海洋監(jiān)測技術作為海洋科學和技術的重要組成部分，在維護海洋權益、開發(fā)海洋資源、預警海洋災害、保護海洋環(huán)境、加強國防建設、謀求新的發(fā)展空間等方面起著十分重要的作用，也是展示一個國家綜合國力的重要標志。海洋監(jiān)測技術一般可分為天基海洋觀測、海基觀測和水下海洋觀測。海洋是科學研究的重要場所，也是自然資源的寶藏。海洋環(huán)境是地球環(huán)境的重要組成部分，也是全球生命支持系統的重要組成部分。它同時在全球水循環(huán)、氣候變化中起到重要作用。為了更好的了解海洋，我們需要對海洋進行探測，收集關于海洋的各種參數并對其進行研究。

海洋探測傳感器的前景展望

21世紀是海洋世紀，隨著國際安全形勢的發(fā)展變化，世界各國尤其是海上大國特別注重發(fā)展海上裝備。隨著光電技術、生物計算機等先進信息技術、新材料、新能源等高技術的進一步發(fā)展，2l世紀海洋探測裝備將向靈巧化、小型化方向發(fā)展，可能出現能在水下、水面、阻地、空軍作戰(zhàn)的多棲作戰(zhàn)平臺，海軍武器裝備和海洋探測方式將產生質的變化。

信息技術的發(fā)展將逐步改變海洋探測的方式，海洋探測傳感器的發(fā)展會更加注重利用信息技術實現各種探測設備的綜合集成，最終實現從“平臺為中心”向“網絡為中心的轉變”。

海洋探測傳感器概述

傳感器能夠測量不同波段的海面反射、散射或自發(fā)輻射的電梯波能量，通過對攜帶信息的電梯波能量的分析，人們可以反演某些海洋物理量。目前用于海洋觀測的所有衛(wèi)星傳感器，均根據電磁輻射原理獲取海洋信息。遙感技術所使用的電磁波段主要為可見光、紅外和微波。

傳感器是收集、探測、記錄地物電磁波輻射信息的工具。它的性能決定遙感的能力，即傳感器對電磁波段的響應能力、傳感器的空間分辨率及圖像的幾何特征、傳感器獲取地物信息量的大小和可靠程度。用于海洋探測的傳感器按工作方式可分為主動式和被動式。被動傳感器如可見光紅外掃描輻射計、微波輻射計等；主動式如微波高度計、微波散射計、合成孔徑雷達等。

海洋傳感器的分類

隨著海洋觀測技術的不斷發(fā)展，作為各種觀測要素的感知、采集、轉換、傳輸和處理的功能器件，傳感器的作用日益突出。海洋傳感器是海洋觀測系統的神經末梢，作為海洋觀測數據的設備基礎，可獲取海洋水質、水文、生態(tài)、成像、地形地貌、地震波等信息，其觀測數據的準確性、原位性、連續(xù)性等，與最終海洋觀測結果息息相關。

海洋傳感器種類繁多，常規(guī)監(jiān)測參數達上千種，常用傳感器達數百類。海洋傳感器根據應用領域大致分為海洋生態(tài)環(huán)境保護應用、海洋資源勘探開發(fā)應用、國防安全應用和科學研究應用等。在不同的應用領域，觀測目標和參數各有不同，同一參數的觀測方法和原理也多種多樣。

海洋傳感器根據檢測參數類別可大致劃分為水質類、水文類、地質地震類、聲學探測類、光學探測類等，每一類檢測參數大則包含上百項檢測目標，少則數十項檢測目標，且根據應用領域和應用環(huán)境的不同，每一項檢測參數的工作原理和技術實現手段各有不同。

我國海洋傳感器的發(fā)展現狀

目前的海洋溫、鹽、深、流速等物理傳感器技術已經近20年沒有更新換代，其響應時間慢、體積大、功耗大、重量大、成本高、非環(huán)保等缺點已經阻礙了海洋觀測的需求和許多新的應用開展。

海洋化學傳感器、海洋微生物傳感器也都存在不能與時俱進的問題，我國目前尚不具備全面、完整的微生物數據庫，適合長期海洋監(jiān)測的便攜、低功耗、原位、實時、快速、精確的海洋微生物傳感器也未有相關產品。

中國90%的傳感器依賴進口，只有通過國產化來降低成本，國內海工裝備才用得起傳感器。國外的海洋傳感器已經近二十年沒有更新換代了，但是在過去二十年，材料技術、信息技術、集成電路技術等都取得了很大的進步，當這些新技術滲透到海洋傳感器領域的時候，就會有大的突破。

預計2年—5年內國產傳感器將實現量產，基于這些新的技術未來將實現傳感器領域的彎道超車。傳感器的應用普及，將會對多個領域帶來突破性的發(fā)展。未來國產傳感器將實現遠程實時監(jiān)測，云端傳送信息，由中心處理器來掌握實時信息，隨時進行檢測校對。

我國海洋觀測的未來趨勢

經過多年的發(fā)展我國已建成了包括海洋站、浮標、調查觀測船、海監(jiān)飛機，以及利用國外遙感衛(wèi)星資料的海洋環(huán)境初級監(jiān)測網。

①大力發(fā)展基于衛(wèi)星的全球海洋環(huán)境探測體系，同時發(fā)展基于無人機的區(qū)域海洋環(huán)境機動探測系統，兩者相輔相成，優(yōu)勢互補。

②建立高密度立體觀測網絡，從總體上看，國際海洋觀測的目標是建立全球聯網的立體觀測系統，目前已發(fā)展起包括衛(wèi)星遙感、浮標陣列、海洋觀測站、水下剖面、海底有纜網絡和科學考察船的全球化觀測網絡。有針對性地在關鍵海區(qū)建立多參數長期、立體、實時監(jiān)測網，有效、連續(xù)地獲取和傳遞海洋長時間序列綜合參數。

③發(fā)揮各行業(yè)優(yōu)勢提升科技創(chuàng)新水平，由于海洋監(jiān)測技術涉及的學科繁多，且一個單位或一個團體又不可能在海洋監(jiān)測技術各學科都處于領先地位，因此就必須先梳理海洋觀測技術核心技術，緊跟該領域世界發(fā)展潮流，提出一批極具核心競爭力的關鍵技術。

市場空間大技術有待提高

據統計，2017年中國的傳感器市場為2070億元，預計到2021年可以達到5937億元。世界智能傳感器市場2015年已經達到1萬億元，在2016-2020年間，可以達到20%的年復合增長率。因此，傳感器的需求量極大，在全球也具有廣闊的市場。

未來，我國將基于創(chuàng)新的光電集成芯片和光學傳感原理，基于光電集成芯片技術，依靠發(fā)展成熟的集成電路的制造設備與工藝水平和在中國國產化的集成電路芯片制造水平，結合我國已搭建起的芯片產業(yè)鏈，通過國內外的密切合作，開發(fā)具有自主知識產權的芯片級海洋物理、化學和微生物傳感器，并且實現微型化與國產化，推進“兩用”研究，進一步將海洋傳感器開發(fā)應用到高端智能裝備的制造領域，加速實現“中國制造2025”所依托的高端智能傳感器芯片的國產化。

總結

要解決海洋領域核心關鍵技術受制于人的問題，關鍵是增強科技攻關能力，強化自主創(chuàng)新成果的源頭供給。應在重點領域超前部署、大膽探索，通過任務目標的科學梳理、凝練與布局，加強技術團隊的學科交叉與協同攻關，強化新原理、新方法創(chuàng)新與已有技術的完善，多項并舉才能掌握海洋科技發(fā)展主動權，解決“卡脖子”問題。