国外自治水下机器人发展现状综述

从上世纪90年代中期以来, 自主式水下航行器(AUV) 在海洋科学调查以及军事领域得到越来越广泛的应用。本文阐述了现阶段国外AUV的发展现状, 首先介绍了它在水雷搜索、冰下探测以及水下作业中的最新应用, 接着对AUV的能源、水下承压与密封以及控制与导航等技术现状进行了概括。     

2020年国外不依赖卫星的导航技术发展综述

随着卫星导航信号受到干扰、欺骗的事件时有发生,保障飞机、船舶等军民用设施在不依赖卫星导航的情况下正常工作成为研究热点.重点阐述了惯性导航2020年的发展动态和发展方向.分别介绍了视觉导航、天文导航、数据库匹配导航、仿生导航、量子导航和协同导航方面的进展情况.分析了对不依赖卫星的导航技术的发展趋势.     

地磁导航在水下航行体导航中的应用

地磁导航作为一种自主导航技术,具有隐蔽性好、稳定及精度高的特点,非常适合水下航行体使用.介绍了地磁导航在国内外的研究现状和发展趋势,对地磁数据库的获得、地磁导航匹配算法、地磁异常信息与惯性导航信息融合算法以及高精度快响应的传感器研制等关键技术进行了分析,为提高水下航行体的远程导航精度与导航自主能力提供了参考.     

水下自主导航机器人系统

在水下机器人被广泛应用的背景下,能够实现水下自主导航的机器人具有极高的应用价值。为了打破水下机器人运行需要人为干预的瓶颈,更好地发挥小型机器人水下的灵活性,设计并制作了一种可自主导航的水下机器人系统。该系统机械上采用Pro/E作为三维造型软件,用快速成型设计并制造了水下机器人的主体;硬件上使用摄像头采集数据,并使用红外测距模块及电子罗盘模块实现定位功能;嵌入式软件层将传感器数据进行采集后,对数据进行相应的图像识别和处理,最终识别障碍物并做出相应动作;同时,数据和视频流可通过无线模块传送到上位机,上位机将数据接收后进行相应显示,并可直接显示视频流,方便调试的同时也可对水下环境进行实时监控。该系统实现了自主的水底避障、探测,以及自行返回出发点的完整功能,对于水下探测活动具有一定的实用价值。     

远程AUV组合导航技术研究

AUV通常采用SINS/DVL组合导航系统导航,然而在大航程时存在很大的定位误差.针对远程AUV的大航程及在水下状态自主航行存在的问题,提出定时引入GPS信息达到提高导航精度目的.文中重点介绍一种采用SINS/DVL/GPS水下组合导航方式,通过定时引入GPS信息,提出组合滤波器设计方案,仿真结果验证了此设计方案可有效提高系统导航定位精度.     

基于卫星导航系统的组合导航技术及其发展综述

组合导航技术是实现高精度、高稳定性、持续导航的有效方式。基于应用最广泛的卫星导航系统,对目前主要的几种组合导航技术进行概述,分析其关键技术,对组合导航的发展进行了展望。     

自适应卡尔曼滤波法在潜艇水下导航中的应用

当潜艇同时变速、变向时，会导致系统模型发生变化．采用基于海流数据库的卡尔曼滤波算法获得海流信息，对潜艇经纬度，海流东北分量和航向、航速等非线性微分方程进行线性化处理，得出转移矩阵，推算出潜艇某时刻的测量向量和测量矩阵．对各方程式卡尔曼滤波，通过T-SFIMMA算法进行基于T-S模糊模型的自适应卡尔曼滤波计算，实现系统模型的实时跟踪与自动转换．     

临近空间高超声速飞行器导航技术发展综述

临近空间是航天与航空业务领域的结合部,具有重要的战略价值.高超声速飞行器是遂行临近空间任务的重要平台.导航技术提供飞行器的位置、速度、姿态等关键信息,是高超声速飞行器的关键支撑技术之一.本文对比临近空间高超声速飞行器的发展历程,梳理了高超声速飞行器采用的导航技术方案;对各种导航技术运行的特性和局限性进行了探讨,分析了高...     

水下航行器INS/GPS/DVL组合导航方法

针对自主水下航行器（AUV）受水下环境的局限难以提高导航性能的问题,提出了一种融合多传感器信息的INS/GPS/DVL组合导航方案,利用分散化滤波中的联邦Kalman滤波来实现AUV组合导航方案,通过动态信息分配系数优化了各子系统的导航信息,增强了AUV的导航性能。仿真结果表明,该方案充分提取了导航传感器的信息,有效地提高了AUV的导航精度和水下定位能力。     

惯性/卫星组合导航试验设计

针对惯性/卫星组合导航技术的特点,从硬件组成、应用算法等方面分析了对组合导航精度具有影响的各种因素,提出了试验设计的准则,并给出了一个设计实例.     

水下仿鱼推进器的分析

鱼类推进模式分为波动和摆动推进模式,由此产生了仿鱼推进机理及推进技术.仿鱼推进系统设计主要包括诸如载体和推进器(鳍)的结构与形态、鳍的力学特性(惯量和硬度等)、致动机构选择与布置、传感器的选择与布置等问题.     

