基于衛(wèi)星通信和無(wú)人船的海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

史文華杜 朝

(1.南京理工大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，南京 210094; 2.北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，北京 100094)

0 引言

我國(guó)是海洋大國(guó)，有三百多萬(wàn)平方公里的專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)和一萬(wàn)八千多公里的海岸線，海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)已經(jīng)列入國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展綱要[1]。海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)作為海洋科學(xué)和技術(shù)的重要組成部分，在維護(hù)海洋權(quán)益、開(kāi)發(fā)海洋資源、預(yù)警海洋災(zāi)害、保護(hù)海洋環(huán)境、加強(qiáng)國(guó)防建設(shè)、謀求新的發(fā)展空間等方面起著十分重要的作用[2]。

目前，海洋監(jiān)測(cè)活動(dòng)門檻較高，通常由大專院校、科研院所、軍事單位、國(guó)家單位等組織進(jìn)行。海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理、應(yīng)用等工作由隸屬于特定單位的專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行。各單位之間，各團(tuán)隊(duì)之間，因?yàn)槿狈Ρ匾墓蚕頇C(jī)制，導(dǎo)致在數(shù)據(jù)獲取層面，缺乏兼具通用性和高水平的海洋監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集設(shè)備；在數(shù)據(jù)傳輸層面，缺乏全球覆蓋且24小時(shí)不間斷的高速通信解決方案；在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理層面，缺乏具有較強(qiáng)通用性的解決方案；在數(shù)據(jù)應(yīng)用層面，缺乏能覆蓋不同級(jí)別用戶、不同級(jí)別海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需求，被人們廣泛認(rèn)可的海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)。

本文以智能控制的無(wú)人船為傳感器平臺(tái)；基于新一代衛(wèi)星通信技術(shù)構(gòu)建全球測(cè)控網(wǎng)絡(luò)；基于大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、分析等工作的自動(dòng)化；基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最新成果，建立海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的服務(wù)框架；提出了一套全新的海洋監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)應(yīng)用的解決方案。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

總體看來(lái)，海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)從產(chǎn)生到應(yīng)用，需要在圖1所示的諸多層級(jí)中進(jìn)行傳遞與加工，才能最終達(dá)到服務(wù)于海洋研究、海洋開(kāi)發(fā)、海洋利用的目的。

圖1 海洋監(jiān)測(cè)層級(jí)

采集層：由各種各樣的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，對(duì)溫度、濕度、風(fēng)速、鹽度、重金屬鹽濃度等多種參數(shù)進(jìn)行采集和測(cè)量，采集頻率和方式，由特定監(jiān)測(cè)參數(shù)的特性決定。

匯聚層：對(duì)局部區(qū)域的海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集、過(guò)濾、篩選、打包、預(yù)處理等操作，通過(guò)傳輸層完成海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的回傳。

傳輸層：通過(guò)衛(wèi)星、微波中繼、無(wú)線電船臺(tái)、陸地移動(dòng)通信網(wǎng)、存儲(chǔ)延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)等多種方式，完成海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳送。

處理層：對(duì)回傳的海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、解析、分析、融合、挖掘等相應(yīng)操作，將原始數(shù)據(jù)處理成可進(jìn)行科研、商業(yè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)。

應(yīng)用層：適用于所有需要海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)的個(gè)人、組織、科研機(jī)構(gòu)、政府團(tuán)體、軍事單位的系統(tǒng)平臺(tái)?？赏ㄟ^(guò)API接口、C/S程序、B/S程序、移動(dòng)端程序等多種方式提供服務(wù)。

智能傳感器、無(wú)人控制、大數(shù)據(jù)處理、人工智能等為代表的新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，為海洋監(jiān)測(cè)活動(dòng)感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層的技術(shù)革新打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 無(wú)人船平臺(tái)

無(wú)人船(USV)是一種新型的搭載平臺(tái)，可搭載多種海洋監(jiān)測(cè)傳感器，能夠以遙控或自主運(yùn)行的方式完成連續(xù)性海洋參數(shù)測(cè)量。隨著定位、導(dǎo)航、控制等相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的無(wú)人海洋自動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用于海洋監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，工作于海氣界面的無(wú)人船逐漸成為海洋監(jiān)測(cè)平臺(tái)研究和應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)。

