无人艇装备技术发展与作战运用探析

无人艇具有的巨大军事应用价值受到各国广泛关注。当前,关键技术的持续突破,试验验证的快速发展,作战概念的创新完善,正在全方位推动无人艇军事化运用的进程。本文聚焦无人艇技术发展与作战运用,分析其军事运用前景与典型作战概念,剖析关键技术发展现状与未来重点方向,并结合各国顶层发展战略规划,研判未来的发展趋势。     

美反潜无人艇作战使用分析

美国军用UUV处于世界领先水平,ACTUV是UUV的一种。ACTUV是一种具有特色的水下作战力量。介绍了ACTUV的基本性能与特点,对其作战使用进行了分析。     

国外无人艇技术发展及电磁作战应用研究

对国外无人艇技术发展进行了归纳分析,重点关注无人艇电子战系统技术应用研究。在此基础上,结合信息化战争条件下的海上联合电磁频谱作战需求和无人艇平台应用特点,对未来发展进行了分析和提出建议。     

舰载无人艇作战运用模式及关键技术

随着舰载无人艇技术的逐步成熟,研究其在现代海上作战中的运用,是完善未来海上作战理论的重要依据。本文分析舰载无人艇实现抵近侦察、满足饱和攻击和降低有生力量伤亡的作战需求,从海上作战攻和防两个角度出发,研究舰载无人艇集群攻击式、分布攻防式和弹性防御式3种作战运用模式。同时,为适应未来海上高强度作战节奏,提出舰载无人艇艇型设计、自主规划与控制和布放与回收等关键技术,为舰载无人艇装备的发展提供重要技术支撑。     

现代水面无人艇技术

简要阐述水面无人艇的特点,并着重分析国内外无人艇的技术现状及发展趋势,为进一步开展水面无人艇技术的研究指出若干方向,为技术人员开展相关研究工作提供参考。     

无人艇在边海防作战保障中的应用研究

边海防水域具有线长面广、环境恶劣复杂、突发事件层出、局部争端频现等特点,长期以来是管控的重难点之一,研制边海防无人艇是未来发展的重要方向。分析了国内外无人艇研究现状,根据边海防水域环境特点和管控任务,论证了边海防无人艇的多样化任务应用需求和总体发展趋势。在此基础上,提出了边海防无人艇初步建设设想,并针对具体使用实际从总体设计、环境感知、模块化载荷、安全防护等方面指出关键技术攻关方向,为推进实装应用进程提供有利参考。     

无人水面艇导航技术研究

无人水面艇是能够自主航行的无人水上航行器,在海洋勘探、海上救援和海上运输等领域具有重要意义,其海上自主航行的关键是自主航行与导航技术。无人水面艇导航技术主要包括单一导航方式和组合导航方式2类。本文以卫星导航、惯性导航及组合导航方式的无人水面艇导航技术为基础,对比不同导航技术的特点,总结无人水面艇导航技术发展趋势。     

无人水面艇收放技术发展趋势探讨

无人水面艇(USV)是当前无人系统研究的热点领域之一,由于USV收放技术涉及到回收引导、对接、挂脱钩等难点而成为目前的前沿研究课题。通过收集整理国内外现有及在研USV的收放技术要点,归纳出USV收放操作过程通常采用吊放式、艉滑道式、坞舱式3种收放装置。在此基础上,从设备配置、空间需求、波浪影响、母船航速、适应海况、操作情况和收放耗时等方面,分别对上述3种USV收放技术进行对比分析,得出艉滑道式收放技术更适合于USV收放需要的结论。同时,指出当前USV及其收放装置在实现自主收放时需要开展的实用化研究方向,期望能对USV及其收放技术的发展起到一定的指导作用。     

无人艇技术在航标管理中的应用

文中介绍了无人艇技术国内发展现状以及功能和优势,阐述了无人艇技术在航标管理的航标巡检、应急反应、海况侦查和节能减排等方面工作的应用前景,以期待其能够在助力航保事业向智能管理转型上提供有力支撑。     

针对持续性跟踪无人艇的探测技术

美国国防先期研究计划局(DARPA)提出的持续性跟踪无人艇(ACTUV)项目对潜艇的隐蔽性和安全性形成重大挑战。加强对ACTUV的搜索、探测、定位,保障潜艇部队安全,是我国海军面临的新任务。本文研究从天基、海基、空基进行搜索侦察,并提出一种多维数据融合定位技术,为相关科研项目提供参考。     

无人艇海上搜救路径规划技术综述

针对无人艇海上搜救路径规划问题,从海上搜救区域的最优确定和海上搜寻方案的最优规划2个层面概括确定海上搜寻区域的方法,并分析其技术内涵与应用情况;介绍包括传统方法和区域覆盖算法等的各类搜寻方法,并深入分析其特点与不足;对无人艇海上搜救路径规划存在的问题及应对措施进行分析和展望。研究成果可为无人艇海上搜救路径规划技术的进一步探讨提供借鉴。     

