科考型自主无人潜航器在极地的应用以及未来发展趋势

随着极地科考朝更广范围、更深空间、更多数据的方向发展,无人装备开始高频出现在各国的极地科考队中,帮助科研人员对极地环境形成更为全面和深刻的认知。自主无人潜航器(autonomous underwater vehicle, AUV)凭借其自主无人且功能全面的优点,在新世纪逐渐成为了极地水下科考不可或缺的装备,故有必要对应用在极地的科考型AUV进行梳理并分析其未来发展趋势。文中首先对AUV进行了基本的介绍;然后总结了全球范围内30次极地AUV任务,分析了AUV在极地的主要用途和优势;而后叙述了AUV在极地应用时所遇到的挑战,并结合这些挑战对适用于极地的科考型AUV发展趋势进行了展望;同时也对适配AUV等无人装备的新一代极地科考母船的设计提出了思考。

自主式无人潜航器半实物仿真系统应用研究

设计了适应自主式无人潜航器仿真需求的半实物仿真系统,并通过进行自主避障仿真试验和远距离航行仿真试验,检验了软件算法逻辑及系统数据接口。在很大程度上验证了软硬件体系结构的可靠性,为自主式无人潜航器的实际应用提供重要参考。

自主式水下无人潜航器导航系统的应用与展望

随着科技的进步,自主式水下无人潜航器(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)发展迅猛,被应用于地质勘探、水下目标探测、战场监测及协同组网作战等军民领域中。从实际应用出发,梳理并总结了基于惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS)的水下导航技术在AUV上的应用情况,并介绍了地球物理场导航、即时定位与构图(Simultaneous Localization and Mapping, SLAM)导航、视觉导航、仿生导航、协同导航、全源导航等新型导航技术的发展现状。基于未来AUV向多种类、深远海、长航时、智能化的发展趋势,研判了水下导航系统正在向高精度、集成化、小型化、智能化、体系化等方向加速发展。

基于USBL/GPS/TCM的AUV组合导航研究

针对自主无人水下潜航器在执行任务时面临导航手段少、传统航位推算存在定位误差漂移、单一导航方式不足以满足执行水下精确任务的要求等问题,提出了一种基于超短基线水声定位系统、全球卫星定位系统和磁罗盘等传感器组合导航的方法,并对其中涉及的坐标转换进行了详细说明。利用卡尔曼滤波对潜航器的位置进行估计,以获取控制和导航所需的位置信息及速度信息,不存在定位漂移问题,导航定位精度优于10 m,满足自主无人潜航器在水下长时间执行任务的要求。该方法在自主无人水下潜航器上进行了试验验证。

基于AUV的海洋磁力测量技术现状及误差来源分析

介绍了国内外基于AUV的海洋磁力测量研究现状,针对国内AUV及海洋磁力仪研究相对滞后的情况,以Iver2型AUV开展海洋磁力测量为例,研究了AUV拖曳式海洋磁力测量的噪声检测、位置归算等技术,并与船测数据对比,重点分析了Iver2型AUV拖曳式磁力测量误差来源,结果表明:Iver2型AUV拖曳磁力仪的最佳距离为5 m;观测数据中仍包含位置归算误差、日变改正误差及传感器误差等,以上结论将为我国开展AUV海洋磁力测量技术研究提供参考。