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海底信息网关键技术分析

随着全球化的发展，互联互通成为最为基本的需求，海量的信息流维系着整个社会的高效运转。在这样的场景中，海洋却是一道不可逾越的鸿沟，成为洲际信息交互的瓶颈。把光通信技术运用于海洋场景中，将能够突破信息流瓶颈，在国际通信中起到重要的作用。同时，海洋又是一个巨大的宝库，蕴藏着丰富的石油天然气、热液硫化物、矿藏结核和深海生物等资源，成为重要的科研平台，通过对海洋的合理观测和研究，可以实现对海底资源的充分开发和有效保护，对人们了解海洋、利用海洋、保护海洋有着重要意义。进入21世纪，围绕着海洋的国际之争，最令人瞩目的就是对海底信息网的传感技术和海底长距离、大容量、高速可靠的通信网系统的竞争。我国是海洋大国，拥有漫长的海岸线和丰富的海洋资源，在严峻的国际形势下，海洋的通信、观测和预警都面临这严酷的考验。组建一个高可靠的水下信息网，不管是对于国防建设维护国家安全还是满足国民经济生活需求都是至关重要的。

  • 2022-02-10
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欧洲国家的海洋观测系统及其对我国的启示

欧洲社会经济发展离不开海洋科技和海洋经济的支撑，因此他们十分重视海洋科技发展和海洋环境保障能力建设，而海洋观测系统的建设是提升海洋环境保障能力的基础。几十年前，欧洲的海洋观测系统都是各个国家自行建设，规模不大，而且主要为本国服务。近年来， 区域社会经济的发展、区域和全球的环境问题以及全球经济危机，使欧洲国家有许多共同的海洋利益，面对许多共同的环境和资源问题。因此，建设资源共享的海洋观测系统，共享海洋信息和信息产品资源，以加速区域社会经济发展和应对环境灾害，成为他们共同关注的焦点问题之一。于是，欧洲的海洋观测系统呈现出在欧盟框架下的集成和共享的发展趋势，目前，由欧洲科学基金会主持的欧洲海洋观测与数据网络（EMODNET）在系统建设和运行中，明显表现出先进工业国家的技术和管理优势。该系统的建设将增强欧洲在全球气候变化和环境污染等方面所面临挑战的应对能力，同时提高区域海洋管理、资源利用和环境保护能力。

  • 2022-02-09
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可回收式水下声学网络监测节点的设计与实现

随着现在社会的高速发展和各个领域科学技术的不断革新，人类把目光逐渐从陆地转移到了海洋，而开发海洋资源的前提是准确而高效地获取当地海洋环境的各种状态参数。近几年来随着我国综合国力的增长和国家发展战略的需要，不同形式的水下环境监测和信息采集装置也不断涌现，其中水下声学传感器网络系统是在一定范围的水域内通过预先布放的诸多传感器节点来获取一段时间内的水文信息，并进行声学通信和组网，最终通过特定节点以无线电或有线的方式来将信息传输到岸上的终端系统。目前国内对于水下网络监测节点的整套设计比较少，很多研究机构或院校自主研究的水下传感器网络监测节点还主要停留在实验室阶段。水下网络监测节点目前面临的主要问题是：①现有的海洋环境监测系统以及单个节点的环境适应能力较差；②传统的大型海洋监测节点的布放方式主要是借助于A型架和水下机器人相配合，导致节点的布放、回收和锚固系统结构复杂且可靠性不高；③监测节点在水下工作时没有电缆连接到外部供电设备，需要一种能够满足水下长时间工作的节点供电方案。

  • 2022-02-09
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国外海洋环境观测系统和技术发展趋势

21世纪以来，随着社会经济快速发展，世界各国普遍面临着人口膨胀、陆地资源消耗不断增长和生态环境日益恶化等各种严峻挑战，各沿海国以资源为核心，推进海洋经济发展，海洋权益斗争日益激烈。在以夺取海洋资源、控制海洋空间、抢占海洋科技发展的战略“制高点”等为主要特征的现代海洋权益斗争中，获取常态化、立体化、精细化、大范围的海洋环境观测信息，对于沿海国家均具有十分重要的军用、民用意义。

  • 2022-02-09
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海底观测网非接触式水下接驳系统的设计与实现

海洋占据地球表面超过70％，其中不仅蕴含丰富的生物资源和矿产资源，而且海洋对生态环境和气候变化具有重大影响。21世纪是海洋的世纪，海洋是人类社会可持续发展的基石，而开发、利用海洋的前提是要先认识、了解海洋本身．随着海洋科学与技术的进步发展，海底观测网由于其长期、实时和连续观测等优点而得到世界的关注与应用，而水下运载器由于其动态、大范围观测等特点也吸引了各国研究人员的目光。然而，无论单独使用海底观测网还是水下运载器对海洋进行观测都存在各自固有的缺陷。例如：海底观测网由于其布放地点固定，因而只能对某一特定区域进行静态观测；水下运载器因为其携带能源有限或受其母船限制，所以其续航能力普遍不强、监测数据容量有限．为扬长避短，充分利用上述观测平台各自的优势，一种融合海底观测网与水下运载器，尤其是自主水下航行器（AUV）的技术应运而生，该技术即为基于海底观测网的水下接驳技术。

  • 2022-02-09
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缆系海底科学观测网研究进展

海洋对全球环境和气候变化影响巨大，理解深海大洋的运行机理是人类文明发展的关键。理解的基础是观测，要从现象描述发展到机理探索和环境预测，就需要有目的地针对复杂的海洋过程开展长期观测，才能更好地理解已运行数十亿年的深海大洋。传统的海洋观测方式主要是船基考察，但受制于船时和天气等因素，船基考察只能是断断续续或者零零散散的。卫星遥测遥感对地观测系统实现了对地面和海面观测的长期性与连续性，但无法穿透巨厚的海水直接观测深海海底。通过船只布放的自容式或锚系式的着底器只能支持少量海底设备的短期供电，无法实时传输数据，还需要较为频繁的定期维护。各类水下运载器是深海环境探测的有力工具，能够揭示深海大洋的多样性和复杂性，但由于仍然是依靠自带的电池供电，无法长期蹲守深海。

  • 2022-02-09
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海洋技术定义及其发展研究

海洋占有地球2/3之多的面积。如何去探测这平均深度达数千米的海底，如何去开发遍布从海面到水体到海底的丰富海洋资源，在全球变暖过程中，海洋又是扮演了怎样的角色，这些问题的研究，是海洋领域的前沿工作。在目前的科技发展水平下面，人类对海洋，特别是对海底的认知尚在探索中，认识海洋仍然是人类面临的重要研究课题。显而易见，在这些工作中，海洋技术扮演着重要的角色。

  • 2022-02-09
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海底声学探测技术装备综述

海洋是人类资源的宝库，蕴含丰富的海水、能源、矿产和生物等资源。人类在对海洋进行基础研究、资源开发、工程建设和军事行动等的过程中，通常需要获取相应海域的海底信息作为基础资料，而先进的海底探测技术装备是快速和准确获取海底信息的关键。海底探测技术装备涉及范围非常广，包括声学、光学、磁力、重力、地震、热流、放射性观测、原位观测和钻探观测等以及拖网、抓斗、柱状采样器和箱式采样器等。与可见光和电磁波相比，声波在海水中的衰减更慢、传播距离更远，因此海底声学探测是目前获取海底信息最常用的方式之一。

  • 2022-02-10
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