水下无人搜探系统装备使用模式分析

本文从搭载平台、使用水下无人航行器数量、水下无人航行器与母船相对距离、水下无人航行器搜索和探测目标的行动方式、使用人员对水下无人航行器干预程度等几个方面,并结合任务类型和性质,分析提出水下无人搜探系统装备使用模式。     

基于UUV的水下目标非声探测技术研究综述

无人水下航行器(UUV)是一种无人驾驶,通过遥控或自动控制在水下航行的航行体,具有自主性、低风险性、隐蔽性、可部署性和环境适应性的特点,具有重要的军事价值。UUV以潜艇或水面舰为支援平台能够长时间在水下自主远程航行,并且可作为多种传感器的搭载平台,可应用于探扫雷、海洋监视侦察、潜艇探测、水下障碍物搜索定位以及通信导航等多个领域。随着以水下电场传感器、磁场传感器为代表的非声探测传感器技术和信息处理技术的发展,利用UUV平台搭载电磁传感器对水下目标进行探测、定位和识别已经受到国内外高度重视,具有广泛的应用前景。本文将首先对国内外典型UUV进行介绍,在此基础上阐述UUV水下电磁探测的基本原理,介绍UUV水下电磁探测的国内外发展趋势,最后对UUV水下电磁探测应用前景进行展望和分析。     

翻江倒海的水下“特工”水下无人航行器

近年来,无人航行器已经成为日益重要的作战工具。在最近的巴尔干和阿富汗战争中,无人飞机已受到公众的广泛关注。但是,无人航行器在海上所起的作用也同样重要。水下无人航行器能改变未来水下战争的模式。最近十年来,潜艇在水下战争中的任务已经改变。冷战时期深海作战的任务在很大程度上已不复存在,取而代之的是潜艇在沿岸海域作战以支援联合远征军事行动,潜艇的活动范围是更、有效的“准备作战区域”。与此同时,当前的政治环境要求把高价值作战平台及其乘员的危险减到最小程度。这些因素推动了作为潜艇秘密“作战助手”的水下无人航行器的开发。利用水下无人航行器,潜艇能在有障碍且有潜在危险的沿岸海域支援远征部队。美国海军已配备了第一代潜射水下无人航行器,用于执行水雷秘密侦察任务,2005年左右将引入下一代系统。美国海军水下作战中心认为,水下无人航行器为未来海战(特别是网络中心战)展示了巨大的希望。在网络化战斗群中,潜艇能够发射和回收水下无人航行器,极大地扩大艇载传感器和武器的覆盖区。这些秘密的航行器可以在水下或水面活动,收集情报、绘制作战区域地图、识别和跟踪感兴趣的目标并最终发射武器。美国海军海上系统司令部已公布了“海军水下无人航行器总计划”,确定了海军水下无人航行     

波浪滑翔器研究和应用的现状及发展前景

波浪滑翔器作为一种新型海洋观测平台,它不仅能够像自主式无人无缆水下机器人一样依划定航线进行机动观测,还具有类似传统水面定点浮标进行海平面上气象要素观测和水下滑翔器进行无动力大范围探测等功能,同时兼具自主航行控制、远距离遥感控制、实时数据传输及使用方式灵活等特点。与传统观测设备相比,波浪滑翔器不仅能搭载灵活强大的传感器,还有着长时间续航的优势。随着更为灵活强大的传感器和更为先进的水声通信设备的搭载,波浪滑翔器智能应用水平的提升及与其他无人装备协同控制、协同作业等一系列新技术问题将逐渐得以解决,波浪滑翔器研究及开发应用的前景日益广阔,将在科研、军事、商业、民用等领域发挥重要作用。     

无人潜航器装备技术发展及作战运用研究

提出无人潜航器基本作战概念,总结各军事强国发展现状,列举了推进动力、水下通信、水下导航、水下探测、布放回收、指挥控制等6大关键技术,并据此构想了情报侦察监视、反水雷/布雷作战、反潜作战、水下伏击作战、辅助有人平台作战等5种典型作战运用样式。最后展望了无人潜航器的未来发展趋势,对无人作战装备发展及战法研究提供借鉴参考。     

