一.潜标系统的历史
1.国际潜标技术发展
图1.不同种类潜标示意图
2.中国潜标技术发展
中国潜标技术的发展概括来说就是:起步晚,进步快,现在很厉害。
中国于20世纪70年代开始海洋潜标技术研究,比发达国家晚启动了约20年。从80年代开始,中国解决了深海潜标的关键技术问题,并在21世纪初研制出自己的深海潜标系统。
中国海洋大学团队突破了沿缆往复稳定可靠运动控制、水下沿缆剖面测量等关键技术,自主研发了“海洋多尺度动力过程观测潜标”等系列潜标系统,实现了环流、中尺度涡、内波、混合等多尺度长期连续观测。用简单的话来说,潜标就像一个藏在水下的“海洋侦探”,可以装上各种传感器,用来监视海洋的各种动态。以前,潜标只能监测特定的海洋现象,但现在中国海洋大学的专家们开发了一种新型潜标,这种潜标很厉害,能同时监测多种海洋现象,比如水流、漩涡、波浪和混合等,而且可以长时间、多层次地进行监测。这种潜标不容易被发现或破坏,对于研究海洋的复杂动态非常有帮助。
二.潜标系统的关键技术
系留技术
系留技术是潜标与海洋底部或水面之间的连接方式,确保潜标在预定位置进行数据采集。通过高强度的系留绳索和锚固装置,潜标能够抵御海流和风浪的影响,保持稳定的观测状态。系留系统结构形式主要由潜标体及其搭载的测量系统、主系留缆、声学释放器、锚定系统等组成,通过系留缆单点锚泊于特定海域和水深进行工作。
应答释放技术
应答释放技术是使潜标在完成任务后能够安全返回,通常通过遥控或定时释放机制,确保潜标在需要时能够浮出水面,便于回收和维护。
定位和寻找技术
定位和寻找技术是潜标系统的重要组成部分,现阶段潜标主要利用全球定位系统(GPS)和声学定位技术进行对潜标的位置实时监测,确保其在广阔海域中的可追踪性。
布放回收技术
布放回收技术则涉及潜标的部署和回收过程,采用专门的设备和方法,确保潜标能够顺利投入使用并在任务结束后安全回收。
防护技术
防护技术是保障潜标长期稳定工作的关键,通常包括防水、防腐和抗压密封设计,以应对深海环境的严酷条件。

3.潜标观测现状
常见潜标
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四.潜标系统的未来发展
国家在“十四五”规划中,明确指出要推进海洋生态保护、海洋经济发展和海洋权益维护,提出了加快建设海洋强国的目标。这对海洋潜标技术的发展提出了新要求、新标准和新问题,综合分析潜标技术的发展脉络及未来民用领域和海上战场对于潜标的需要,未来潜标技术的发展考虑从以下3个方面开展:
①加强潜标技术开发
中国应针对深远海的锚泊技术、系留技术及潜标系统的可靠性等关键技术开展科技攻关,为中国“十四五”期间深海探测的实施提供重要技术支撑。我们应该立足自主创新,研制出更多相互促进的海洋技术装备群,促进了我国海洋技术从近浅海向深远海进军。
②潜标实时通信技术
中国应加快建设潜标设备与北斗卫星组网,建设全球的海洋监测网络为中国海洋环境资料监测、海洋权益的维护和军事应用提供信息保障。潜标数据的实时传输将为海洋环境和全球气候研究提供重要技术支撑,实时传输回的数据将提高海洋气候和环境预报的精度。
③深海剖面观测
海洋水下剖面数据对海洋科学、海洋维权和海洋调查都具有重要意义,是目前国际上的热点研究问题之一。中国应当在当前的成果上加速研究和攻关水下剖面所需的锚定技术、剖面观测技术、剖面数据的可靠传输以及长期可靠性等技术,为中国水下剖面的长期观测提供技术支持。深海实时剖面观测潜标,能解决了常规潜标难以观测主浮体以上区域的难题,可实时传输观测数据,有效提高数据时效性,大幅降低了数据丢失风险。
文字内容丨殷玥 周晴 姚天怡 夏雨欣
图文编辑丨夏雨欣
指导老师丨刘子洲 孙永明
转载自公众号:海洋调查仪器操作

