AUV导航技术概述

AUV具有良好的隐蔽性、自主性和水下适应性,在探索海洋方面的作用日益凸显。高精度的定位导航是AUV执行任务和安全返回的重要保障,随着水下作业的多样化和工作条件复杂化,AUV的导航性能被提出了更高要求。从当前典型AUV的导航配置入手,阐述适用于水下环境的惯性导航、声学导航、地球物理场导航等重点方法,并分析几种典型组合导航方式和协同导航模式的应用,总结了所涉及的关键技术及未来发展趋势,为今后更进一步的研究打下基础。     

AUV导航-规划-控制技术研究

AUV导航、规划和控制技术是实现其自主航行和作业的核心内容和关键环节。本文从硬件组成、算法对比角度归纳分析AUV导航技术的发展,从传统算法、智能算法角度归纳分析AUV避障规划技术的发展,从控制算法、控制分配策略角度归纳分析AUV控制技术的发展。最后,对AUV自主航行技术的未来发展趋势和挑战进行了展望。     

AUV作业系统信息仿真建构及软件实现

提出了在VxWorks系统下使用客户机假务器(Client／server)结构、计算机以太网和数据库等技术建构一个简易AUV信息仿真系统的方法，并对其中的数据融合模块进行了编程实现；利用本仿真系统对AUV作业系统进行了联调。     

基于小型圆阵的AUV方向定位算法的研究

水下小型无人系统AUV在海洋探测中起着重要，实现其精准定位与打捞有利于促进海洋经济的发展。传统的具有较高定位精度的装置如长基线等不方便装载与布置，定位效率不高。本文提出一种基于小型圆阵的AUV方向定位算法，被定位的AUV搭载声源，装载在船上的定位系统，采用半径为0.125m的水听器圆阵列，阵元个数为4，水听器阵列接收的信号通过多通道前端处理电路被采集，对每个阵元接收到的信号利用希尔伯特变换相位检测方法检测出各信号的相位恢复无幅度和相位失真的信号，然后使用具有超指向性的反卷积波束形成算法实现AUV方向的准确估计。水池实验表明，小型圆阵系统的相位反卷积波束形成定位算法精度高，定位平均误差为0.233°，主瓣宽度窄，波束平均宽度3.97°。便于装载，相比MUSIC算法具有更好的定位效果。     

多无人水下航行器协同导航与定位研究

提出一种基于移动长基线的多无人水下航行器协同导航与定位方法.多无人水下航行器协同导航与定位方法对于解决大水深和远航程问题至关重要,在移动长基线算法中,主UUV装备高精度导航设备作为移动长基线节点,而从UUv装备低精度导航设备,两者之间通过水声装置米相互定位,利用传统几何关系解算从UUV,位置的算法将产生很大误差.基于扩展卡尔曼滤波的移动长基线算法能有效融合内部和外部传感器信息,提高导航精度.仿真试验对此进行了验证.     

协同导航定位系统中无人艇导航数据的误差分析

本文以北斗导航系统为例,通过论述协同导航定位系统在航运中的应用,以无人艇为研究对象进行SLAM导航设计,探讨北斗导航系统在其导航数据中的误差情况,旨在初步了解如何更好地提升我国协同导航定位系统的定位功能及效率,并减少导航定位方法中的误差出现几率。     

基于卡尔曼滤波的舰船综合导航信息处理

数据处理是舰船综合导航系统的核心任务,此文具体介绍了舰船综合导航卡尔曼滤波的模型建立和滤波实现,提出了基于卡尔曼滤波思想的舰船综合导航信息融合处理方法,并利用Matlab软件进行了仿真和结果分析。     

国外天文导航技术发展综述

叙述了国外天文导航技术的发展现状及其趋势,包括基于“高度差法”的两星定位技术、基于星图识别的多星矢量定位技术、自主光学水平基准技术、天文射电定位技术等,并概述了天文导航技术未来的研究方向.     

航标工程的勘察设计

结合工程实践介绍航标工程中勘察与设计的重要性,以及各设计阶段的工作重点,针对航标工程的性质与特点提出工程勘察设计在资料应用、技术处理、协调配合等方面存在的问题及建议.     

多AUV队形控制的新方法

基于机器人队形控制中的领航者-跟随者方法(Leader-Follower Method)和基于行为方法(Behaviorbased Method),提出了一种用于多自治水下机器人(AUV)队形控制的新方法.该方法以领航者来确定整个AUV编队的前进状态,跟随者时刻跟随领航者以保持一定的队形形状.同时,领航者和跟随者都被赋予一定的行为特性以实现奔向目标、队形维持、队形转换及障碍避碰等功能.考虑到领航者在行进过程中有可能会发生意外而导致任务失败,本方法设定一特殊的跟随者令其作为候选领航者时刻跟随领航者以防万一.分别采用模糊规划器和Line of Sight(LOS)技术来实现AUV编队的障碍避碰和导航.     