無(wú)人船的工作區(qū)域可覆蓋封閉式管道、內(nèi)陸湖泊、內(nèi)陸河流、近海、遠(yuǎn)海、遠(yuǎn)海等多種場(chǎng)景[3]。本文以海洋監(jiān)測(cè)為主要研究對(duì)象，因此著重研究工作于海洋環(huán)境下的無(wú)人船。

按照工作場(chǎng)景劃分，可選的海洋無(wú)人船由港口環(huán)境無(wú)人船、近海(船)無(wú)人船、遠(yuǎn)海無(wú)人船(可補(bǔ)給)、遠(yuǎn)海無(wú)人船(不可補(bǔ)給)等類型組成[4]。

港口環(huán)境無(wú)人船主要工作于港口、碼頭、跨海大橋、近岸島嶼等場(chǎng)景，基本特點(diǎn)如下：體型較小，長(zhǎng)度普遍在1米至5米范圍；以電池作為能源供給，工作時(shí)間較短、工作半徑較??；支持人工遙控和自主運(yùn)行兩種工作模式，采用案基通信系統(tǒng)進(jìn)行雙向通信；多工作于封閉、可控的海域，作為輔助性工具平臺(tái)，不需要適應(yīng)惡劣的海況。

近海(船)無(wú)人船主要工作于離岸(船)100公里以內(nèi)的范圍，基本特點(diǎn)如下：體型較大，長(zhǎng)度普遍在7.5～15米之間；采用電池或燃油作為能源供給，工作時(shí)間較長(zhǎng)、工作半徑較大；支持人工遙控和自主運(yùn)行兩種工作模式，采用案基通信手段與控制中心(船)進(jìn)行雙向通信；多工作于開(kāi)放、具有不確定性的海域，作為輔助性工具平臺(tái)，需要適應(yīng)較惡劣的海況。

遠(yuǎn)海無(wú)人船(可補(bǔ)給)工作于遠(yuǎn)離海岸的區(qū)域，可通過(guò)補(bǔ)給船、補(bǔ)給站等方式進(jìn)行燃料補(bǔ)給，其基本特點(diǎn)如下：體型較大，長(zhǎng)度在5～100米之間；采用化學(xué)燃料作為能源供給，工作時(shí)間較長(zhǎng)、工作半徑較大；支持人工遙控和自主運(yùn)行兩種工作模式，采用岸基、衛(wèi)星等多種通信方式進(jìn)行雙向通信，在100公里以外海域，主要通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行通信；多工作于開(kāi)放、具有不確定性的海域，作為輔助性工具平臺(tái)，需要適應(yīng)多數(shù)惡劣的海況，在無(wú)法保證補(bǔ)給的情況下，無(wú)法出海工作。

遠(yuǎn)海無(wú)人船(不可補(bǔ)給)工作于遠(yuǎn)離海岸的區(qū)域，無(wú)法進(jìn)行能源補(bǔ)給，主要通過(guò)太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等獲得動(dòng)力，其基本特點(diǎn)如下：采用可再生能源，不需要專門的補(bǔ)給工作和補(bǔ)給設(shè)備；需要具備極強(qiáng)的生存能力，能夠在最惡劣的海況中正常航行；可通過(guò)衛(wèi)星與后方控制中心進(jìn)行雙向通信，確保指令接收和數(shù)據(jù)回傳；理論上可工作于各種海域，受能源類型的制約，航行速度較慢。

圖2 無(wú)人船類型

作為一個(gè)傳感器平臺(tái)，無(wú)人船的可搭載空間由船上部分和船下部分組成，不同的位置，可以搭載不同的傳感器：

1)大氣監(jiān)測(cè)：風(fēng)速、風(fēng)向、光合作用、日照強(qiáng)度、氣溫、相對(duì)濕度、壓力、大氣pCO2濃度等。

2)物理監(jiān)測(cè)：波浪高度、波浪周期、磁場(chǎng)強(qiáng)度、深度。

3)海洋監(jiān)測(cè)：海水表面溫度、洋流、pH值、有色可溶性有機(jī)物、紅外散射、分解氧濃度、海水pCO2濃度、水溫、鹽度、哺乳動(dòng)物聲音、魚群密度等。

