一、背景介紹

CZY1-1型海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)為國(guó)家海洋技術(shù)中心自主研發(fā)海洋站自動(dòng)化觀測(cè)設(shè)備，具有時(shí)效性強(qiáng)、小型化、無人化特點(diǎn)，可長(zhǎng)期、連續(xù)、自動(dòng)觀測(cè)海洋站水文（表層海水水溫、表層鹽度、潮汐、波浪等）氣象（風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、相對(duì)濕度、氣壓、降水量、能見度、太陽輻射等）海洋環(huán)境數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的采集、處理、接收、存儲(chǔ)完全符合《海洋觀測(cè)規(guī)范 第2部分海濱觀測(cè)》（GB∕T 14914.2-2019）的要求。

圖1 CZY1-1型海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)

CZY1-1型海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，核心設(shè)備實(shí)現(xiàn)自主可控，打破國(guó)外技術(shù)壟斷，性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平，成為海洋站觀測(cè)領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，帶動(dòng)岸基海洋觀測(cè)技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化，獲得自然資源部（原國(guó)家海洋局）海洋科技進(jìn)步獎(jiǎng)、海洋工程科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、金橋獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)。CZY1-1型海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)推動(dòng)岸基海洋觀測(cè)進(jìn)入無人值守的自動(dòng)化觀測(cè)時(shí)代，提高了海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取的時(shí)效性、準(zhǔn)確性，提升了岸基海洋環(huán)境觀測(cè)技術(shù)水平，為海洋自然資源管理、海洋公益服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐與保障。

圖2 海洋工程科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)與金橋獎(jiǎng)

 

二、技術(shù)發(fā)展歷程

國(guó)家海洋技術(shù)中心自二十世紀(jì)八十年代初期開始海洋站自動(dòng)觀測(cè)技術(shù)研究工作，至今已形成了一支專門從事相關(guān)技術(shù)研究、生產(chǎn)和服務(wù)的專業(yè)隊(duì)伍，取得了較為豐碩的成果。

圖3 CZY1-1型海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)不斷更新升級(jí)

 

1985年國(guó)家海洋技術(shù)中心研制出我國(guó)第一套海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，安裝在京唐港，為京唐港建設(shè)提供了水文氣象觀測(cè)資料。

1988年，按照聯(lián)合國(guó)教科文組織要求，中心研制的綜合海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)安裝在永暑礁海洋站，捍衛(wèi)了國(guó)家主權(quán)。國(guó)務(wù)院發(fā)出嘉獎(jiǎng)電“高速度、高質(zhì)量地完成了永暑礁海洋和氣象觀測(cè)站的建站任務(wù)，為祖國(guó)和人民立了新功”。

1989年研制成了我國(guó)第一套無人值守的自動(dòng)海洋站，安裝在呂泗平臺(tái)。

圖4 永署礁海洋站與呂泗平臺(tái)海洋站

2004年，“CZY1-1 型海洋監(jiān)測(cè)站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”獲自然資源部（原國(guó)家海洋局）科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，配套水文氣象軟件獲得計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)。同年，通過了國(guó)家863計(jì)劃海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)成果標(biāo)準(zhǔn)化工程組織的定型。

2008年承擔(dān)了自然資源部（原國(guó)家海洋局）防災(zāi)減災(zāi)項(xiàng)目，研制的海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)成功的應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)海洋站建設(shè)項(xiàng)目中。

2010年至2017年，按照自然資源部（原國(guó)家海洋局）國(guó)際合作司安排，圓滿完成了海外援助任務(wù)，完成了聯(lián)合海洋觀測(cè)站建設(shè)，在部分國(guó)家實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)數(shù)據(jù)共享。

2015年根據(jù)海洋站建設(shè)新的要求，對(duì)海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的功能和性能進(jìn)一步升級(jí)，完成了自然資源部（原國(guó)家海洋局）、各省級(jí)觀測(cè)站點(diǎn)和承擔(dān)的島礁海洋站建設(shè)任務(wù)。

圖5 海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

該系統(tǒng)及其升級(jí)換代產(chǎn)品共裝備了自然資源部、沿海省市海洋部門及其他國(guó)家300余個(gè)海洋站。經(jīng)過數(shù)十年的實(shí)踐檢驗(yàn)，該系統(tǒng)與國(guó)家海洋站觀測(cè)網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)均達(dá)到“無縫連接”，是一種能夠可靠運(yùn)行的業(yè)務(wù)化儀器設(shè)備。

三、突破核心關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新

在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）、海洋公益性行業(yè)專項(xiàng)等項(xiàng)目支持下，國(guó)家海洋技術(shù)中心CZY1-1型海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)研究團(tuán)隊(duì)聚焦國(guó)家海洋觀測(cè)網(wǎng)海洋站海洋環(huán)境觀測(cè)裝備，本著“小型化、智能化、無人化”觀測(cè)理念，著眼于觀測(cè)裝備集成技術(shù)、環(huán)境適用性及國(guó)產(chǎn)化，經(jīng)過四十年研究實(shí)踐，突破了多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自主創(chuàng)新：

（1）攻克水文氣象要素觀測(cè)集成技術(shù)，推動(dòng)岸基海洋站海洋環(huán)境觀測(cè)由人工觀測(cè)進(jìn)入到無人值守自動(dòng)觀測(cè)時(shí)代。

（2）解決觀測(cè)裝備海洋環(huán)境適用性設(shè)計(jì)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)觀測(cè)裝備高溫、高濕、高鹽等自然環(huán)境下連續(xù)穩(wěn)定工作，現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期、穩(wěn)定觀測(cè)。

（3）采用模塊化設(shè)計(jì)，安裝、使用和維修更換便捷，體積小、功耗低，集成度高、擴(kuò)展靈活，抗雷擊性能強(qiáng)。

（4）實(shí)現(xiàn)多種部件產(chǎn)品化，形成貨架產(chǎn)品替代進(jìn)口，包括YZY4-3型溫鹽傳感器、XFY3-1型風(fēng)傳感器、XQY3型數(shù)字式氣壓計(jì)、XYZ8-1型溫濕度傳感器、SCA11型浮子式水位計(jì)、XYZ3-2型自動(dòng)采集器等，部分傳感器技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國(guó)際同類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。其中風(fēng)傳感器經(jīng)歷了南極、北極和珠峰（7200m營(yíng)地）三種極端環(huán)境的考驗(yàn)，已在一百多個(gè)海洋站、上千個(gè)沿海氣象站以及眾多科考船、調(diào)查船、志愿船應(yīng)用。

圖6 南北極區(qū)海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

在新的發(fā)展時(shí)期，國(guó)家海洋技術(shù)中心CZY1-1型海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)研究團(tuán)隊(duì)將不忘初心，砥礪前行，以黨的二十大精神引領(lǐng)科技創(chuàng)新，集聚力量持續(xù)推進(jìn)原創(chuàng)性引領(lǐng)性技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)新一代海洋站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，為保障我國(guó)海洋觀測(cè)網(wǎng)建設(shè)、服務(wù)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)支撐。