联网状态下水下无人潜航器的路径控制方法

传统的水下无人潜航器路径控制方法,在联网状态下,一直存在控制精度低、误差大,效率不好的问题,提出基于NURBS曲线拟合法的水下无人潜航器的路径控制方法。该方法采用传感器或者摄像机来侦测静态和动态障碍物,建立水下无人潜航器运动学模型,并获取其最小化rob路径长度的目标函数,分析潜航器所受约束情况。在此基础上,根据基本流体力学,确定潜航器所受阻力,引入滤波函数进行平滑处理,采用NURBS曲线拟合法,对水下无人潜航器路径进行控制。实验对比结果表明,采用改进的控制方法,在水下无人潜航器路径控制方面,其控制所需时间及精度均要优于传统的方法,具有一定的实用性。     

基于改进人工势场的避障路径规划策略研究

随着战争形势的无人化、多样化和跨域化发展,水下无人航行器作为各军事强国抢占水下作战域和海洋不对称作战优势的主要抓手,在未来战争中发挥着越来越重要的作用。由于海洋非结构化环境的复杂性,水下无人航行器在执行任务过程中,需能够在无人干预情况下进行系列操作和任务决策。本文针对水下无人航行器局部路径规划,提出基于速度矢量判断的改进人工势场法的避障航路规划策略,通过增加障碍物斥力场范围,强化目标点附近的引力场,优化障碍物斥力系数,并通过速度矢量判断旋转方向,使得水下无人航行器能够结合环境感知信息进行路径实时调整,最终能够达到安全快速避障。最后结合航行器流体动力与运动控制一体化仿真模型进行仿真分析,验证提出算法的有效性。     

美海军最新式水中自动武器

进入21世纪以来，AUV的研制成功标志着“水中”自动探测武器出现了突飞猛进的进步。AUV是“Autonomous Underwater Vehicles”的简称，即“水下无人航行器”。水下无人航行器共有两种类型，有线型和无线型。20世纪建造、现在仍在使用的自主式水下无人航行器几乎都带电线或光纤电缆，主要通过远距离有线控制，因此被称为“遥控水下航行器”(Remotely Operated Vehicles)。21世纪建造的最新式水下无人航行器系无线型，主要通过人工智能自行判断和行动，是自由航行的AUV。下面，简要介绍一下美海军最新式水中自动武器。     

征文启事

<正>为推动水下无人潜器研究领域科技进步,交流研讨水下无人潜器研究成果,促进水下无人潜器在我国的进一步发展,《舰船科学技术》编辑部拟于2014年第四季度召开"水下无人潜器发展及使用研讨会"。研讨会面向全国各有关研究、设计、使用的科研人员以及高等院校相关专业师生征集水下无人潜器(水下智能机器人、水下无人航行器)学术研究论文和设计、使用总结报告。征文范围:水下无人潜器的总体技术、仿真技术、水下目标探测与识别技术、智能控制技术、规划与决策技术、水下导     

无人水下航行器滑模变结构控制研究进展

运动控制是无人水下航行器发展的关键技术之一。滑模控制作为1种重要的无人水下航行器控制策略受到国内外学者的广泛关注,取得了丰富的研究成果。本文简要介绍了无人水下航行器运动控制的特点和滑模控制的基本原理,并着重对无人水下航行器滑模控制以及滑模控制和自适应控制、模糊控制的结合进行了论述。     

世界各国竟相发展水下航行器

水下航行器就是指能够在水下航行的器具。潜艇就是一种大型的水下航行器。水下航行器的种类很多,大体上可分为两大类,即载人航行器和无人航行器。水下航行器从控制角度来说,又可分为遥控水下航行器和线控水下航行器,即可分为无缆水下航行器和有缆水下航行器。水下航行器的应用范     