4)復(fù)雜監(jiān)測(cè)設(shè)備：淺底層剖面儀、潮位儀、聲吶、三維激光等。

5)輔助：水面攝像頭、水下攝像頭、AIS終端。

基于無(wú)人船的關(guān)鍵技術(shù)，制造出適用的無(wú)人船，具備在復(fù)雜、危險(xiǎn)的海域內(nèi)具有穩(wěn)定的航行能力和應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的能力，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控自身的設(shè)備運(yùn)行狀況、感知外界信息、做出正確的決策并嚴(yán)格執(zhí)行，而這些操作主要依靠與外界環(huán)境交互的傳感器系統(tǒng)、高級(jí)別的自主導(dǎo)航系統(tǒng)、精準(zhǔn)的自動(dòng)控制程序以及穩(wěn)定快速的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等。最終從大氣監(jiān)測(cè)、海洋表面監(jiān)測(cè)、深海監(jiān)測(cè)等各空間獲取監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)。

3 衛(wèi)星測(cè)控終端

海洋監(jiān)測(cè)需要長(zhǎng)時(shí)間、大范圍的連續(xù)進(jìn)行，本文所述的解決方案，以各種不同類型的無(wú)人船作為傳感器平臺(tái)，根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)需要配備不同的儀器設(shè)備，通過(guò)無(wú)線鏈路進(jìn)行雙向通信。對(duì)于港口、內(nèi)海、島嶼周邊、大陸附近等區(qū)域，可以采用常規(guī)通信手段；對(duì)于更廣闊的開(kāi)放水域，只能使用衛(wèi)星通信。

1)海事衛(wèi)星：可以提供低速率語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)，也提供高速率[5]。通信費(fèi)用非常昂貴，如果應(yīng)用于海洋監(jiān)測(cè)，不適于長(zhǎng)時(shí)間、大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)景。

2)銥星：真正的全球通系統(tǒng)。復(fù)雜的技術(shù)導(dǎo)致終端和服務(wù)價(jià)格極其昂貴，不適于長(zhǎng)時(shí)間、大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)景。

3)OrbComm：已廣泛應(yīng)用在集裝箱監(jiān)控、重型工業(yè)設(shè)備監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于數(shù)據(jù)量較小的狀態(tài)量監(jiān)測(cè)，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇[6]。

4)北斗：通過(guò)北斗系統(tǒng)獨(dú)有的短報(bào)文功能，實(shí)現(xiàn)無(wú)人船在全球范圍內(nèi)的雙向通信，其缺點(diǎn)是通信速率較低。

5)VSAT動(dòng)中通：傳輸帶寬和傳輸速度越來(lái)越大，終端體積也變得越來(lái)越小，可為用戶提供穩(wěn)定的寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。其主要缺點(diǎn)是終端硬件設(shè)備價(jià)格較高，終端設(shè)備尺寸及天線指向問(wèn)題限制了應(yīng)用場(chǎng)景，跨越區(qū)域時(shí)需要切換衛(wèi)星。

從減少通信成本、實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一架構(gòu)的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)、研制了一種通用性的衛(wèi)星測(cè)控終端，其基本技術(shù)要求如表1所示。

表1 衛(wèi)星測(cè)控終端功能需求

衛(wèi)星測(cè)控終端采用模塊化設(shè)計(jì)方式，由ZYNQ平臺(tái)、3G/4G模塊、北斗導(dǎo)航模塊、GPS導(dǎo)航模塊、WiFi模塊、舒拉亞通信模塊、模擬采集模塊、總線接口、電源管理等電路組成。硬件設(shè)計(jì)如圖3所示，主要由ZYNQ、北斗導(dǎo)航芯片、GPS導(dǎo)航芯片、WiFi芯片、Thuraya芯片、3G/4G芯片、CAN總線電路、RS232接口電路、千兆以太網(wǎng)電路、模擬采集模塊、電源模塊、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等組成，其中ZYNQ作為中心控制器，控制其它各模塊的工作狀態(tài)及數(shù)據(jù)交互。

圖3 衛(wèi)星測(cè)控終端硬件組成

4 多船衛(wèi)星測(cè)控

如圖4所示，本文所述的海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以搭載不同傳感器的無(wú)人船，作為信息獲取的平臺(tái)；可岸基通信的無(wú)人船，直接通過(guò)岸基測(cè)控網(wǎng)/站進(jìn)行測(cè)控；需要衛(wèi)星通信的無(wú)人船，通過(guò)地面測(cè)控中心結(jié)合衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行測(cè)控；地面測(cè)控中心從業(yè)務(wù)上可以劃分為兩部分：運(yùn)行控制中心和客戶服務(wù)中心。

