基于水声通信的水下机器人协作技术研究

以水下机器人的控制与协调应用为背景,提出一种基于水声通信的水下机器人协作控制方法。本文首先对水声通信进行介绍,包括水声信道特点及调制方法,然后介绍水下机器人的协作方法,并给出水下机器人的整体设计,通信模块采用了水声通信中的OFDM技术,实验结果表明,该通信方法具有较低的误码率及较高的通信速率。     

AUV中SINS/DVL组合导航技术研究

针对水下自主潜器的特点，重点介绍一种采用捷联惯导系统与多普勒计程仪的组合导航技术。通过引入多普勒计程仪提供的绝对速度，提出了输出校正与反馈校正相结合的混合校正集中卡尔曼滤波方案，仿真结果证明该方案可有效提高系统导航精度。     

美国军用UUV现状及发展趋势分析

美国军用UUV处于世界领先水平,跟踪和了解其现状和发展趋势具有非常重要的意义。概述了美国若干个军用UUV发展规划主要内容,描述了几个典型军用UUV的主要使命任务和战术技术性能,详细分析了UUV载体结构、控制系统、导航系统、能源系统、推进系统和任务模块等主要系统功能、组成和性能指标。分析了美国军用UUV的发展特点和趋势及其正在大力发展的UUV的自主控制技术、组合导航技术、目标识别技术、新型电池技术、水声通信技术和新材料技术等。     

自主式水下滑翔机关键技术专利扩展分析

为解决目前自主式水下滑翔机的导航技术、水声通信以及组网技术3个分支专利数量较少,存在一定的技术瓶颈和技术壁垒的问题,本文基于自主式水下滑翔机的功能、效果、适用等技术需求,将其研究范围扩展至水下航行器领域,通过对扩展领域中导航技术、水声通信技术以及组网技术的专利申请进行多角度分析,得到了3个分支在扩展领域的专利申请趋势、主要技术来源地、活跃度以及国内主要申请人等结论,以对自主式水下滑翔机的研究进行技术支撑。     

自主式水下滑翔机关键技术专利扩展分析

为解决目前自主式水下滑翔机的导航技术、水声通信以及组网技术3个分支专利数量较少,存在一定的技术瓶颈和技术壁垒的问题,本文基于自主式水下滑翔机的功能、效果、适用等技术需求,将其研究范围扩展至水下航行器领域,通过对扩展领域中导航技术、水声通信技术以及组网技术的专利申请进行多角度分析,得到了3个分支在扩展领域的专利申请趋势、主要技术来源地、活跃度以及国内主要申请人等结论,以对自主式水下滑翔机的研究进行技术支撑。     

水声通信技术在航海中的应用

概述了水声通信及海洋声学技术在航海中的应用,着重介绍了探测声呐、导航声呐、定位声呐、水声通信系统和激光通信等技术,并指出其发展方向。     

水下潜器运动控制与仿真研究

水下潜器是一种非常重要的海洋开发装置,具有强耦合、非线性等特点。主要讨论水下无人潜器的自主定深和定位控制技术。文中根据潜器的6自由度运动方程,在充分考虑了水动力因素的基础上,使用Quasi-Lagrange方程建立潜器的数学模型,并将其分解为一系列相互关联的子系统。采用滑模控制方法用于潜器的定深控制,并对其他方向运动进行定位控制。滑模因控制算法简单、鲁棒性好、可靠性高,并且不需要系统整体模型,被广泛应用于运动控制和非线性系统的控制中。通过计算机仿真,验证了该控制算法对水下潜器的运动控制效果良好、准确。     

遥控潜器的现状与未来

介绍遥控深潜器(ROV)的概况，尤其是它们在3 048m以下深海中的使用情况。虽然是针对系缆式自由航行的潜器，但是为完整起见，也讨论了拖曳潜器和自主潜器(AUV)。为了准确地论述这些深海潜器系统的技术发展水平，还将讨论它们在不足3 048m深度的性能。另外，对它们在新千年初期的用途进行了计划和设想。     

一种百平方千米级水下通信定位导航系统

在水声通信及水下定位技术基础上,提出一种支持水下通信、定位与导航的一体化组网系统。系统基于水声换能器通导一体化及主/被动水下兼容定位等水下通信导航关键技术,可面向深海百平方千米级海域,可为从事深远海探测开发活动的水下多平台提供安全、高效的全天候全水域高精度定位与导航信息,为水下探测、水下平台布放回收以及精确对接引导等提供服务,满足信息的远程共享、指令的实时传输以及协同作业的组网通信。     

方兴未艾的水下通信技术

概述了当前水下通信技术的发展变化及在航海中的具体应用,着重介绍了探测声纳、导航声纳、定位声纳、水声通信、激光通信等技术。     

AUV自救系统可靠性研究与实现

介绍自治水下机器人自救系统的研制与实现,选用低功耗单片机MSP430为核心控制芯片,以水声通信自救为基本自救方式;通过合理设定自主自救深度值在关键时刻实行深度自救;通过日历芯片PCF8563设置自主自救时间,时间延后于作业时间,当机器人遇到意外时能及时自救.整套系统参加过两次海试,效果良好.     

