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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

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