一、背景介紹

CZY1-1型海洋站自動觀測系統(tǒng)為國家海洋技術(shù)中心自主研發(fā)海洋站自動化觀測設(shè)備，具有時效性強(qiáng)、小型化、無人化特點，可長期、連續(xù)、自動觀測海洋站水文（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、存儲完全符合《海洋觀測規(guī)范 第2部分海濱觀測》（GB∕T 14914.2-2019）的要求。

圖1 CZY1-1型海洋站自動觀測系統(tǒng)

CZY1-1型海洋站自動觀測系統(tǒng)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，核心設(shè)備實現(xiàn)自主可控，打破國外技術(shù)壟斷，性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)技術(shù)水平，成為海洋站觀測領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，帶動岸基海洋觀測技術(shù)裝備國產(chǎn)化，獲得自然資源部（原國家海洋局）海洋科技進(jìn)步獎、海洋工程科學(xué)技術(shù)獎、金橋獎等多項獎項。CZY1-1型海洋站自動觀測系統(tǒng)推動岸基海洋觀測進(jìn)入無人值守的自動化觀測時代，提高了海洋觀測數(shù)據(jù)獲取的時效性、準(zhǔn)確性，提升了岸基海洋環(huán)境觀測技術(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)獎與金橋獎

 

二、技術(shù)發(fā)展歷程

國家海洋技術(shù)中心自二十世紀(jì)八十年代初期開始海洋站自動觀測技術(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)隊伍，取得了較為豐碩的成果。

圖3 CZY1-1型海洋站自動觀測系統(tǒng)不斷更新升級

 

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

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

1989年研制成了我國第一套無人值守的自動海洋站，安裝在呂泗平臺。

圖4 永署礁海洋站與呂泗平臺海洋站

2004年，“CZY1-1 型海洋監(jiān)測站自動監(jiān)測系統(tǒng)”獲自然資源部（原國家海洋局）科技進(jìn)步二等獎，配套水文氣象軟件獲得計算機(jī)軟件著作權(quán)。同年，通過了國家863計劃海洋監(jiān)測技術(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（原國家海洋局）防災(zāi)減災(zāi)項目，研制的海洋站自動觀測系統(tǒng)成功的應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)海洋站建設(shè)項目中。

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

2015年根據(jù)海洋站建設(shè)新的要求，對海洋站自動觀測系統(tǒng)的功能和性能進(jìn)一步升級，完成了自然資源部（原國家海洋局）、各省級觀測站點和承擔(dān)的島礁海洋站建設(shè)任務(wù)。

圖5 海洋站自動觀測系統(tǒng)應(yīng)用

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

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

在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）、海洋公益性行業(yè)專項等項目支持下，國家海洋技術(shù)中心CZY1-1型海洋站自動觀測系統(tǒng)研究團(tuán)隊聚焦國家海洋觀測網(wǎng)海洋站海洋環(huán)境觀測裝備，本著“小型化、智能化、無人化”觀測理念，著眼于觀測裝備集成技術(shù)、環(huán)境適用性及國產(chǎn)化，經(jīng)過四十年研究實踐，突破了多項關(guān)鍵核心技術(shù)，實現(xiàn)了自主創(chuàng)新：

（1）攻克水文氣象要素觀測集成技術(shù)，推動岸基海洋站海洋環(huán)境觀測由人工觀測進(jìn)入到無人值守自動觀測時代。

（2）解決觀測裝備海洋環(huán)境適用性設(shè)計難點，實現(xiàn)觀測裝備高溫、高濕、高鹽等自然環(huán)境下連續(xù)穩(wěn)定工作，現(xiàn)場長期、穩(wěn)定觀測。

（3）采用模塊化設(shè)計，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、XYZ8-1型溫濕度傳感器、SCA11型浮子式水位計、XYZ3-2型自動采集器等，部分傳感器技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國際同類產(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營地）三種極端環(huán)境的考驗，已在一百多個海洋站、上千個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)海洋站自動觀測系統(tǒng)應(yīng)用

在新的發(fā)展時期，國家海洋技術(shù)中心CZY1-1型海洋站自動觀測系統(tǒng)研究團(tuán)隊將不忘初心，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)新一代海洋站自動觀測系統(tǒng)，為保障我國海洋觀測網(wǎng)建設(shè)、服務(wù)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)支撐。