自主水下航行器（AUV）是海洋觀測與探測的重要技術(shù)裝備。當前AUV水下導(dǎo)航技術(shù)面臨實時性差、信息源少、干擾多等瓶頸問題,成為世界發(fā)達國家海洋科學(xué)技術(shù)的前沿研究領(lǐng)域。對AUV前沿導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進行了系統(tǒng)總結(jié),重點分析了水下導(dǎo)航的研究熱點并提出主流導(dǎo)航系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,從無輔助的單一慣性導(dǎo)航、組合導(dǎo)航及協(xié)同導(dǎo)航3個維度總結(jié)各自導(dǎo)航方式的技術(shù)特點,并分析了AUV導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展趨勢。 

【文章來源】：導(dǎo)航定位學(xué)報. 2020,8(02)CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

PHINS外觀圖

重力導(dǎo)航（gravity navigation）是1種高隱蔽性、無源、完全自主的導(dǎo)航方式。重力儀作為重力導(dǎo)航關(guān)鍵支撐設(shè)備，能利用重力敏感器僅敏感當?shù)卮咕�方向的慣性力信息，經(jīng)過重力信號解析后得到當?shù)刂亓Ξ惓Ｐ畔�，水平方向則由系統(tǒng)穩(wěn)定平臺提供。地磁、重力導(dǎo)航通常作為輔助INS組合導(dǎo)航使用。圖5所示的是高精度海洋儀。2016年，中船重工707所在國家973計劃支持下，完成了永興島附近海域2個典型重力場區(qū)域慣性/重力匹配組合導(dǎo)航技術(shù)實船原理性驗證試驗，并結(jié)合隨船試驗的1套美國L&R SII海洋重力儀對自研重力儀測量精度進行了評估。其動態(tài)精度為1×10-5 m/s2；月漂移≤3×10-5 m/s2；分辨率≤1×10-6 m/s2；測量量程：±0.1 m/s2，精度已達到美國L&R SII海洋重力儀測量精度。文獻[21]對重力導(dǎo)航和地磁導(dǎo)航進行了對比實驗，并指出在一些重力或者磁力變化不足的地區(qū)將這2種方法結(jié)合起來具有更好的導(dǎo)航性能。文獻[22]提出1種存在地磁異常的新策略，讓AUV在沒有地磁圖的情況下到達目的地，仿真結(jié)果證明能有效地克服地磁異常的干擾。隨著地磁矢量傳感器技術(shù)和地磁適量探測技術(shù)的發(fā)展，建立起高精度的地磁矢量數(shù)據(jù)庫將是今后1個重要的技術(shù)發(fā)展方向。

2006年，美國自主海洋采樣網(wǎng)絡(luò)（autonomous ocean sampling network,AOSN）項目在蒙特利海灣附近海域進行多AUV之間的水聲通訊及協(xié)同定位問題。2009年，歐盟（coordination and control of cooperating unmanned systems,GREX）項目[23]完成多AUV協(xié)作下的海洋環(huán)境測繪任務(wù)。圖7、圖8分別表示并行式協(xié)同導(dǎo)航系統(tǒng)示意圖和美國麻省理工學(xué)院的CADRE主從式協(xié)同導(dǎo)航系統(tǒng)（cooperative autonomy for distributed reconnaissance and exploration system）。圖7 CADRE主從式協(xié)同導(dǎo)航系統(tǒng)示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]水下地形匹配輔助導(dǎo)航技術(shù)研究[J]. 鄒煒,孫玉臣.  艦船電子工程. 2017(08)
[2]基于SINS/LBL緊組合的AUV水下導(dǎo)航定位技術(shù)[J]. 張濤,石宏飛,徐曉蘇.  中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2015(04)



本文編號：3332637