澜沧江-湄公河国际航运环境影响调查分析

采用SPSS统计方法,通过对澜沧江—湄公河沿岸四国居民、船员的问卷调查分析及不同时期、地点的相关环境监测数据对比分析得出:开展澜沧江国际航运十年来对沿江自然环境影响不大,但对社会环境影响较大,沿岸四国各利益群体间对进一步加快航运发展意见不一。对此提出了相应的对策措施建议。     

中国航海博物馆:展现航海历史 弘扬航海文明

<正>作为我国首个经国务院批准设立的国家级航海博物馆,中国航海博物馆于7月5日正式开馆。而备受海事系统瞩目的我国目前唯一的国家级海事博物馆——中国海事博物馆经过了近3年的筹建准备,终于揭开了神秘面     

模型参数不确定条件下的自主水下航行器（AUV）自适应编队控制研究

研究了自主水下航行器的编队控制问题,基于编队参考中心思想为每个AUV构造了期望参考轨迹。将每个AUV的系统误差分为自身跟踪误差和与邻居AUV的协同误差两部分,在此基础上,针对AUV模型参数不确定性,提出一种自适应分布式控制律,使得每个AUV沿着自身期望轨迹运动,并与相邻AUV保持同步,从而与编队参考中心保持期望的距离,达到编队控制的目的。文章基于Lyapunov稳定性原理从理论上证明了闭环系统的稳定性,仿真结果表明所提出的算法是有效的。     

自主水下航行器发展概述

自主水下航行器（AUVs）因其应用于海洋勘探而逐渐成为一个有趣的研究对象。波浪滑翔机是一种行驶于波浪表面的无人滑行器（SUV）,它借助海洋能来推动自己,这对于典型的AUVs所采用的电机供能以及昂贵的锚链系统浮标供
　　能来说,是一种技术上的重大跨越。该文讨论了最有效率的AUVs类型。第一部分为每一种类型的发展历程,第二部分为它们各自的技术特点。此外,波浪滑翔机作为应用于海洋部门的一种新型水下机器人,文中简要地给出它的过去,现在以及未来的发展概述。研究波浪滑翔机的意义在于证明它的效率以及实用性,进而取代诸多的AUVs来实现各种实际应用。而研究结果也表明波浪滑翔机确实可以应用于众多领域。对于海洋检测而言,相比于其他AUVs,波浪滑翔机提供了更廉价,更经济,更环保的作业模式,同时也不需要缆绳、船舶等海上作业服务。     

18m疏航艇

18m疏航艇是为浙江省湖州市港航管理局设计的1艘公务船,专用于杭嘉湖内河主干线航道疏航、抢险等工作。规范依据为《钢质内河船舶入级与建造规范》(2002)和《内河船舶法定检验技术规则》(1999),航区为B级。     

基于CFD不同AUV艇体的阻力性能分析

自主水下航行器（AUV）作为探索海洋、开发资源和军事作战等水下应用的重要手段,其速度和续航力是评价其性能优劣的重要方面。AUV在水下航行时的阻力主要取决于其几何形状和尺寸以及其表面的光滑程度,因此 ,研究AUV的几何形状和外观尺寸便显得尤为重要。对AUTOSUB,HUGIN,REMUS,BLUEFIN1和BLUEFIN2这5种艇型建立几何模型并进行阻力性能分析。通过采用计算流体动力学（CFD）方法进行数值模拟,并将所得结果与理论结果进行对比分析,以验证CFD模拟的可靠性及模拟的最优模式。通过对比不同直径、不同舵的展弦比、带舵和无舵、有整流罩以及相似径长比的不同艇型来比较AUV的阻力性能,最终得到艇型的阻力性能特点以及最佳艇型。研究表明：在5种艇型中,AUTOSUB型最优,其次是HUGIN型、REMUS型和BLUEFIN1型,最后是BLUEFIN2型,其中AUTOSUB型和HUGIN型适合中、高速航行,REMUS型和BLUEFIN型适合低速航行。     

双同步水下合作目标跟踪定位方法

针对水下频带资源日益紧缺的问题,设计一种双同步合作声信号,采用不同目标发射同频异步周期合作声信号的方式,依据球面交汇解算时,4个浮标时延值都准确且相匹配才能解算出目标准确位置的原则。通过目标时延周期匹配、目标时延组合解算及球面方程组回代等手段,实现用同频合作声信号对水下双目标进行跟踪定位,并通过仿真验证方法的有效性。