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海洋控制网是国家大地基准网的重要组成部分，是海洋大地测量、海洋测绘和水下导航定位的基础，是海洋活动特别是水下航行的重要参考基准。大地控制网也是海洋权益维护、海洋资源勘探和海洋环境监测的重要基础设施，是海洋科学研究的重要支撑。海洋控制网应尽可能覆盖海面、水面和海底。美国、日本等少数发达国家已经开展了海底大地控制网建设的研究。相比之下，我国海底大地控制网建设起步较晚，缺乏自主可控的海底基准信标装置，水下导航定位技术单一，难以有效满足海洋勘探、海洋经济开发、海洋科学研究、海洋环境监测、海洋权益维护等各类海洋活动的需要。
海洋安全是国家安全的前沿，国家安全离不开海洋大地基准支撑和海洋导航定位保障。无论是海洋权益的维护，还是海洋安全的保障，都需要具备海洋大地基准和水下导航定位能力。维护海洋权益，首先要扩大海上活动空，提高海上和海底安全航行能力。此外，为维护海洋安全和海洋权益，中国的海防能力有待加强。提高海防能力，首先要提高海底大地基准和水下PNT基础保障能力，以保证水下航母航行特别是隐蔽航行的安全。然而，我国陆海空基准尚未形成统一体系，海底基准基础设施几乎空白条，水下导航技术单一，严重影响了我国海洋权益的维护和各项海上活动的开展。随着国家科技实力和经济实力的日益增强，以及相关技术储备的丰富和完善，迫切需要建立和发展陆海一体化空基准系统，发展新的水下导航定位方法。
国家蓝色海洋经济、“21 世纪海上丝绸之路”的基础支撑建设21世纪海上丝绸之路，有助于中国与海上丝绸之路沿线国家在航运、能源、贸易、科技、生态等领域开展全方位合作。，有助于拓展中国经济发展战略空，支持中国经济持续稳定发展，同时对促进地区繁荣和全球经济发展具有重要意义。“21世纪海上丝绸之路”的建设首先需要地理空基准的保障和海洋导航定位技术装备的支撑。因此，大力发展海洋大地基准和导航技术，成为国家空基准为国家经济建设服务的新任务和使命。
海洋资源开发和海洋环境监测的重要支撑条件海洋资源开发是中国资源供应的重要途径。国家海洋大地基准可为海洋资源调查、勘探和开发提供坚实基础，提高国家海洋资源开发能力，促进海洋经济高质量发展。如海底大地控制网可以为海底工程建设提供控制，为石油钻井平台的定位或复位、海底管道的铺设、水下探测器的安放或回收等提供高精度定位。国家海底大地控制网的建设还可以为海洋经济建设提供测绘保障，为我国社会经济的可持续发展做出贡献。水下导航定位可广泛应用于海洋资源勘探开发、海底地形测量和深海探测等领域。
此外，国家海洋环境监测需要集成高精度的导航、定位和授时技术，为各种海洋环境参数提供空之间准确可靠的位置和时间信息，特别是在海洋潮汐和水文观测方面。不仅要实现我国沿海地区观测数据的陆海统一，还要保证全球观测数据的时间空基准统一。
数字海洋、透明海洋和智慧海洋的核心要素数字海洋是所有海洋信息的数字化，是透明海洋的前提，是智慧海洋的基础和核心。数字海洋建设首先要构建一个三维观测网络，获取空、海面、水下甚至海底的各种海洋环境信息，包括海洋几何信息、物理信息、化学信息、生态信息等。这些信息的共同特征是它们必须具有位置属性。数字海洋还必须有网络信息，否则各个区域的各种海洋信息就会成为“信息孤岛”，无法形成一个整体的海洋信息平台，而各种海洋信息必须有高精度的时间和空框架支撑，否则这些信息就会成为混乱的信息。
透明是数字海洋的升华。海洋的透明需要数字海洋的支持。没有足够密度和分辨率的综合海洋数据的支持，海洋是不可能透明的。透明海洋的建立必须有足够的海洋感知信息支撑。无论什么样的感知信息，都必然具有时间和空的属性。因此，大地基准信息、导航定位信息和时间信息成为透明海洋的基础。
