一、前言近年来，随着科技不停进步、全球气候变暖以及海冰加速融化 [1]，极地地域油气和航道资源将逐步具备开发使用价值，经济、军事和政治等战略职位凸显，成为世界各国关注的焦点。尤其是美国、俄罗斯、欧洲等近北极国家和地域，正在努力结构极地装备，提升极地科学考察、商业航运、资源开发能力，切实保障未来在极地地域的资源开发运动。

极地地域对我国具有重要的战略意义。2018年，国务院公布的《中国的北极政策》白皮书中指出，中国是北极事务的重要利益攸关方，在地缘上是近北极国家，北极的自然状况及其变化对中国的气候系统和生态情况有着直接影响，进而关系到中国在农业、林业、渔业、海洋等领域的经济利益。

极地地域是关系到我国是否能够成为海洋强国的关键区域，我国努力到场极地开发、生长极地装备与技术，对建设有效的全球治理模式具有重要意义。极地装备指在极地地域开展科学考察、商业航行、油气资源开发、旅游休闲等运动的装备，是认识极地、开发极地、使用极地的重要载体。现在，国际上将极地装备主要分为极地科学装备、极地船舶装备、极地资源开发装备等。本文调研现在世界主要国家和地域在极地科学观察与通信导航装备、极地船舶装备、极地油气资源开发装备的生长态势，梳理我国极地装备的生长现状与存在问题，总结极地装备未来生长趋势与关键技术，重点分析我国极地装备与技术的需求紧迫度，为面向 2035 的极地装备重点生长偏向论证提供支撑。

二、国际极地装备技术的生长态势（一）全球极地科学装备的生长现状极地科学装备指在极地地域开展相关科考运动所需的装备，是认识极地的重要载体，主要包罗极地科考船、极地科学观察、通信导航装备等。在极地科考船方面，美国、俄罗斯、欧盟等极地科学优势国家和地域都维持一定数量的极地科考船。

其中，美国有重型和中型极地破冰科考船 4 艘，拟新建 3 艘笼罩全极圈的重型科考破冰船；欧盟各国现在共拥有 9 艘具有破冰能力的极地科考船 [2]；俄罗斯拥有 2 艘极地科考船；日本、加拿大和韩国各有 1 艘极地科考船。在极地观察与通信导航装备方面，极区是海冰笼罩的高纬度海洋，与世界上其他海洋差别的是，海冰阻隔了无线电信号的传输，难以为水下仪器实现定位和通信，如北冰洋也曾发生潜艇碰撞事件。此外，高纬度地域通信与导航卫星笼罩少，这对极区通信导航带来挑战。

多年来，国际上在海洋科学观察领域的研究有了长足希望，但极区观察与通信导航领域的生长仍相对滞后，许多在其他海域普遍应用的技术在极区却无法使用，克服海冰和高纬度的影响成为极区开发取得希望的关键。因此，极地冰下观察网络、极地导航通信网络成为近年来极地装备生长的焦点。

在极区冰下观察网络方面，美国驻足多年积累开始研发军民两用的北极移动观察系统，未来将成为主导北极观察与监视能力的关键平台。2012 年，美国国防部高级研究计划局（DARPA）启动“极地态势感知”项目，重点生长冰下、冰面态势感知技术。冰下感知接纳水下传感器联合结构、深度和其他丈量法，分析部署区域冰下情况的声流传、噪声及非声特征；冰面感知接纳冰面浮标联合盘算机网络、大数据等新技术分析部署区域的电磁和光学现象、海冰漫衍特征及航道信息 [3]。

2019 年，美国开始构建北极移动观察系统（AMOS），主要生长声学探测、定位、通信系列技术以及冰基声学和卫星通信的中继技术等，以支持冰下仪器和潜艇的运动，构建对敌方水下舰艇和装备的探测能力。该系统具有战略前瞻性和技术先进性，一旦完成部署，将完全克服北极冰层的影响，实现对北冰洋的系统观察和实时监测。

在极地通信导航网络上，现有通信卫星难以笼罩北纬 76°以上区域，地面通信系统受海洋和海冰阻隔难以部署，铱星通信系统可以提供极区通信服务，但可靠性不高且带宽有限 [4]。现在，美国和欧洲等国家和地域努力生长极地卫星通信技术，如挪威计划于 2022 年发射 2 颗高纬度轨道通信卫星，实现北纬 65°以上区域的 24 h 的宽带通信 [5]； 2012 年，俄罗斯航天局启动北极综合监测系统研发事情，用于北极地域情况监视及通信，2017 年发射首颗卫星，2018 年系统建成应用 [3]。在卫星定位导航方面，俄罗斯的格洛纳斯定位系统在极区的笼罩最好，但极地地域的定位精度尤其是垂向运动的定位精度相较其他地域偏低，多星双频技术在淘汰滋扰、提高极地定位精度方面有很好应用前景 [5]。（二）全球极地船舶装备生长现状随着极地航道的开发和极地资源的开发，各国对极地船舶的需求不停上升，极地船舶成为各国推进极地战略的重要依托。

极地船舶指在极地地域开展商业航行、油气开发、旅游休闲等运动的船舶装备，主要包罗极地破冰船、极地运输船、极地旅行船、极地渔船等。在极地破冰船方面，停止 2017 年，全球共有（含在建）94 艘极地破冰船 [6]，其中俄罗斯（44 艘）、加拿大（6 艘）、北欧国家（丹麦、芬兰、瑞典，21 艘）均有较大规模的破冰船队。

俄罗斯拥有全球规模最大的破冰船队，世界上功率最大的“北极号”核动力破冰船在 2019 年试航， 2020 年 10 月正式交付使用；预计到 2024 年还将新造至少 9 艘破冰船，以保持俄罗斯在极地地域的开发潜力 [7]。现在，全球近 60% 的破冰船船龄凌驾 20 年，更新需求迫切。

美国仅有 1 艘制作于 20 世纪 70 年月的重型破冰船，为此近期以掩护极区利益为由开始组建极地宁静破冰船队，其中至少包罗 3 艘重型极地破冰船。在极地运输船舶方面，北极海冰面积逐年淘汰，按当前全球变暖趋势测算，。

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