自主水下航行器导航技术发展现状与分析
发布时间：2021-08-09 19:10
自主水下航行器（AUV）是海洋观测与探测的重要技术装备。当前AUV水下导航技术面临实时性差、信息源少、干扰多等瓶颈问题,成为世界发达国家海洋科学技术的前沿研究领域。对AUV前沿导航技术发展现状进行了系统总结,重点分析了水下导航的研究热点并提出主流导航系统及关键技术。在此基础上,从无辅助的单一惯性导航、组合导航及协同导航3个维度总结各自导航方式的技术特点,并分析了AUV导航技术的发展趋势。
【文章来源】：导航定位学报. 2020,8(02)CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
PHINS外观图
重力导航（gravity navigation）是1种高隐蔽性、无源、完全自主的导航方式。重力仪作为重力导航关键支撑设备，能利用重力敏感器仅敏感当地垂线方向的惯性力信息，经过重力信号解析后得到当地重力异常信息，水平方向则由系统稳定平台提供。地磁、重力导航通常作为辅助INS组合导航使用。图5所示的是高精度海洋仪。2016年，中船重工707所在国家973计划支持下，完成了永兴岛附近海域2个典型重力场区域惯性/重力匹配组合导航技术实船原理性验证试验，并结合随船试验的1套美国L&R SII海洋重力仪对自研重力仪测量精度进行了评估。其动态精度为1×10-5 m/s2；月漂移≤3×10-5 m/s2；分辨率≤1×10-6 m/s2；测量量程：±0.1 m/s2，精度已达到美国L&R SII海洋重力仪测量精度。文献[21]对重力导航和地磁导航进行了对比实验，并指出在一些重力或者磁力变化不足的地区将这2种方法结合起来具有更好的导航性能。文献[22]提出1种存在地磁异常的新策略，让AUV在没有地磁图的情况下到达目的地，仿真结果证明能有效地克服地磁异常的干扰。随着地磁矢量传感器技术和地磁适量探测技术的发展，建立起高精度的地磁矢量数据库将是今后1个重要的技术发展方向。
2006年，美国自主海洋采样网络（autonomous ocean sampling network,AOSN）项目在蒙特利海湾附近海域进行多AUV之间的水声通讯及协同定位问题。2009年，欧盟（coordination and control of cooperating unmanned systems,GREX）项目[23]完成多AUV协作下的海洋环境测绘任务。图7、图8分别表示并行式协同导航系统示意图和美国麻省理工学院的CADRE主从式协同导航系统（cooperative autonomy for distributed reconnaissance and exploration system）。图7 CADRE主从式协同导航系统示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]水下地形匹配辅助导航技术研究[J]. 邹炜,孙玉臣. 舰船电子工程. 2017(08)
[2]基于SINS/LBL紧组合的AUV水下导航定位技术[J]. 张涛,石宏飞,徐晓苏. 中国惯性技术学报. 2015(04)
本文编号：3332637
【文章来源】：导航定位学报. 2020,8(02)CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
PHINS外观图
重力导航（gravity navigation）是1种高隐蔽性、无源、完全自主的导航方式。重力仪作为重力导航关键支撑设备，能利用重力敏感器仅敏感当地垂线方向的惯性力信息，经过重力信号解析后得到当地重力异常信息，水平方向则由系统稳定平台提供。地磁、重力导航通常作为辅助INS组合导航使用。图5所示的是高精度海洋仪。2016年，中船重工707所在国家973计划支持下，完成了永兴岛附近海域2个典型重力场区域惯性/重力匹配组合导航技术实船原理性验证试验，并结合随船试验的1套美国L&R SII海洋重力仪对自研重力仪测量精度进行了评估。其动态精度为1×10-5 m/s2；月漂移≤3×10-5 m/s2；分辨率≤1×10-6 m/s2；测量量程：±0.1 m/s2，精度已达到美国L&R SII海洋重力仪测量精度。文献[21]对重力导航和地磁导航进行了对比实验，并指出在一些重力或者磁力变化不足的地区将这2种方法结合起来具有更好的导航性能。文献[22]提出1种存在地磁异常的新策略，让AUV在没有地磁图的情况下到达目的地，仿真结果证明能有效地克服地磁异常的干扰。随着地磁矢量传感器技术和地磁适量探测技术的发展，建立起高精度的地磁矢量数据库将是今后1个重要的技术发展方向。
2006年，美国自主海洋采样网络（autonomous ocean sampling network,AOSN）项目在蒙特利海湾附近海域进行多AUV之间的水声通讯及协同定位问题。2009年，欧盟（coordination and control of cooperating unmanned systems,GREX）项目[23]完成多AUV协作下的海洋环境测绘任务。图7、图8分别表示并行式协同导航系统示意图和美国麻省理工学院的CADRE主从式协同导航系统（cooperative autonomy for distributed reconnaissance and exploration system）。图7 CADRE主从式协同导航系统示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]水下地形匹配辅助导航技术研究[J]. 邹炜,孙玉臣. 舰船电子工程. 2017(08)
[2]基于SINS/LBL紧组合的AUV水下导航定位技术[J]. 张涛,石宏飞,徐晓苏. 中国惯性技术学报. 2015(04)
本文编号：3332637
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3332637.html
