5月19日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所（以下簡(jiǎn)稱：中科院上海光機(jī)所）研究員陳衛(wèi)標(biāo)作為第一完成人的《機(jī)載藍(lán)綠激光海洋探測(cè)和傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》項(xiàng)目獲頒2019年度上海市技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

    海洋資源、生態(tài)、海岸帶和海島礁常態(tài)化立體調(diào)查和監(jiān)測(cè)技術(shù)，是提高海洋資源開(kāi)發(fā)利用、海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)和海洋權(quán)益維護(hù)能力的基礎(chǔ)。

    我國(guó)有18400公里海岸線，海洋國(guó)土面積300萬(wàn)平方公里，常規(guī)船舶調(diào)查或定點(diǎn)監(jiān)測(cè)方式存在效率低、費(fèi)用高和周期長(zhǎng)的問(wèn)題?，F(xiàn)有機(jī)載和星載遙感技術(shù)只能獲取平面信息，無(wú)法獲得海洋垂直維度的信息。因此，大范圍海洋資源、生態(tài)和海島礁調(diào)查和監(jiān)測(cè)亟需新的立體遙感技術(shù)突破。此外，由于跨介質(zhì)傳輸?shù)募夹g(shù)難度，水下海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域長(zhǎng)期缺乏高效、高速無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖侄?，直接影響海底觀測(cè)平臺(tái)的應(yīng)用效能。

    機(jī)載藍(lán)綠激光海洋探測(cè)和傳輸技術(shù)是海洋光學(xué)參數(shù)垂直剖面遙感、跨介質(zhì)信息快速交互的唯一航空手段。

    陳衛(wèi)標(biāo)團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)藍(lán)綠激光海洋探測(cè)和傳輸技術(shù)瓶頸，發(fā)明了光信號(hào)動(dòng)態(tài)非線性壓縮、光子數(shù)可分辨探測(cè)、最大比分集多孔徑自適應(yīng)陣列接收和匹配海水最佳透過(guò)率的太陽(yáng)暗線藍(lán)綠脈沖激光等核心技術(shù)，拓展海洋穿透深度，抑制太陽(yáng)背景光和海面波動(dòng)的干擾，大幅提升了機(jī)載藍(lán)綠激光海洋探測(cè)和傳輸技術(shù)在真實(shí)海況下的適用能力。成功研制機(jī)載藍(lán)綠激光近岸測(cè)繪、海洋光學(xué)參數(shù)垂直剖面探測(cè)和跨介質(zhì)信息傳輸?shù)认盗挟a(chǎn)品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

    “藍(lán)綠激光是目前唯一可以穿透海氣界面、海水，實(shí)現(xiàn)大深度傳輸?shù)墓鈱W(xué)波段，利用空中機(jī)載平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)高效、高精度海洋垂直剖面參數(shù)探測(cè)和信息傳輸?！标愋l(wèi)標(biāo)告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，機(jī)載藍(lán)綠激光海洋探測(cè)和傳輸系統(tǒng)可以應(yīng)用到島礁與淺海海底地形地貌測(cè)繪、航道測(cè)量、水下目標(biāo)探測(cè)和海洋生物光學(xué)參數(shù)測(cè)量等領(lǐng)域，并實(shí)現(xiàn)與水下工作平臺(tái)、海底觀測(cè)站網(wǎng)互聯(lián)互通，構(gòu)建?？樟Ⅲw信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，被國(guó)際上認(rèn)為是海洋科學(xué)、海洋環(huán)境、海洋開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)手段。歐美、日本等海洋強(qiáng)國(guó)競(jìng)相發(fā)展相關(guān)技術(shù)，中科院上海光機(jī)所是國(guó)際上少數(shù)幾個(gè)同步開(kāi)展藍(lán)綠激光海洋探測(cè)及傳輸技術(shù)研究和系統(tǒng)研制的科研機(jī)構(gòu)。

    藍(lán)綠激光位于海洋光學(xué)窗口內(nèi)，能夠穿透海氣界面實(shí)現(xiàn)信息的雙向高速傳輸。同時(shí)，通過(guò)接收海水后向散射和海底反射等信號(hào)，可以獲取海水光學(xué)參數(shù)剖面信息、海底或目標(biāo)的三維信息。但是，由于藍(lán)綠激光傳輸過(guò)程中受到海氣界面隨機(jī)波動(dòng)、海水強(qiáng)吸收和散射，以及太陽(yáng)背景光干擾的影響，導(dǎo)致接收激光信號(hào)強(qiáng)度衰減嚴(yán)重、噪聲較大，并伴隨時(shí)空展寬效應(yīng)，使得機(jī)載藍(lán)綠激光海洋探測(cè)與傳輸系統(tǒng)長(zhǎng)期以來(lái)面臨發(fā)展瓶頸。

    為此，陳衛(wèi)標(biāo)團(tuán)隊(duì)針對(duì)機(jī)載藍(lán)綠激光探測(cè)和傳輸系統(tǒng)面臨的探不深、測(cè)不準(zhǔn)、穩(wěn)定性不足等瓶頸問(wèn)題和應(yīng)用短板，發(fā)明了多項(xiàng)核心技術(shù)，成功研制出高性能機(jī)載藍(lán)綠激光海洋探測(cè)和傳輸應(yīng)用系統(tǒng)，顯著提升該技術(shù)在真實(shí)海洋環(huán)境下的應(yīng)用效果。

    他們研制成功的我國(guó)首臺(tái)機(jī)載雙頻海陸激光雷達(dá)產(chǎn)品，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。三沙市環(huán)保局、中國(guó)海監(jiān)南海航空支隊(duì)、海洋測(cè)繪所等用戶單位利用該系統(tǒng)開(kāi)展示范應(yīng)用，獲取了南海島礁、海岸帶和航道的海陸一體化三維數(shù)字地形，掌握了海島礁形態(tài)監(jiān)測(cè)和生態(tài)保護(hù)、執(zhí)法維權(quán)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，填補(bǔ)了我國(guó)在海陸交界區(qū)域高分辨率地形三維測(cè)繪儀器方面的空白。自然資源部海洋一所、上海海洋大學(xué)等單位利用該項(xiàng)目成果開(kāi)展海洋生態(tài)環(huán)境研究，首次獲取了深度超過(guò)100米的海洋光學(xué)參數(shù)、懸浮粒子和混合層的垂直剖面信息，為赤潮早期預(yù)報(bào)、海洋初級(jí)生產(chǎn)力評(píng)估等提供了支撐。

    據(jù)悉，該研究成果已在島礁高精度三維測(cè)繪、海洋生態(tài)環(huán)境立體監(jiān)測(cè)和水下觀測(cè)信息跨介質(zhì)傳輸?shù)阮I(lǐng)域得到應(yīng)用，在海洋資源開(kāi)發(fā)和海洋權(quán)益保障等領(lǐng)域發(fā)揮了不可替代的重要作用。

    同時(shí)，該項(xiàng)目取得的多個(gè)技術(shù)發(fā)明，已成功實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，先后開(kāi)發(fā)出地基、車載三維測(cè)繪激光雷達(dá)、水下無(wú)線高速激光信息傳輸終端等系列產(chǎn)品，促進(jìn)了藍(lán)綠激光技術(shù)和海洋科學(xué)的交叉融合發(fā)展，推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)海洋裝備研發(fā)進(jìn)程。

原文鏈接：《保護(hù)海洋利器：機(jī)載藍(lán)綠激光海洋探測(cè)和傳輸系統(tǒng)-中科院上海光機(jī)所項(xiàng)目獲上海市技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)》

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