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1 概述1

1.1 人类认知地球的观测平台1

目次1

1.2 海底观测系统的构成、功能和意义2

1.2.1 海底观测技术2

1.2.2 海底观测系统的功能和意义4

1.3 海底观测系统的分类6

1.3.1 海底观测系统的构成方式6

1.3.2 海底观测站6

1.3.3 海底观测链8

1.3.4 海底观测网络10

1.4 海底观测系统的关键技术11

2.1 概述13

2 海底观测技术13

2.2 观测传感器示例简介14

2.2.1 物理海洋观测传感器设备14

2.2.2 海底物探观测传感器设备23

2.2.3 化学海洋观测传感器设备25

2.2.4 生物海洋观测传感器设备28

2.2.5 浙江大学的海底观测设备29

2.3 浙江大学研制的深海热液原位观测传感器系统设计与应用29

2.3.1 电路设计说明30

2.3.2 下位机软件32

2.3.3 传感器集成封装32

2.3.4 浙江大学研制的深海热液原位观测传感器系统的优点34

2.4.1 中国“大洋一号”试验35

2.4 应用试验35

2.4.2 美国“亚特兰蒂斯”号试验38

2.4.3 中国“大洋一号”试验39

2.4.4 美国“亚特兰蒂斯”号试验40

3 通信技术43

3.1 概述43

3.2 海底观测站的通信技术44

3.2.1 海底观测站的RS-232、RS-485通信技术44

3.2.2 海底观测站的电磁感应式通信技术45

3.2.3 海底观测站的光学通信技术47

3.3 海底观测链的通信技术50

3.3.1 海底观测链的水声通信技术50

3.3.2 海底观测链的卫星通信技术52

3.4 海底观测网络的海底光缆通信技术53

3.4.1 海底光缆通信技术发展历程54

3.4.2 海底光缆的结构54

3.4.3 海底光缆通信系统的构成55

3.4.4 海底光缆通信技术的发展趋势57

3.5 连接岸边基站的卫星地面站、数传电台及CDMA技术58

3.5.1 卫星地面站技术58

3.5.2 数传电台技术59

3.5.3 CDMA技术60

3.6 海底观测网络的通信协议60

3.7 小结64

4.1 概述66

4 海底接驳技术66

4.2 海底接驳盒的功能及其关键技术67

4.2.1 海底接驳盒的功能67

4.2.2 海底接驳盒的关键技术68

4.3 海底接驳盒的总体设计69

4.4 海底接驳盒的电能转换和分配模块设计72

4.5 海底接驳盒的信号处理和通信模块设计72

4.6 海底观测系统的接驳技术应用实例74

4.7 小结77

5 海底观测网络的其他相关技术78

5.1 电能供给技术78

5.1.1 海底电能供给基本概念78

5.1.2 海岸能量供给站点80

5.1.3 电缆分叉点82

5.1.4 能量管理和控制系统83

5.1.5 接驳盒能量转换模块84

5.2 基站技术85

5.2.1 基站系统局域网的构成85

5.2.2 基站系统的主要特点86

5.2.3 基站系统的设计原则87

5.2.4 基站系统的模块化构成88

5.3 布网作业技术90

5.3.1 海底光／电缆施工方法91

5.3.2 海底光／电缆打捞维修施工方法95

5.3.3 国外海底光／电缆敷设／维护技术96

5.3.4 海底观测系统接驳盒和观测站等设备的布放与维护作业技术97

5.3.5 海底光缆／电缆敷设／维护技术发展方向99

5.4 小结100

6 海底观测系统实例101

6.1 概述101

6.2 美国HOBO海底热液温度观测站101

6.3 LEO-15生态环境海底观测站102

6.4 美国NEMO海底观测链104

6.5 夏威夷-2海底观测网络（Hawaii-2 Observatory,H2O）105

6.6 新泽西大陆架观测网络计划（NJSOS）107

6.7 海洋研究交互观测网络（ORION）计划108

6.8 “海王星”（NEPTUNE）海底观测网络计划110

6.9 欧洲海底观测网计划（ESONET）113

6.10 日本新型实时海底监测网络计划（ARENA）114

6.11 我国上海／福建地区海洋环境立体监测示范系统117

6.11.1 上海海洋环境立体监测和信息服务示范系统117

6.11.2 福建省“台湾海峡及毗邻海域海洋环境实时立体监测系统”示范系统118

6.12 小结119

7 后记120

7.1 我国对海底观测技术的需求120

7.2 海底观测站的建设120

7.3 海底观测链的建设123

7.4 海底观测网络123

7.5 小结126

参考文献127