"海鳐"波浪滑翔器研究进展及发展思路

波浪滑翔器是一种能够完全借助自然能源长周期运行的小型水面无人航行器,具有超强的续航能力和一定的控位能力,能够执行长时间、大范围、持续的海洋环境观测,水面水下目标探测,跨域通信及信息传递等任务。在国家“863 计划”和国家重点研发计划等领域项目的支持下,中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所研制的“海鳐”波浪滑翔器在平台技术及应用研究上均取得了重要的进展,整体技术水平处于国内领先、世界先进,为在我国军事、海洋环境监测、海洋资源开发利用等领域的应用推广奠定了坚实的平台基础。同时,波浪滑翔器仍是一种有限能力的小型无人航行器,在实际应用中还有许多需要完善和提高的地方。介绍了“海鳐”波浪滑翔器的最新研制进展,总结了研制过程中的部分关键技术,并根据波浪滑翔器在实际应用中存在的一些问题对其技术的发展方向进行了初步探讨。     

基于遥感和机器学习的内陆水体水深反演技术

文章主要根据机器学习算法（随机森林算法和极端梯度提升算法）和遥感水深反演的原理,利用Sentinel_2多光谱卫星数据和无人船实测水深数据,对内陆水体——梅州水库建立了随机森林（RF）、极端梯度提升（XGBoost）和支持向量机（SVM）水深反演模型,并对反演结果进行对比分析。结果表明：1）RF的训练精度为97%,测试精度为0.80;XGBoost模型的训练精度为97%,测试精度为0.79;SVM的训练精度为90%,测试精度为0.78。说明了在水深预测方面RF模型和XGBoost模型比SVM模型表现更好,对各个区段的水深值较为敏感。2）根据运行时间考察各个模型的效率,其中RF模型从读取数据至输出结果耗时3.92 s;XGBoost模型4.26 s;SVM模型6.66 s。因此,在反演精度和效率上RF模型优于XGBoost模型优于SVM模型,且RF模型的预测结果图细节更加丰富,轮廓更加分明;XGBoost模型次之,但总体效果也较好;SVM模型表现最差。由此可知,机器学习水深反演模型获得的水深结果精度明显提高,解决了传统水深反演模型精度不高的问题。     

无人潜航器作战保障适用性评估方法

良好的作战保障适用性是确保无人潜航器顺利完成预定任务的关键。无人潜航器兼具平台和弹药类装备的双重属性,具有长期贮存、多次使用且可修的使用保障特点。从无人潜航器使用保障全寿命周期出发,结合其基本使用保障工作流程,提出了基于任务分解和基准保障能力的作战保障任务完成度,用于综合评估装备作战保障适用性,并结合装备实际案例给出了算例分析。提出的评估方法具有较好的实践性和可操性,能够全面客观地评估装备作战保障流程和关键要素,研究成果可为无人潜航器及其他类似无人平台作战保障适用性评估提供借鉴。     

美国无人潜航器反制措施研究现状

简要分析了无人潜航器反制措施的必要性,从探测分类、软杀伤对抗和硬杀伤对抗 3 个方面总结分析了美国无人潜航器反制措施研究现状。美国无人潜航器探测目前主要依靠反蛙人探测系统,但是反蛙人探测系统存在告警距离短、响应时间不足的问题。因此,美国海军寻求利用海洋哺乳动物和海洋生物探测和分类潜航器的方法。软杀伤对抗主要包括 UUV 捕获、欺骗、干扰及网络对抗;硬杀伤对抗主要介绍了通过超空泡子弹破坏、摧毁 UUV。     

多无人艇协同目标分配算法研究

未来战争中很多作战任务需要由多艘无人艇相互配合才能完成,多无人艇协同目标分配是无人艇自主协同控制研究的关键技术之一。为了解决多参数、多约束条件下的目标分配问题,改进贝叶斯优化算法中网络构造方式及需要存储大量数据的不足,提出了基于决策图贝叶斯优化算法(Bayesian Optimization Algorithm with Decision Graphs,DBOA)的多无人艇协同目标分配方法。根据无人艇的消耗、目标价值的毁伤和执行任务预计耗费时间 3 个决策变量,并结合约束条件构建了多无人艇协同目标分配数学模型。仿真实例表明,DBOA 算法收敛速度快,能够达到全局最优解,基于 DBOA 的协同目标分配方法具有良好的时间效率和分配效果。     

无人水下航行器故障预测与健康管理框架研究

针对无人水下航行器维修保障难度大、成本高的问题,论述了 PHM 技术在无人水下航行器的系统级、分系统级、设备级的应用问题,提出了一套适用于无人水下航行器机载、岸基故障预测与健康管理(PHM) 系统框架结构。分析了其中的关键技术,在此基础上进行了无人水下航行器 PHM 数据流结构设计。最后,以 PHM 技术工程应用为线索,提出了无人水下航行器 PHM 总体集成技术方案。     

小型水下无人航行器的下潜过程研究

以小型水下无人航行器（UUV）为研究对象,研究旨在探讨和分析关键参数变化对UUV下潜过程的影响,并采用控制变量法来研究单一因素对UUV下潜过程的影响。研究结果表明：在UUV行进过程中,水流对舵翼产生升力,从而产生扭矩促使其下潜。因此,在UUV下潜时,姿态应尽量平稳,且俯仰角和下潜深度不宜过大。为了确保UUV在逆流和复杂环境下成功下潜,要求在保留一定余量的基础上,尽可能减小舵板舵角和螺旋桨转速。     

跨域无人系统协同技术在海洋监管工作中的应用

文章介绍无人机、无人船和水下无人潜水器等及其组成的跨域无人系统协同技术的进展和应用,分析海域海岛、自然资源和生态环境等海洋监管面临的问题,研究结果表明跨域无人系统协同技术可低成本和高效率地提升海洋监管能力,并探究跨域无人系统海上监管的创新模式。     

测量无人艇研究进展综述

主要基于船体、航速、续航能力、作业海况、搭载仪器、操作方式以及主要用途等方面,详细阐述了国内外测量无人艇的技术参数,分析了国内无人艇的不足和重点攻克的技术,以及螺旋桨、喷泵两种推进方式的优缺点;分析了测量无人艇艇型、自动控制、载体总体设计及集成、环境感知、通信等关键技术及实现途径;指出测量一体化、智能化水平的提升、水陆一体化测量技术、组网测绘为测量无人艇未来的发展方向。