智慧海洋是数字海洋和透明海洋的升华，也是智慧地球的重要组成部分。智慧海洋不仅需要高空分辨率、高时间分辨率的海量海洋信息支撑，还需要将海洋大数据与专家知识相结合，形成海洋知识图谱，将新一代信息技术与海洋环境、海洋装备、人类活动、管理科学深度融合，实现互联互通、智能挖掘、智能决策、智能服务。
大地基准和海洋PNT是数字海洋、透明海洋和智能海洋的基础信息要素，也是智能海洋知识地图生成的关键。我国正在建设的海洋观测网，可以提高海洋观测的观测精度和海洋环境的感知能力，为实现智慧海洋资源共享、海洋活动协同和智慧海洋管理提供重要支撑。
海洋科学及地球科学问题研究的基础平台海洋科学属于地球科学范畴，海洋大地测量和海洋测绘是海洋科学研究的基础。海洋科学的发展离不开海洋观测基础设施，离不开海底和海洋环境的观测信息，离不开海洋高精度导航定位技术和装备的支撑。
海底控制网是构建陆海统一大地基准系统的重要组成部分，也是构建陆海空日导航定位技术体系的重要环节。
海底控制网作为我国大地基准的重要组成部分，将有效填补我国大地基准在海底的空空白，大幅提升国家测绘基准服务能力，为现代地球相关学科(如空科学、地球物理、地震、地质、石油地球物理勘探等)提供高精度海洋大地观测数据。).
由于许多海底板块上没有岛屿，海底大地基准的观测成为研究海洋板块运动及其海底大地控制网的重要内容，也是海空天为球面时空基准建立和维护的重要内容。建立全球海底大地控制网是未来10 ~ 20年急需解决的重大科学技术问题。我国作为海洋大国，迫切需要开展国家层面的海洋大地基准研究和工程实施，为海洋科学和地球科学研究提供基础平台。目前，我国海底大地控制网技术研究仍处于起步阶段，受复杂海洋环境的影响和薄弱技术平台的制约，海洋大地基准工程的实施面临诸多挑战。
板块运动、海底滑坡和崩塌、海底沉积物变化监测等地学研究对海底基准面观测技术提出了更高的要求。中国也是海洋灾害频发的国家之一，经常受到海底地震、海啸、海水入侵、海岸侵蚀、台风等各种灾害的影响。国家海底大地控制网的建立，可以为我国海洋环境和灾害过程的监测提供统一的时间空基准，有利于从陆海统筹的角度研究我国海洋灾害的成因和机制。大陆架调查、海洋科学考察、海洋发现计划、南极考察等国家科学活动都离不开海洋/水下高精度导航技术。
本文摘自中国科学院编《中国学科发展战略，海洋大地基准与水下导航》，标题和内容有所调整。语音播报智能生成。如有疑问，请查阅正文。科学人文在线，与你一起关注科技史、科技哲学、科技前沿和科学传播，关注人类社会的可持续发展，创造有价值的阅读！
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作者简介
图书项目负责人杨元喜，
中国科学院院士，大地测量专家，长期从事大地测量理论和应用研究。1956年7月出生于江苏泰县，1980年毕业于郑州测绘学院，1991年获中国科学院测量与地球物理研究博士学位，2007年当选为中国科学院院士。内容简介
我国海洋大地测量与导航学科和技术发展滞后，海底大地基准空白茫茫，水下导航定位手段匮乏，难以有效支撑我国日益活跃的海洋活动，更无法保障我国海洋强国建设，与我国海洋经济建设和海防建设目标极不相称。本书论述了海洋大地基准和水下导航在海洋权益、国家安全、海洋经济和海洋科研中的战略支撑地位。在分析国内外相关科技领域发展现状和趋势的基础上，提出了我国海洋大地基准和海洋定位导航授时(PNT)系统建设的发展思路，梳理了海洋大地基准和水下导航技术领域的难点问题、关键技术和发展方向，给出了学科发展建议。本书可供从事国家综合PNT体系建设、政策制定、发展规划、海洋科技和大地测量与导航的科学研究和技术研发的相关人员阅读。
