传导电流场可广泛应用于水下及地下通信、遥测、遥控、定位及监测等领域,在特殊场合下,具有其他传统通信方式无法比拟的优点。因此,对传导电流场传播及应用技术的研究具有很重要的科学价值和现实意义。本文研究了传导电流场的传播特性以及拖网平衡传感器和水平仪的工作原理,在此基础上设计并制作了硬件电路。最终,实现了水下网形变化的测量监控及物体倾斜角度和偏转方向的测量并取得了良好的效果。本文的主要研究内容和工作如下:(1)建立了导电媒质中传导电流场的传播数学模型,分析了传导电流场的传播特性,研究了导电媒质参数及频率等因素对通信系统通信距离的影响,为通信系统的设计提供理论支撑。(2)提出了拖网平衡传感器系统的四电极收发系统数学模型,研究了拖网平衡传感器系统的设计原理及电极尺寸和电极间距等因素对系统的影响,并在理论分析的基础上,设计了一套拖网平衡传感器系统。(3)提出了四发射电极和八发射电极的水平仪数学模型,分析了不同发射电极对水平仪偏转方向和倾斜角度的影响。最终,设计并实现了水平仪系统。(4)根据以上理论,设计了硬件电路,并实现了预期的功能。数字系统硬件以FPGA和DSP为核心,FPGA主要用作设计程序接口,如完成对AD和DA的控制,以及对接收数据进行预处理,通过EMIF接口与DSP进行数据交换。DSP主要进行算法计算,并对FPGA传送的数据进行处理。(5)测量系统设计了专用的上位机显示软件,分析计算得到的水下网型信息和物体倾斜角度等信息,主要通过串口上传到上位机。上位机显示软件使用VC和Labview编写,能够图形化实时显示测量信息,比较直观方便。