无人平台自主探测声呐的发展现状和展望.docx
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1、无人平台自主探测声呐的发展现状和展望正文目录目录正文目录1图表目录21 .序言32 .无人平台自主探测声呐的发展现状43 .无人平台自主探测声呐的应用133.1.概述133. 2.静态目标被动探测结果154. 3.运动目标被动探测结果下面给出了运动目标的被动探测结果155. 4.主动工作模式下的探测结果下面给出该系统主动工作模式下的探测结果164.无人水下航行器声呐装备现状与发展趋势184. 1.国外UUV声呐装备现状204. 1.1.国外UUV探测声呐装备204. 1.2.国夕卜UUV导航声呐装备254. 1.3.国夕卜UUViiH言声口内装备264. 2.国内UUV声呐装备现状264. 2
2、.1.国内UUV探测声呐装备264. 2.2.国内UUV导航声呐与通信声呐装备284. 3.UUV声呐装备关键技术304. 3.1.声纳一体化设计技术304. 3.2.自主目标探测技术304. 3.3,水声导航技术314. 3.4.水声通信技术314. 4.UUV声呐装备发展趋势314. 4.1,高自主性能324. 4.2.高模块化程度326. 4.3,高分布式协同能力325.结语与展望335. 1.概述335. 2.智能化335. 3.模块化335. 4.协同化347. 5.编队化34图表目录图IACTUV工作效果5图2海上猎手”号无人艇6图3搭载TRAPS声呐系统的“海鸥”号无人艇7图4奥
3、卡超大型UUV概念图8图5搭载S11TA声呐系统的“海洋探险者”UUV9图6DT1A声呐系统的拖曳阵9图7STARFISH”小型UUV10图8搭载矢量水听器拖曳阵的“B1uefin-21”型UUV11图9搭载矢量水听器的“eFo1aga”型UUV12图10搭载DAVS系统的“MARES”型UUV12图11搭载3维矢量水听器的水下滑翔机13图12矢量阵子阵实物图14图13小型化矢量阵与原矢量阵的对比15图14静态目标被动探测性能试验结果15图15运动目标被动探测性能试验结果16图16目标主动探测距离估计试验结果16图17目标主动探测方位估计试验结果17图18目标主动探测航速估计试验结果17表1不
4、同级别UUV任务需求优先级18图19UUV主要声呐装备20图20EdgeTech2200系列侧扫声呐21图21H1SAS1030合成孔径声呐23图22Seabat7125-AUV多波束测深声呐24图23“虎鲸”超大型UUV25图24“替代者”超大型UUV(携带拖曳线列阵)25图25Shark系列侧扫声呐27图26AUV53型合成孔径声呐28图27UUV舷侧阵声呐与拖曳线列阵声呐2930图28QMY系列水声通信声呐1 .序百随着国防科技的迅猛发展,无人化与智能化已经成为了现代战争的重要发展趋势。在海洋这片重要战场上,无人水下潜航器(UUV)、无人水面艇(USV)等小尺度自主作战平台已经开始展露锋
5、芒。这些无人平台可由潜艇或水面舰艇发射,用于执行侦察、监视、情报、打击等多种作战任务。作为一种新型作战平台,已成为各国海军竞相研制、列装的水下武备平台。未来水下战争的需求为无人平台带来了新的发展机遇。在美国2025年自主潜航器需求报告中,已将反潜战作为无人平台通过隐蔽和最前沿保障介入方式执行的多种任务之一。在危险海域,可以使己方潜艇保持在安全海域,由携带水声探测声呐的无人平台游弋于前方,自主、长时间地执行探测任务,一旦发现敌方潜艇,则自动实施跟踪,或者及时与指挥中心通信,根据指挥中心的命令实施相应的操作。它可作为一个艇外传感器或探测器,在既保证自身隐秘性,又不增加母艇危险的前提下扩大探潜范围。
6、美国国防部于20082018年陆续发布的4版无人系统综合路线图中指出,在未来战场中不同空间域中无人系统的协同作战将是必然的发展趋势,最终实现由水下无人平台、空中(包括太空)无人平台和陆地无人平台的协同作业,组成模块化、分布式和网络化的多无人平台协同感知、探测与侦察系统。水下无人平台的作战能力主要取决于以下4个特征:传感器/有效载荷;续航能力;自主性;指挥、控制和通信。其中,水下无人平台的有效载荷包括目标探测、水声通信、水声侦察、水声信息支援对抗等。目标探测载荷的任务是,利用目标辐射噪声信号或者主动声呐信号的反射回波,搜寻敌方潜艇,并提供目标方位指示。该任务载荷的探潜能力对拓展潜艇反潜任务海域、
7、发挥潜艇作战使用效能具有至关重要的作用。声呐探测过程的自主性需求是设计无人平台探测声呐时面临的最主要挑战:1)在有人系统搭载的声呐系统中,人在整个探测环路中扮演了重要的角色。有人探测声呐系统的信号处理机将声呐基阵采集的数据进行加工,并将得到的信息反映在视觉和听觉显示器上。声呐员结合显示的信息对目标进行检验判决,同时根据检测结果实时调整声呐工作状态和参数,以更好地对目标进行搜索和跟踪。2)与有人探测声呐截然不同,无人探测声呐需要在无人干预的环境下自主工作,这一特性限定了其所配备的信息获取、检测判决、状态和参数控制等分系统都必须具备完全的自主决策能力。此外,受限于无人平台的尺寸,可搭载的声呐基阵的
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