水下特种防御作战中港口防御探测系统的应用与设计

对水下特种防御作战的概念进行描述。重点分析港口水下防御的特点及难点,并对港口水下防御系统的战术应用进行研究,最后设计利用无人潜航器装备旁视声呐实现对港口水下防御探测。为发展符合水下特种防御作战要求的警戒装备,构建水下探测系统全面实现水下特种作战防御体系提供依据。     

水下无人航行器外挂吊舱水动力试验及操纵性分析

在循环水槽开展了某带吊舱水下无人航行器的水动力试验,绘制出了航行器阻力曲线,得到了与操纵性相关的主要水动力系数,在此基础上对水下无人航行器的运动稳定性进行了分析,并与不带吊舱情况下的水下无人航行器操纵性进行了比较。试验结果可为水下无人航行器推进系统设计及运动控制与仿真提供依据。     

水下无人搜探系统任务载荷使用模式分析

研究水下静止目标探测任务载荷的功能和性能,分析给出基于任务载荷的航行器态势感知自主水平。按照任务载荷是否同时使用、任务载荷探测距离、目标类型和属性、使用人员对航行器(含任务载荷)干预程度,以及人员干预程度和任务组合等几个方面,提出水下无人搜探系统任务载荷使用模式。     

水下无人搜探系统任务载荷使用模式分析

研究水下静止目标探测任务载荷的功能和性能，分析给出基于任务载荷的航行器态势感知自主水平。按照任务载荷是否同时使用、任务载荷探测距离、目标类型和属性、使用人员对航行器（含任务载荷）干预程度，以及人员干预程度和任务组合等几个方面，提出水下无人搜探系统任务载荷使用模式。     

UUV走航CTD探测的航迹规划及控制方法研究

介绍了一种航迹规划与控制方法,使得无人水下航行器(UUV)能够使用CTD测量仪完成水下探测任务。详细介绍了所研究的UUV硬件系统体系结构,同时完成UUV水平面和垂直面的航迹规划,使其在满足UUV设计要求及CTD测量特性约束条件下能够完成水下探测任务。为了实现UUV在三维空间里较好的跟踪所规划的航迹,应用自抗扰控制(ADRC)技术,分别设计了自抗扰航向控制器和纵倾控制器。所研究的航迹规划与控制方法在UUV半实物试验中得以验证。     

水下滑翔机研究现状及发展趋势

水下滑翔机作为无人水下航行器装备体系中的重要成员,是一种依靠调节浮力实现升沉、借助水动力实现水中滑翔的新型水下机器人,具有尺寸小、功耗低、航速慢、航程远、续航时间长、自主性高、制造和维护成本低等特点,能够满足长时续、大范围、三维连续海洋探测的需求.本文综述水下滑翔机的概念、分类与优缺点,较全面地梳理总结水下滑翔机的国内...     

UUV集群协同探测与数据融合技术研究

简述无人水下航行器(UUV)集群协同探测的原理和特点,介绍国外UUV集群协同探测技术的发展和应用现状。设计1种基于主从网络结构的UUV协同探测方案,分析3种编队队形的探测性能,讨论了探测、导航、通信一体化数据融合的方法。     

国外UUV系统在海洋调查中的应用

通过对国外用于海洋调查的水下无人航行器(UUV)的型号与外型参数、所装备的海洋环境测量设备以及功能应用的总结与分析,可看到国外水下无人航行器(UUV)在海洋调查领域的应用现状,并提出水下无人航行器的应用前景。     

水下动平台与无人航行器的对接路径生成方法

分析水下运动平台回收无人航行器对接过程所处的环境特点与运动姿态特征,建立水下动平台与无人航行器回收过程模型,将回收过程分为跟随段、调整段、对接段和回收段。根据调整对接的水下导引控制特性,提出无人航行器对接路径基准轨迹生成模型,建立无人航行器回收对接航路点生成方法,并采用三次插值对航路点进行平滑,形成了水下动平台与无人航行器的对接路径,通过案例仿真计算分析,表明提出方法的有效性。