无人水下航行器发展现状及若干关键技术探讨
本文简要介绍了水下无人航行器(UUV)的国内外研究现状,分析了UUV的功能、特点及使命,并结合外军装备重点探讨了UUV的两项关键技术——导航及水下探测技术.导航系统在UUV执行任务中起着举足轻重的作用，也是主要技术难点之一。UUV在执行水下任务时，导航系统需要提供航行所必需的位姿信息，包括艏向角、横摇角、纵倾角、位置、速度等，尤其在执行某些特殊的军事任务时，更要求其具有自主、隐蔽等特点。目前最常用的导航方法是航位推断算法和惯性导航系统（INS）。但INS也存在比较多的缺点，比如误差会随着时间积累、成本高、体积大等。因此在小型水下航行器上INS就受到了很大的限制。解决误差积累的办法主要是使用GPS导航辅助修正误差，但使用GPS导航需要上浮接收卫星信号且需使天线尽量干燥，由此使得UUV的整体隐蔽性降低。声信号可以在水下传播较远的距离，因此可以采用声学导航技术导引水下航行器的航行，但在复杂声学环境尤其是在浅海或极地中，会受到多途干扰的影响。水下探测技术是指通过声、光和电磁等手段，利用测扫声呐、激光探测仪、水下电视等仪器对水下目标进行探测观察及目标识别的技术。目前发展较为先进的主要是光电探测及声学探测。随着电子技术、激光技术和信号处理技术的发展，光电探测技术逐渐成为水下目标探测的新的研究热点。目前激光水下目标探测技术的研究方向主要集中在距离选通技术，如美国Arete公司的”魔灯”和Northtop Grumman公司的机载快速灭雷武器系统（RAMICS）；激光线扫描技术，如Raytheon公司的LS4096和Northtop Grumman公司的激光线扫描系统；条纹管成像技术，如美国的机载激光灭雷系统(ALMDS)。未来水下激光探测技术的发展主要集中在进一步提高激光器的发射功率、探测器的接受灵敏度、增强目标识别能力以及减小体积、重量和功耗等方面。
水下无人航行器 导航系统 水下探测
熊思齐 姚直象 杨新友 张朋坤
海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033
国内会议
武汉
中文
262-264
2015-06-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）