水下滑翔机与其他水下观测平台通过水声通讯技术构建海洋信息的声学观测网络,能够实现现场观测数据的实时采集与获取。但是,海洋的复杂环境及其边界形成了一个对声传播非常不利的条件,导致水声通信下的大数据量传输十分困难。本文基于水下滑翔机-潜标观测系统,以获取更多的水声通讯实时数据作为研究目标,从集成水声通讯系统对水下滑翔机运动参数的约束,水下观测平台的前端数据处理技术两方面展开研究,力求建立更加高效的水下通讯数据传输协议、实现更高的数据压缩比,同时保证较少的失真。首先,对水声通讯系统在水下滑翔机上的集成布局进行了设计,并根据水声通讯系统的工作性能和特点,以外置水声换能器的工作性能参数、任务总数据量、水声通讯速率作为约束条件,计算了水下滑翔机运动变量的取值范围。基于动量定理建立水下滑翔机动力学模型,仿真水下滑翔机在多种运动模式下的运动轨迹和姿态,分析了搭载水声通讯设备对水下滑翔机运动性能影响。通过分析纵垂面内的运动行为,确定了水声换能器集成约束条件下水下滑翔机控制参数。其次,为便于开展水下滑翔机前端数据处理研究,对水下滑翔机-潜标水下观测系统中的数据管理、前端数据处理、后端质量控制等环节进行了总体规划,提出了数据提取和数据压缩两种前端处理方法。重点是基于CTD数据的原始存储格式,对前端数据处理采用的水声通讯协议进行了重新设计,优化了协议的载荷空间,提高传输效率。再次,在数据提取中,通过优化数据类型,实现了数据压缩率50%,数据失真优于10-5数量级。在数据压缩中,优选出水声通讯的数据帧压缩的算术编码算法,此算法与水声通讯数据帧结构适配性更高且占用计算资源较少,实现了温度和电导率数据压缩率75%,温度的均方根误差0.0022℃,电导率均方根误差0.0013 S/m。算术编码对象的拼接方式将影响解码误差,通过对比筛选出了一种插值拼接方案,该方案误差值的离散程度更低且平均值减小了10倍。以国内外海洋水文要素观测与数据质量控制的精确度级别作为误差衡量标准,验证了前端处理的数据失真满足误差要求。2020年5月在南海对前端数据处理技术进行了海试验证。海试中,温度和电导率数据总体压缩率达到了37.5%,数据误差与预期仿真结果一致,水声通讯协议的CTD数据增加到12组,验证了本文开发的前端数据处理技术的有效性,为海洋信息的声学观测网络的构建提供技术支撑。