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我国在国际舞台上的地位节节攀升,在经济与政治共同提升的同时,势必会引来“霸权国家”的挑衅。海洋如此广袤却仍有广阔的未被开辟空间,必然会成为大国间的征战场地,保卫我国安全的首要任务是探测敌军舰队,预防被袭。因此,海洋水声微弱信号的检测及其数据传输与通信是一项重要的课题。针对海洋水声微弱信号的检测问题,本文选取对微弱信号有较高的敏感度以及对噪声有强免疫性的混沌系统进行研究;针对检测数据传输与通信问题,本文选取北斗通信途径进行研究。本文主要研究内容如下:首先,本文以传统Duffing系统为研究对象,对其进行混沌特性分析、动力学特性分析,找出Duffing系统由混沌态变为大周期态的临界阈值点,对Duffing系统进行仿真,分析其微弱信号检测、低信噪比等特性,进行了Multisim电路仿真,证实了Duffing系统的弱信号检测能力,其信噪比低至-80d B,但发现Duffing系统用于微弱信号检测的窄域检测和周期态不收敛等问题,这些问题限制了Duffing系统在实际工程中的应用。其次,针对传统Duffing系统窄域检测和周期态不收敛等问题,本文提出了两种改进方案。第一种是利用非共振参数扰动法对非Duffing系统(Liu系统)进行模型改进,依据平均值法对系统进行快慢系统变换,找出临界阈值点。对改进系统进行仿真,分析其微弱信号检测能力、信噪比下限,实际仿真可得改进系统可用于微弱信号检测,信噪比下限为-44.77d B。但此方法检测不稳定、电路设计复杂。第二种方案是利用周期信号扰动法对Liu系统进行模型改进,得到类Liu系统,分析类Liu系统的混沌特性、动力学特性,而后对类Liu系统进行Matlab仿真,分析其微弱信号检测、低信噪比等特性,并进行了Multisim电路仿真。实验结果证明类Liu系统可以解决传统Duffing系统窄域检测和周期态不收敛问题,并且信噪比可低至-70d B。最后,针对海洋环境无网络信号覆盖的问题,本文提出利用北斗短报文通信系统进行数据传输,对北斗短报文通信原理及通信协议进行了详细分析,最后利用实际设备进行北斗短报文调试,最终实现了基于北斗短报文的微弱信号检测数据的传输与通信。