随着智慧海洋工程的逐步推进,现有基于海事卫星的远海监测网络在带宽、时延上已经不能满足海洋监测的需求,这对海洋监测传感网络(Marine Monitoring Sensor Network,MMSN)提出了更高更快的要求。HAP是一种易部署、可循环利用、费用低廉、覆盖广泛的近地通信平台。使用HAP代替卫星作为远海监测网络的通信中继可以为传感监测网提供可观的带宽、较低的时延以及稳定的信号传输。距地面21km的高度也可以降低网络能耗提高网络寿命。虽然HAP概念提出的较早,但针对具体环境约束的部署研究还很少。本文针对基于HAP的海洋传感监测网络,研究其部署和优化问题,该问题对于部署建设陆海空一体化的海洋传感监测网络具有较高的现实意义和理论价值。首先,本文提出了一种基于HAP的海洋监测传感网络(HAP-based Marine Monitoring Sensor Network,HMMSN)构架。该构架通过HAP构建远程传输网络,实现监测信息实时高效的跨区域传输,克服了卫星传输延迟高、带宽紧张的不足,实现了对远海多区域的大面积覆盖。其次,针对HMMSN网络中传感节点能量受限、部署环境复杂恶劣的特点,本文提出了一种以最大化网络寿命为首要目标、最小化网络能耗为次要目标的多目标线性优化问题。并对该问题进行了数学抽象和建模,综合考虑了网络的覆盖、连通性和可靠性,以数据传输为核心建立了多目标线性规划数学模型。本文利用Gurobi优化器对不同规模的网络部署问题进行优化求解,验证数学模型的正确性。最后,针对Gurobi大规模场景下求解效率较低,提出了一种基于蚁群算法的改进启发式算法。该算法不仅能提供次优解的部署方案,而且能够在短时间内快速求解。本文将启发式算法用于大规模场景的求解,并与Gurobi的求解方案进行对比。结果显示,基于蚁群算法的改进启发式算法具有良好的求解能力以及较高的求解效率。