水下机器人作业目标控制和目标识别

自主式水下机器人（ＡＵＶ）具有自主导航、自主避碰和自主作业能力，自主作业是水下机器人实现智能化的关键技术。本文着重叙述ＡＵＶ对特定作业－“水下目标探测与识别”的作业控制和实现过程，叙述水下三维目标的识别机理和识别算法以及为正确识别目标提供最佳条件的预处理、硬件系统和实时处理功能。最后给出试验结果，说明作业目标控制过程和识别算法具有实时性、高效率和可靠性。     

利用数字选择性呼叫技术的船舶跟踪系统

该文指出了当前的船舶跟踪技术在通用性方面存在的问题，论述了开发船载数字选择性呼叫终端本身具有的通信以及导航数据接口功能，研制通用型船舶跟踪系统的可行性和优越性；着重阐述了利用数字选择性呼叫技术的船舶跟踪系统的组成结构及其工作原理、技术指标；并讨论了该系统的应用前景。     

水声混沌扩频RAKE接收机的Simulink仿真

水声通信系统中,多径效应对通信质量影响异常严重。采用RAKE接收技术能够有效地对多径信号进行收集利用,增强信号能量,提高输入端信噪比,从而改善通信质量。论文首先分析了RAKE接收机的工作原理,然后在Simulink平台搭建以RAKE接收技术为核心的混沌扩频通信系统模型,并对RAKE接收机的性能进行仿真分析。仿真结果表明,水声通信中采用RAKE接收技术能够有效提高系统可靠性和抗干扰能力,降低误码率。     

基于双扩展信道时空的水声通信算法

在现代海洋探测业务中,基于水声通信的应用领域越来越广泛,如水下目标检测跟踪系统、海底声呐系统等。同时,水声通信系统信号传输的频带范围较窄,如何在有限的频带范围最大限度的提高通信容量是水声通信的主要研究方向之一,而时空阵列技术能够在同一信道内进行多路信号的传输,在扩展通信系统容量方面具有天然优势。本文在研究时空阵列通信及水声通信系统的基础上,提出一种基于双扩展信道时空的水声通信算法,最后给出系统仿真。     

引发海战革命的无人潜器

无人潜器是一种正在发展之中的新技术，它包括两种类型——遥控潜器和自主潜器。以英、美两国的发展情况为背景，介绍了这两种无人潜器的应用情况以及未来的发展，并认为无人潜器将使未来海战产生根本性变革。     

直接序列扩频水声通信技术研究

水声通信技术随着当代通信技术与计算机技术的发展逐渐在通信领域中占据重要地位。由于水声通信与无线电通信的极大不同,所以在研究的问题和难度上都存在着很大的差异。多径干扰是水声通信信道与无线电通信环境中共同存在的干扰影响。为解决多径干扰问题,首先对扩展频谱通信技术进行介绍,并重点对直接序列扩展频谱通信技术的组成和功能进行研究,通过系统仿真,分析直接序列扩展频谱通信的特点,验证直接序列扩展频谱水声通信系统抗多径干扰的性能。     

水声信道自适应均衡算法及误码率分析研究

水声通信系统一直是船舶航行通信领域的研究重点,随着信息化技术的快速发展,船舶通信系统也变得越来越复杂,航道探测和声呐通信等技术的使用也越发频繁,但是随着数据量的快速增长,水声通信由于其复杂的技术瓶颈,目前正面临诸多困难。在水声通信中,信道自适应均衡技术的出现,在一定程度上解决了上述难题,本文着重分析水声信道的传输特点,对LMS自适应均衡算法的核心部分进行建模,并通过分析建模数据对该种算法的误码率进行分析研究,对此算法提出进一步的改进措施。     

直接序列扩频水声通信技术研究

水声通信技术随着当代通信技术与计算机技术的发展逐渐在通信领域中占据重要地位。由于水声通信与无线电通信的极大不同,所以在研究的问题和难度上都存在着很大的差异。多径干扰是水声通信信道与无线电通信环境中共同存在的干扰影响。为解决多径干扰问题,首先对扩展频谱通信技术进行介绍,并重点对直接序列扩展频谱通信技术的组成和功能进行研究,通过系统仿真,分析直接序列扩展频谱通信的特点,验证直接序列扩展频谱水声通信系统抗多径干扰的性能。     

采用海水磁流体推进的水下运载器

应用洛伦兹力作用于周围海水的水下运载器推进器具有四种不同的方案：交流和直流,外部磁场力方式和内部槽道型方式。鉴于空间限制和速度和速度方面的考虑,目前的分析集中在内部推进器方案上。讨论了磁流全泵喷推进器的理论。介绍了基于“双重控制容积”分析的磁流体推进器,以及潜器航速,效率和推力的计算。讨论了几种不同类型的水下运载器,包括鱼雷,遥控潜器,水下自主潜器及潜艇。分析结果表明,这种推进器的速度性能与海水导电率和磁场强度的平方成正比增长;同时表明带有较长磁流体槽道的较大系统的运载器能量效率更高。目前,应用螺旋浆推进器系统的潜艇已经获得20－42kn的航速。基于解析的参数研究,利用稍作修改的压水堆作为动力源的磁流体推进器,可在此范围内获得运载器的速度。如果同时采用液态金融增殖反应器,可达到更大的水下航速。磁流体推进器还能减少水动力阻力,减少维护量降低可检测性。