[00815682]海洋仪器海上试验与作业基础平台若干关键技术及应用

该成果属于海洋资源调查与观测学科。占地球表面积71%的海洋是人类持续发展的战略依托。以美国为首的海洋强国都把优先研发海洋仪器、获取海洋调查与观测数据作为重要战略任务，并实施海上霸权和相关核心技术封锁。中国拥有300多万平方公里的蓝色国土，蕴藏着丰富的资源，具有重要的战略地位。科学开发利用海洋和维护海洋权益，急需提升海洋仪器研发和获取与处理海洋变化信息的能力。长期以来，中国自主研发海洋仪器因缺乏海上试验平台及其关键技术，难以实现国产化。为打破网际海洋仪器研制技术垄断、突破海洋仪器研制核心技术，亟待创建支撑海洋仪器研制的海上试验与海上作业的基础平台及其关键技术。为此，自1998年起，在国家“863”计划课题、科技支撑计划项目等的资助下，创建了中国首个支撑海洋仪器研制的海上试验与海上作业基础平台，攻克了其关键技术。1．自主研发了支撑海洋仪器精确观测与比测的基础平台技术。首创了分段三角支撑定位、渐变式滑轨定向及软体减震结构为一体的船载仪器固定架装与吊放升降控制技术，实现了同步或准同步比测；发明了投放式声学多普勒流速剖面仪姿态平衡自控装置，在吊放倾角高达40度时仪器的纵摇和横摇可控制在10度以内，有效数据量提高了70%。大幅度提高了获取高质量观测和比测数据的能力。2．首次建立了海洋仪器海上试验的规范和行业标准体系。与依靠仪器操作程序、要素观测方法及数据记录与资料处理程序等为基点的常规规范制订不同，该规范和行业标准体系从与相同或高一等级准确度的同类仪器可比性人手，基于技术归零原则，建立了海洋仪器海上试验的规范和标准体系，解决了海洋仪器海上准重复性试验和技术归零两大技术难点，从根本上促进了中国自主研发高技术海洋仪器的标准化、产业化进程。3．创新研发了海洋环流及泥沙输运数值模型。与现行普遍采用的海洋环流数值模型不同，研发了包含天体引潮力和负荷潮的海洋环流数值模型，结合无结构三角网格构建方法，克服了现行海洋环流数值模型刻画物理过程不完备和刚性引入边界条件的严重缺陷；首次提出了“内潮粘性项”概念，构建了水与泥沙联合密度函数，解决了抑制数值计算中的伪现象和水体与泥沙动力耦合作用的技术难题，上述数值模型为提升数值模拟和深度应用调查与观测数据能力奠定了基础。该成果获授权国家专利11项(发明2项)，制订海洋行业标准8部(《海洋仪器海上试验规范》是海洋行业急需的基础性标准)，部分成果纳入国家标准(报批)，获软件著作权2项。发表论文100余篇，其中SCI收录40篇、EI收录23篇，出版著作6部。成果在11个单位32种海洋仪器(约占同期研发的80qo)的海试中应用，加快了海洋仪器的研发和产业化进程；在沿海7省40余项涉海重大工程前期论证中应用，为建设单位提供了科学决策依据；在2000多天的海上调查与观测中应用，发现了新的海洋现象，揭示了若干海洋物理环境变化的新特征；部分成果已用于国家海洋环境预报。成果获教育部科学技术进步奖一等奖。