運(yùn)行控制中心不負(fù)責(zé)通信衛(wèi)星星座的運(yùn)營(yíng)，其測(cè)控對(duì)象是安裝有衛(wèi)星測(cè)控終端的所有海上終端節(jié)點(diǎn)。終端數(shù)據(jù)的空間段傳輸，全部由衛(wèi)星通信服務(wù)商提供和保證，運(yùn)行控制中心通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)商處獲取終端數(shù)據(jù)，可根據(jù)實(shí)際需要選擇最符合成本控制策略和用戶需求的衛(wèi)星通信服務(wù)商。

圖4 海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

運(yùn)行控制中心通過(guò)衛(wèi)星鏈路接收/發(fā)送數(shù)據(jù)包，從而與遠(yuǎn)程海上終端進(jìn)行單向、雙向通信，其主要的功能點(diǎn)如下：

1)入網(wǎng)受控設(shè)備的管理問(wèn)題：每一個(gè)接受本系統(tǒng)平臺(tái)管理的遠(yuǎn)程海洋終端，應(yīng)該可以在“注冊(cè)”、“刪除”、“凍結(jié)”等狀態(tài)中切換，實(shí)現(xiàn)不同的管理。

2)衛(wèi)星通信服務(wù)提供商的支持問(wèn)題：根據(jù)不同的需求，系統(tǒng)平臺(tái)可能需要與海事衛(wèi)星、國(guó)產(chǎn)通信衛(wèi)星、國(guó)際通信衛(wèi)星、OrbComm、銥星等多種衛(wèi)星通信系統(tǒng)集成，需要解決服務(wù)切換、數(shù)據(jù)發(fā)送與接收等問(wèn)題。

3)系統(tǒng)防災(zāi)冗余問(wèn)題：本系統(tǒng)的測(cè)控與運(yùn)營(yíng)中心，需要24小時(shí)穩(wěn)定的不停機(jī)運(yùn)行，主系統(tǒng)、分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等相關(guān)設(shè)備、軟件，需要考慮防災(zāi)冗余設(shè)計(jì)；

4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與備份：本系統(tǒng)平臺(tái)長(zhǎng)期運(yùn)行后，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，需要解決相應(yīng)的存儲(chǔ)、備份、查詢等問(wèn)題。

5)可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)格式定義與解析：不同的用戶應(yīng)用，對(duì)發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的格式定義各不相同，運(yùn)營(yíng)中心應(yīng)具備定義數(shù)據(jù)格式并自動(dòng)解析的功能。

圖5 運(yùn)行和控制中心軟件界面

運(yùn)控平臺(tái)軟件要同運(yùn)控中心服務(wù)器進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，從服務(wù)器中獲取在運(yùn)控平臺(tái)軟件中顯示的無(wú)人節(jié)點(diǎn)位置、工作情況、探測(cè)數(shù)據(jù)等運(yùn)控信息，向服務(wù)器發(fā)送用戶的各種節(jié)點(diǎn)操控指令、數(shù)據(jù)查詢指令等。

運(yùn)控平臺(tái)軟件將無(wú)人節(jié)點(diǎn)的各類工作狀態(tài)信息、探測(cè)的載荷數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)等，借助GIS系統(tǒng)進(jìn)行可視化直觀顯示，顯示界面要求具有常規(guī)的放大、縮小、瀏覽、定位，圖層顯示/隱藏，信息標(biāo)志等功能。

任務(wù)規(guī)劃軟件運(yùn)行在PC機(jī)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其他軟件互聯(lián)，用于根據(jù)用戶“需求”對(duì)無(wú)人船的運(yùn)行軌跡進(jìn)行規(guī)劃，并將規(guī)劃后的數(shù)據(jù)發(fā)送給運(yùn)控服務(wù)軟件?？筛鶕?jù)用戶“需求”和各無(wú)人船節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，通過(guò)一定的算法，規(guī)劃出每一條無(wú)人船未來(lái)一段時(shí)間的運(yùn)行軌跡和載荷工作任務(wù)，從而滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)采集頻率、數(shù)據(jù)采集區(qū)域的需求。

5 數(shù)據(jù)服務(wù)

海洋監(jiān)測(cè)的目的是連續(xù)獲取真實(shí)的海洋數(shù)據(jù)，處理、分析后應(yīng)用于海洋科學(xué)研究、海洋監(jiān)測(cè)、海洋資源開(kāi)發(fā)、海洋權(quán)益維護(hù)等海洋活動(dòng)?，F(xiàn)階段，我國(guó)海洋數(shù)據(jù)的應(yīng)用具有下列特點(diǎn)：