基于无人艇平台的AUV回收技术发展趋势

针对无人艇（USV）艏向控制存在模型摄动、外部干扰等不确定性问题,提出一种适用于USV的改进无模型自适应控制（MFAC）方法。

基于USV艏向控制子系统存在非自衡特性,直接使用紧格式MFAC方法讨论USV的艏向控制子系统在不确定影响下的控制问题。在标准控制准则中引入历史输入项,提出一种变输出紧格式MFAC方法,削弱USV艏向控制子系统中存在的积分作用。最后,开展艏向控制仿真实验以及“海豚IB”小型USV的外场试验验证所提方法的有效性。

结果显示,相比标准紧格式MFAC方法和PID方法,变输出紧格式MFAC方法的USV艏向控制更加稳定。

所做研究可为USV提供一种对环境扰动、模型摄动等影响不敏感、具有较好自适应性及鲁棒性的艏向控制算法。

     

无人水面艇自主回收中的导航定位技术分析

无人水面艇的布放回收长期以来都是依靠人工进行,是制约无人艇在实际工程广泛应用的重要因素之一。导航与定位技术是无人艇实现自主回收的关键,然而目前无人艇回收过程基本还采用人工遥控手段,保障要求高、智能化水平低。本文阐述了无人艇自主回收过程中导航定位技术的应用现状,介绍了无人艇回收各个阶段的导航过程,对其中涉及的关键技术进行分析,包括无人艇多源导航信息融合技术和近距离视觉相对定位技术,最后对无人艇自主回收中的导航定位技术进行总结与展望。     

海上无人艇编队抗同频干扰技术研究

海上无人艇编队组网航行时,会在多部雷达之间出现同频干扰现象,对无人艇的自主航行和近程避碰造成严重影响,为此需要对同频干扰进行抑制。论文分析连续波雷达同频干扰产生的原因,并针对同频同步和同频异步两种干扰分别提出了多角度回波抑制和改进型多脉冲相关抗异步两种抑制方法。仿真结果表明这些方法有效可行,能够消除无人艇编队内多部导航雷达之间的同频干扰。     

无人艇高可靠低噪电操舵技术研究

针对一种新型电操舵装置在无人艇中的研制应用,研究了其高可靠性、双舵同步、长时自主运行操舵装置技术的实现途径。结合高效低噪伺服电机设计,达到满意的低噪效果。通过样机设计制造和试验验证,表明该装置的操纵性、高效和高可靠性满足要求。通过振动噪声测试,表明该装置在低噪方面取得了显著的效果。     

水面无人艇智能化技术的发展现状和趋势

随着人工智能技术的快速发展,水面无人艇在海上巡逻安防、反水雷作战以及反潜作战等领域中扮演日益重要的角色。其中,智能化技术作为水面无人艇的核心技术之一,受到广泛关注。论文对国外水面无人艇的发展现状进行调研,分析智能化技术对无人艇发展的影响。阐述水面无人艇智能化的关键技术,包括智能环境感知、智能目标分析、智能路径规划、智能编队控制等,并对智能化水面无人艇的作战应用进行展望。     

大型无人艇平台无线局域物联技术应用需求分析

大型无人艇搭载能力强,功能载荷实现模块化和高度智能化,具有广阔的应用前景。由于艇端无人运维,基于高任务的可靠性和高自主性要求,艇端内部状态感知、安全保护、监测控制和健康管理等系统的功能范畴急剧扩大和系统网络的规模急剧攀升,进而产生搭载装备的适装性、可维性和可扩展性等问题。论文针对工业无线局域物联等先进技术应用成果,从必要性、技术需求、应用途径及思路等角度,对其中的工业物联、无线通讯、自组织网络、无线传感等相关技术的应用开展深入论证分析,为后续大型无人艇平台系统相关技术的研究提供了规划指引和有益参考。     

基于区块链的无人艇编队协同通信技术应用研究

以无人艇为研究对象,引入当下热点的区块链技术并结合无人艇编队协同攻防作战场景,对编队协同通信需求及现有的不足进行分析,提出一种基于区块链的无人艇编队协同通信技术。利用区块链技术去中心化、不可篡改、亦追溯等特点,建立一种无人艇编队跨任务链架构,并对无人艇协同作战中的身份认证、信息交互、指挥与决策等应用场景开展流程设计,提高了编队信息传输的可靠性和准确性,为未来实现大规模的无人战场自治提供借鉴和参考。     

基于改进RRT算法的无人艇编队路径规划技术

[目的]为了解决无人艇编队在智能航行时全局路径规划与局部自主避碰问题,提出基于改进快速搜索随机树(RRT)算法的无人艇编队路径规划技术。[方法]针对无人艇编队形状稳定问题,在RRT算法扩展环节提出一种非严格保形修正向量与非严格保形控制圆区域,使搜索树有朝着严格保形坐标点生长的趋势;针对突发障碍物与非严格保形规划点碰撞问题,在RRT算法碰撞检测环节提出可调节避碰圆区域与障碍物修正向量,使无人艇安全避碰并最大程度地保持队形稳定。[结果]结果显示,无人艇编队在该算法作用下表现出了良好的保形性能,并能对突发障碍物进行有效的避碰。[结论]该算法效能高、稳定性强、路径规划质量高,在实际工程应用中具有重要的意义。