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揭秘海洋之谜:我国海洋大地测量的发展与前景——访贵州师范学院大地测量学与测量工程副教授张杰

2022-10-10 14:35:55 来源:本站 责任编辑:高级责编 点击:472

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认识海洋

从宇宙中看地球,它是一个美丽的蔚蓝色星球。海洋约占地表面积的71%,是最初生命的摇篮,是人类赖以生存和可持续发展的重要空间和资源,它也是地球气候和全球变化的调节器,是地球生态系统的核心组成部分。

经略海洋、开发海洋资源、发展海洋经济,我们首先要认识海洋。航天科技的进步和发展让人类实现了摘星揽月的梦想,人类深空探索的足迹已经从月球、火星渐进太阳系的边缘。近年来,我国虽然在深海探测领域取得了不少成就,但我们对海洋的认识仍然十分有限。据科学家统计,人类目前对大海的探索仅有5%,也就是说,95%的海洋缺少必要观测,属于海洋科学研究的“无人区”。


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“透明海洋”的战略方向与建设路径

近年来,我们国家提出实施“透明海洋”战略,建设海洋综合立体观测体系,实现海洋的状态透明、过程透明、变化透明、目标透明,为人类认识海洋提供全面精准的海洋观测信息。

张杰告诉记者:“海洋立体观测体系离不开海洋大地测量观测体系,各类海洋观测信息需要精准的海洋空间基准和海洋时空信息保障,许多海洋状态、过程和变化研究都需要精准的原位观测能力。”

张杰补充道:“我们知道,海面大地测量已经广泛用于海面地形测绘和海洋潮汐观测,海底大地测量既可用于海底地壳变化监测,也可应用于海洋环境变化监测。水下导航定位又是水下目标跟踪、海洋状态、海洋过程研究所不可获缺的共性关键技术。我们开发海洋,大力发展海洋经济,显然离不开陆海一体测绘体系建设。这一前期性、基础性工作,各类海洋资源勘探、海洋调查、海洋资源开发、海洋工程以及海上交通等海洋活动统统都离不开陆海统一的空间基准和海洋位置服务保障。随着海洋经济建设的不断深入和人类海洋活动的不断增多,难免会干扰海洋环境甚至危害海洋生态系统,因此需要利用和保护兼重,需要监测并保护海洋环境,而这些工作同样也需要高精度的海洋时空信息保障。”

我国海底大地基准建设正在崛起

2019年,我国在国际大地测量协会(IAG)的主导下成立了海洋大地测量交叉委员会,目的就是加强海洋大地测量理论与技术发展,促进该领域的国际合作与交流。

据张杰介绍,当前世界范围内具备并已开展海底大地基准建设的国家寥寥无几。其中,美国算是发起者,日本后来建立了全球规模最大、应用最为成功的海底大地控制网,在海底地震监测方面取得了许多重要研究成果,而俄罗斯、法国等国家更为关注水下声呐导航定位技术发展和应用。

说起国内海洋测绘领域的科技进步,张杰满是自豪:“我们在海洋大地测量方面起步很晚,但现在我们实现了追赶,甚至还抓住了该领域跨代发展的机遇,即我国的国家综合PNT体系建设机遇,实现了海底基准与水下导航的融合创新和体系创新,在不少方面开展了新的探索和尝试,例如兼顾海底大地测量和水下导航的控制网布设、海洋综合PNT服务体制等。”

海洋大地测量的发展前景

海洋大地测量是海洋测绘的重要分支。张杰说:“我国海底大地测量基础设施建设仍然在路上,海底板块运动监测等应用研究还需要积累更长时间的观测时序,因此,这些基础设施的维护、海底基准的维持、海底大地测量应用服务体系,仍然需要提前布局并提前开展相关研究。可以想象一下,我们国家的陆地大地测量体系建设耗费了几代人的心血和付出,国家海洋大地测量体系建设技术难度更大,建设任务更为艰巨,因此我们希望能立足长远、稳步推进。”

采访最后,张杰表示,近两年,在国家重点研发计划、国家自然科学基金、问海计划等项目的支持下,海洋大地测量领域又取得了可喜成果,相关研究的深度和广度距离最终目标也更进了一步。“到明年,我国有望在海底基准无人化、体制化运维方面取得新突破,国内首套弹性化、小型化海洋导航样机也将会问世,有望成为我国海洋场景综合PNT科技创新领域一颗新星。”张杰自豪地说。



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