• 1声呐技术助推海洋强国梦

水声是人类迄今为止所知道的唯一能在海洋里远距离传播的能量形式。其他的物理媒介，如可见光、电磁波、激光等在海水里传播时会很快衰减掉，因而无法传向远方。凡是利用水声能量进行观测、通讯的系统，均称为声呐系统。水声信号处理和声呐技术是一门发展迅速、需求推动力强大、应用前景异常广阔的学科。在声学领域的众多分支学科中，没有其他学科像水声学那样，其发展受着战争需求的推动。反过来，水声学的发展又为水下战武器装备的研制和创新注入活力。

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• 2我国水声换能器技术研究进展与发展机遇

概要评述我国水声换能器技术方面近20年的研究进展，包括应用新型功能材料、提出新的设计概念及新结构、改进工艺技术等。重点从低频换能器、高频宽带换能器、深水换能器、矢量水听器等4个技术方向进行介绍，最后对水声换能器技术领域未来所面临的挑战和发展机遇谈些认识。

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• 3野外科学观测研究站建设存在的问题及建议

野外科学观测研究站是生态学、地学、农学、环境科学、材料科学等领域开展长期定位观测和科研工作的创新基地，是国家科技创新体系不可或缺的重要组成部分。中国科学院地理科学与资源研究所专家在多年跟踪调研基础上，结合当前国家科技创新和生态文明建设需求，建议在国家层面加强对野外科学观测研究站的重视和统筹，加大野外站的稳定支持力度，夯实我国基础研究领域的这一重要阵地。

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• 4铸造强国重器：关键核心技术突破的规律探索与体系构建

关键核心技术对于我国经济社会发展和国家安全等具有极端战略重要性，突破和掌握那些我国处于“卡脖子”短板位置的关键核心技术，对于我们实现建设世界科技强国的目标具有决定性的标志意义。因此，我们需要立足于国家重大战略需求，重视前瞻布局，加强战略研究。文章将在分析识别关键核心技术特性的基础上，系统反思我国关键核心技术突破的挑战与瓶颈，并从支撑重大技术突破的组织模式、人才培养机制以及新评价激励机制等维度设计等方面，思考如何构建充满活力和效力的攻坚创新体系，真正铸造强国重器。

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• 5水声定位导航技术的发展与展望

声波是迄今为止唯一有效的水下无线信息载体，水声定位导航是人类依赖众多水下航行器进入深海、探测深海和开发深海的关键。自“十五”计划以来，我国水声定位导航技术进入了快速发展期，从理论、技术到装备均取得了长足的进步。文章介绍了我国的相关技术发展历程及相关产业的现状，并探讨了面向新时期支撑和保障我国海洋利益诉求所需的水声定位导航技术手段与能力。

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• 6海底观测网的研究进展与发展趋势

海底观测网是人类观测海洋的新型平台，可实现海洋由海底到海面的全天候、原位、长期、连续、实时、高分辨率和高精度观测，对海洋科学发展起到重要的支撑作用。美国、加拿大、日本以及欧洲各国凭借在海洋领域的先发优势，纷纷投入巨资构建海底观测网并成功运行。在现代传感器、水下机器人、海底光纤电缆、物联网、大数据等新型技术的推动下，海底观测网呈现综合性立体观测、数据深度发掘、多种观测计划综合交叉融合的发展趋势。

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• 7深海声传播信道和目标被动定位研究现状

随着我国海洋技术逐渐从近浅海向深远海的战略性转移，深海目标远程探测技术逐渐受到重视。海洋中目前已知的可用于远距离传播的信号是声信号，海洋是“声透明”的。基于水声传播特性的新型水声技术是实现装备探测能力突破的关键。文章主要概述了目前研究比较集中的深海表面波导、表面波导泄露、会聚区、海底弹射和可靠声路径 5 种深海声传播信道，以及基于可靠声路径的目标被动定位方法。旨在通过梳理深海声传播规律及相关被动定位技术，为水声技术的快速发展提供思路。

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• 8极地水声信号处理研究及国内突破

北极地区因其特殊的战略地位和地球持续变暖的趋势而备受关注。北极及其毗邻海域的水声学研究在北极海洋科学研究中占有重要的地位。极地水声信号处理较其他水声信号处理领域研究起步较晚，主要针对极区海域特别是北极海洋环境开展水声环境效应及其适配处理研究。

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• 9水声目标特征分析与识别技术

水声目标识别技术是水下信息获取和水下信息对抗的重要支撑技术，其核心是目标特征提取。文章针对水声目标辐射噪声和目标回波信号，探讨总结了水声目标信号的主要声源及目标特征表征、水声信号特征分析与提取方法、常用的水声目标分类识别方法，分析了水声目标特征提取与识别技术面临的问题，提出了今后的技术发展方向。

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• 10水声目标探测技术研究现状与展望

水声目标探测技术是水声信号处理与声呐领域的重要研究方向，是环境感知、海洋监测、资源勘探、情报收集等海洋应用领域的核心技术之一。文章概述了水声目标探测技术发展现状，并结合实际所面临的科学问题介绍了一些水声目标探测研究方向上的新概念、新方法与新趋势，最后分析和展望了水声目标探测技术发展对国家安全和经济发展的重要作用。

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• 11水声通信技术难点及进展

水声通信技术是海洋领域中具有重要地位的核心技术，对水下观测、作业和军事活动具有重要的支撑作用。水声信道的复杂性使得水声通信的通信速率、通信距离和通信的稳定性受到极大限制。非相干通信技术对信道适应性更强，目前得到广泛应用；相干通信技术通信速率比非相干通信技术提高一个数量级，但受信道限制更大，目前还在发展完善；为了进一步改善通信的性能，正在不断完善自适应均衡算法、纠错编码算法等，也在开展时反技术、多输入多输出技术等新方法的研究。国内中国科学院声学研究所等研究机构开展了水声通信与组网技术各个方面的理论研究，样机研制和湖海试验发展迅速。特别是近 15 年来，国家加大了对水声通信和组网技术的支持力度，缩短了我国和国外的技术差距。但就总体而言，我国在理论研究和产品两方面仍滞后于美国等国家 5 年左右，需要继续大力发展水声通信算法研究、网络协议研究、试验与应用研究、换能器和数字系统等硬件的研制、水声通信产品开发等方面。

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• 12合成孔径声呐技术研究进展

合成孔径声呐是一种高分辨率水下成像技术。该技术是基于小孔径基阵及其运动形成等效的大孔径，通过合成的大孔径波束形成过程，实现高分辨率成像。文章介绍了合成孔径声呐原理、特点、科学技术问题以及发展过程，分析了国内外合成孔径声呐研究的最新进展情况，并展望了合成孔径声呐的发展趋势。

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