1)專業(yè)性強(qiáng)：不同的海洋監(jiān)測(cè)活動(dòng)，立足于不同的業(yè)務(wù)需求，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由組織監(jiān)測(cè)活動(dòng)專業(yè)的部門所有，開(kāi)放性差，普通用戶難以獲取、利用相關(guān)的數(shù)據(jù)。

2)門檻高：除了溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓等簡(jiǎn)單的物理量[7]，海洋數(shù)據(jù)的分析和處理需要較高的理論、技術(shù)水平，普通的用戶很難具備這樣的專業(yè)素養(yǎng)，這在某種角度降低海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的性價(jià)比。

3)渠道少：目前，獲取海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的主要方式是從相關(guān)網(wǎng)站下載數(shù)據(jù)，如美國(guó)的NOAA、中國(guó)的各大海洋局和相關(guān)研究所、歐美/日本的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)等[8、9]。

4)服務(wù)差：目前，海洋研究相關(guān)網(wǎng)站主要提供各種源數(shù)據(jù)的下載服務(wù)，用戶下載回來(lái)的結(jié)果都是原始數(shù)據(jù)，用戶必須自己進(jìn)行處理，才能得到滿足特定需求的服務(wù)數(shù)據(jù)[10]。

海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的最終用戶，不同于科研人員以及專業(yè)的技術(shù)人員，往往不具備數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析的能力，其直接需求通常不能通過(guò)傳感器直接獲取，而必須通過(guò)多種數(shù)據(jù)綜合分析得出，用戶需要的只是處理后的、能直接指導(dǎo)工作的最終結(jié)果。

海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理、應(yīng)用、服務(wù)流程如圖6所示。原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，具備基本的備份、冗余防災(zāi)等功能；基于主流大數(shù)據(jù)框架，可實(shí)現(xiàn)對(duì)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的檢索、分析、挖掘等功能，生成第一級(jí)處理數(shù)據(jù)；根據(jù)用戶需求，可動(dòng)態(tài)定義數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)處理方法，生成滿足用戶要求的第二級(jí)數(shù)據(jù)報(bào)告；通過(guò)人性化的前端交互工具，用戶可以通過(guò)PC機(jī)、手機(jī)、PAD等多種方式完成需求發(fā)布、數(shù)據(jù)訂閱、服務(wù)訂閱等工作；基于通用的API接口，用戶可以進(jìn)行各種程序二次開(kāi)發(fā)工作，直接調(diào)用各級(jí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

用戶服務(wù)軟件，提供給終端用戶使用，采用B/S架構(gòu)開(kāi)發(fā)，其表現(xiàn)形式是一個(gè)對(duì)外公布的網(wǎng)站。用戶可以通過(guò)PC機(jī)的瀏覽器瀏覽此網(wǎng)站。在用戶服務(wù)軟件上，用戶亦可以進(jìn)行基本信息瀏覽、原始數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)需求申請(qǐng)、無(wú)人船狀態(tài)查詢、數(shù)據(jù)報(bào)告查詢、數(shù)據(jù)訂閱等操作。

圖7 海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用

6 結(jié)束語(yǔ)

基于以上研究的最終目標(biāo)是在全球海域布設(shè)無(wú)人船，形成全球海洋無(wú)人觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，每條船上根據(jù)需要配置不同的海洋觀測(cè)儀器，如水質(zhì)傳感器、營(yíng)養(yǎng)鹽傳感器、重金屬傳感器、有機(jī)物傳感器、氣象傳感器等，在運(yùn)控系統(tǒng)的規(guī)劃調(diào)度下，借助實(shí)時(shí)衛(wèi)星通信技術(shù)，觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)可以連續(xù)、實(shí)時(shí)獲取全球海洋觀測(cè)資料數(shù)據(jù)，運(yùn)控系統(tǒng)收集全球海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)多種數(shù)據(jù)融合、分析處理后形成多種海洋觀測(cè)應(yīng)用數(shù)據(jù)。

目前，原理樣機(jī)已設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并構(gòu)建了一個(gè)自我閉環(huán)的小系統(tǒng)，驗(yàn)證了海洋監(jiān)測(cè)感知層、匯聚層、傳輸層、應(yīng)用層的所有關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，從原理上證明了采用無(wú)人船進(jìn)行海洋監(jiān)測(cè)并提供數(shù)據(jù)服務(wù)的可能性，為后繼的研究工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。