉及水文、气象、生态、测绘、地质、地球物理等，使其成为越来越精确的“海上标准场”或“海上参考场”，为海洋各领域提供丰富的观测、监测数据。

5 结束语

本设想的实施将极大程度地解决我国海洋界对海上试验场的急需，填补国内该领域的空白，并为我国最终建成具有国际领先水平的海上试验场打下坚实的基础、迈出关键的一步。浅海海上试验场的建设和示范运行为获取连续海洋环境观测信息、开展海洋科学研究提供了理想的平台，将大大提高我国对风暴潮、台风、内波等现象的实时监测和预报预警能力，从而提升我国的防灾减灾能力；同时，也为我国有效开发海洋能源提供了技术支撑，对促进我国海洋科技和海洋经济可持续发展具有重要意义；海上试验场尤其是对我国海洋高新技术成果的转化作用巨大，它的投入运行将极大地推动我国具有自主知识产权的海洋高新技术产品脱颖而出，并参与国际竞争。此外，海上试验场也为今后开展国际和区域间的海洋科技合作建立了良好的平台。

[1]国家海洋局.国家“十一五”海洋科学和技术发展规划纲要[R].北京，2006.

[2]国家海洋局.国家海洋事业发展规划纲要[R].北京，2008.

[3]中华人民共和国科学技术部.国家深海高技术发展专项规划（2009-2020）[R].北京，2009.

Strategy of Building Maritime Experimental Field in China

LUO Xu-ye,WANG Xiang-nan,ZHOU Yi,WU Di,Wang Chun-yi,LI Yan
（National Ocean Technology Center,Tianjin 300112,China）

The maritime experimental field could provide scientific and effective conditions for marine scientific research,marine technology developing,marine instruments testing and obtain continuous and complete data.It is also be helpful to provide the platform for some marine scientific activities such as the field and calibration test of marine observing equipments,research of marine observing technology,underwater communication,marine military research and so on.The maritime experimental field will help us improve the level of marine equipments and research and promote marine economy development with science and technology.

maritime experimental field;observing technology;military oceanography;marine economy development with science and technology

P71

A

1003-2029（2010）04-0001-03

2010-05-28

国家海洋局海洋公益性行业科研专项——海上试验场建设技术研究和原型设计项目资助（200905024）