《数字海洋与水下攻防》刊载范围主要包括：智慧海洋、海洋环境、海洋信息、海洋大数据、水下攻防体系、水下警戒探测、水下信息网络与指挥控制、水下智能对抗、水中兵器及无人装备等。系《中国学术期刊综合评价数据库》统计来源期刊、《万方数据——数字化期刊群》收录期刊、《中国核心期刊（遴选）数据库》收录期刊，被《中国期刊全文数据库（CJFD）》、超星期刊域出版平台全文收录。
作者：李楠1，黄汉清1,2，赵晓1
作者单位：1.青岛海洋科学与技术试点国家实验室；2.中国船舶七一〇所
作者简介：李楠，博士，工程师，主要从事海洋观测装备研制及海洋观测技术研究。
基金项目：青岛海洋科学与技术试点国家实验室“问海计划”项目“水下观测数据实时传输技术研究”（SQ2017WHZZB0501）
摘 要 综述了水下实时观测潜标系统及其技术进展。以潜标技术为基础，通过水下绞车、自升降通信浮标、水下滑翔机及波浪滑翔器等技术途径，设计了水下实时观测系统方案，探讨了水下数据实时传输关键技术，开展了水下观测数据实时传输功能验证试验，初步实现了观测数据实时/准实时传输。
关键词 潜标；实时传输；实时观测；水下绞车；自升降通信浮标
引 言
潜标是海洋环境监测中应用最广泛的装备之一。潜标整体位于水面以下，通过锚系固定在特定位置，通过架装在不同深度的传感器可实现全水深、定点、长期、连续、多层次、多要素同步观测，具有隐蔽性好、不易被破坏等优点。海洋科技强国的潜标技术已趋成熟，形成了功能多样的产品系列，实现了业务化运行。然而，潜标通常以自容方式存储观测数据，需在观测周期（一般为数月至数年）结束并对潜标实施回收后方能获取观测数据，信息时效性较差。随着我国海洋强国及一带一路战略的实施，在海洋科学研究、经济建设及国防安全等领域对实时海洋环境感知能力提出了迫切需求，如何实现水下观测数据实时传输成为亟待解决的问题。
1 研究现状
2 水下实时观测系统方案
2.1 基于水下绞车的水下实时观测系统
2.1.1 工作原理
2.1.2 系统组成
2.2 基于自升降通信浮标的水下实时观测系统
2.2.1 工作原理
2.2.2 系统组成
2.3 基于水下滑翔机的水下实时观测系统
2.4 基于波浪滑翔器的水下实时观测系统
3 水下数据实时传输关键技术
3.1 水下绞车技术
3.1.1 水下动密封技术
3.1.2 水下绞车自动排缆技术
3.1.3 基于水下绞车的通信浮标控制技术
3.2 自升降通信浮标技术
3.3 基于机动平台的水下观测数据实时传输技术
3.3.1 水下滑翔机数据中继技术
3.3.2 波浪滑翔器数据中继技术
4 水下观测数据实时传输功能验证试验
结束语
目前几种水下实时观测系统各有其优势，但也存在一定的缺陷。定时卫星通信潜标可架装的通信浮子数量有限，通信频率较低。浮子式卫星通信潜标的通信浮子长期位于海面，通信窗口长，但欠缺隐蔽性，易遭破坏。波浪滑翔器也存在类似问题。基于水下绞车的卫星通信潜标结构复杂，长期工作可靠性有待提高。自升降通信浮标对浮力调节及偏降控制要求较高，偏移角度对水声通信质量影响较大。水下滑翔机机动性强，但成本较高。这些缺陷使得上述几类水下实时观测系统在实现观测数据的长期稳定实时传输方面均存在一定的不足，需要根据观测需求及作业环境等选择适宜的水下数据实时传输方式。水下实时观测系统的应用将改变潜标数据获取模式，提高水下观测数据时效性，对海洋环境监测、预报及国防安全保障等具有重要意义。
原文刊登于《数字海洋与水下攻防》2021年第2期
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