水下地形辅助导航最优航路规划

为了确保水下地形辅助导航系统在规划航路上能够获得充足的地形信息,提出了一种综合考虑航行任务和地形信息量的最优航路规划方法。该方法首先建立了水下地形熵信息量分布模型,然后以地形信息量和航路长度为优化目标,同时考虑障碍物和航行器机动性能的约束,利用粒子群优化算法在匹配区内全局寻优,得到符合要求的最优航路,最后采用粒子滤波水下地形匹配算法沿该航路进行匹配运算。仿真结果表明,该方法能够给出地形特征充足的最优航路。     

UUV的非传统导航技术

UUV的导航精度要求是误差小于0.2%航程，传统的导航方式无法满足这一指标。本文介绍几种美国海军水下战中心正在开发的可用于UUV的非传统导航方式。     

水下PNT技术进展及展望

随着世界强国天基定位导航授时(PNT)系统建设和完善,覆盖深空、水下、室内、地下、近地空间的国家综合PNT体系建设越来越受到世界主要强国的关注,天基PNT能力向水下等领域应用的扩展对水下PNT体系建设和相关技术发展提出了更加迫切的要求.主要对美俄等发达国家的水下PNT体系建设现状及规划进行梳理,在此基础上总结归纳了国外...     

国外水下枪械发展分析

<正>对于水下枪械,我们并不陌生,无论是水下枪械的内弹道性能,还是水下枪弹的运动特性,抑或有代表性的国外水下枪械……本刊在此则回望其发展历程,并分析其中的关键技术——发展历程及现状水域作战包括水面、水下,以及水上、水下跨环境作战。水的密度是空气密度的800倍,这使得枪械在空气中发射的枪弹无法在水中正常运动,因此水下枪械及弹药需另辟蹊径。到目前,水下枪械及弹药的发展经历了三个阶段:第一阶段是水下专用枪、弹的发展。这种水下枪不能发射普通弹,且其采用滑膛枪管,以大质量(弹头质量是同口径步枪弹的3~4倍)长杆箭形弹解决弹头在水下稳定飞行这一难题。此类枪不具备陆地作战能力。第二阶段是同一种枪械如步枪发射两种弹药,即普通弹和长杆水下弹。这种武器采用线膛枪管,通过调整弹匣适配装置确保武器能够配用两种弹匣,发射两     

水下地形匹配导航中的地形可导航性分析

水下地形匹配导航是潜航器利用海底地形地貌的分布特征进行相关匹配运算,从而实现准确定位的导航方法,即使是同一潜航器在经过不同地形特征区时其匹配精度差异较大。针对该问题,提出了基于地形统计特征的可导航系数,用以衡量某一地形区域的可导航性能,并运用PMF算法对不同导航系数的航路进行了导航性能仿真。仿真结果表明,该系数可作为水下地形匹配导航航路选择的参照标准,从而有效地提高水下潜器的导航精度。     

利用第一次和第二次气泡脉动周期估算水下爆炸深度和当量

提出了基于辐射声信号估计水下爆炸当量和爆炸深度数量级的一种方法。该方法确定了爆炸形成气泡的第一次、第二次脉动周期的比值,气泡脉动周期从记录在水听器上的信号倒谱中提取。该方法应用结果显示:爆炸炸深度和爆炸当量的报告值与使用该方法的估计值的数量级相一致。该方法存在低估爆炸当量的偏差,这种偏差是由海上爆炸和实验室测量值规模不同造成的。     

无人水下航行器发展与应用

无人水下航行器作为无人运载平台的一个重要分支,在民用领域和军用领域都发挥着极其重要的作用。首先介绍了几个发达国家UUV的发展现状及其未来发展计划,强调了UUV的应用领域,如海洋探测与开发、水雷对抗、潜艇对抗等等,在此基础上分析了UUV发展必须突破的几项关键技术,如能源问题、自主导航、协同使用等等。     

军用车辆导航技术的发展

现代军用车辆根据导航精度和成本的要求适当地选择陀螺罗盘导航系统或惯性导航系统·性能稍佳的捷联惯性导航系统尚在研制之中,但已显示出可喜的应用前景。为克服惯性导航系统的导航误差随工作时间的延长而增大,正在探讨采用路途数据的自动导航系统。军用车辆导航技术的研究动向主要是动态调谐陀螺和激光陀螺,及从车辆火控系统中开发导航能力。此外,关于车辆进行中的陀螺定向研究也应该引起人们的重视。     

一种基于视觉的火星车自主导航方案设计

火星车的自主导航是其顺利完成火星探测任务的重要保障,是目前火星车需要亟待解决的关键技术之一。首先,对几种不同的视觉定位方法进行论述,分析了不同视觉定位方法的优缺点。然后,给出了天文导航系统的定姿原理。最后,根据惯性、视觉、天文三种导航系统各自的特点,设计了一种适用于火星车的惯性/视觉/天文自主组合导航方案,通过有机融合三种导航系统的信息,使该方案能够满足火星车在复杂环境下对长时间、远距离、高精度自主导航的要求。