高精度水聲綜合定位技術(shù)從“跟跑”到局部領(lǐng)先

面向我國(guó)海底礦產(chǎn)資源精細(xì)調(diào)查、勘探、開(kāi)采的作業(yè)需求，緊密結(jié)合?7?000?m?載人潛水器“蛟龍”號(hào)、“潛龍?1?號(hào)”水下無(wú)人機(jī)器人（AUV）、深海空間站等重大海洋裝備與工程的亞米級(jí)定位需求，依托“科學(xué)”號(hào)科考船，科技部于“十二五”安排了“深水高精度水下綜合定位系統(tǒng)研制”項(xiàng)目，發(fā)展相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備，形成了一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)水下綜合定位系統(tǒng)樣機(jī)，可以在?7?000?m?海深內(nèi)提供高精度定位服務(wù)。

該樣機(jī)于?2015?年起服役于“科學(xué)”號(hào)科考船，同年?5?月至?7?月參加了“2015?馬努斯熱液-南海冷泉航次”，圓滿完成了水下綜合定位系統(tǒng)的海上驗(yàn)收，并為該航次的海底地形地貌測(cè)量、冷泉熱液噴口發(fā)現(xiàn)等工作提供了水下優(yōu)質(zhì)可靠的定位信息。此次海試首次實(shí)現(xiàn)了深海超短基線和長(zhǎng)基線有機(jī)結(jié)合的綜合定位跟蹤模式，在單周期內(nèi)同步保障了水下平臺(tái)的高精度導(dǎo)航和水面對(duì)水下平臺(tái)的跟蹤監(jiān)視，定位精度優(yōu)于?0.5?m，并實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首次成功完成復(fù)雜海山地形下精準(zhǔn)可靠長(zhǎng)基線作業(yè)，獲取了我國(guó)首個(gè)亞米級(jí)冷泉熱液地形地貌圖。

在深海高精度水聲綜合定位系統(tǒng)引導(dǎo)下，我國(guó)“深海勇士”號(hào)載人潛水器?2017?年?9?月?29?日在南海?3?500?m?深處僅?10?min?就快速找到預(yù)定的海底目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了“大海撈針”，這標(biāo)志著我國(guó)深海高精度水聲定位裝備與技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。深海定位精度首次達(dá)到?0.3?m、定位有效率超過(guò)?90%，綜合技術(shù)水平進(jìn)入世界領(lǐng)先行列。成功支撐了剛剛結(jié)束的我國(guó)“深海勇士”號(hào)載人深潛首航試驗(yàn)和我國(guó)最先進(jìn)科考船“科學(xué)號(hào)”南海綜合調(diào)查科學(xué)考察?2?次任務(wù)，為我國(guó)開(kāi)展萬(wàn)米深淵“馬里亞納海溝”科學(xué)探索等深海實(shí)踐，奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)與裝備基礎(chǔ)。

面向我國(guó)重大發(fā)展戰(zhàn)略需求的水聲定位導(dǎo)航技術(shù)（圖?1），其主要需求特征體現(xiàn)在“深、遠(yuǎn)、精、多”，即“深海底、遠(yuǎn)距離、精度高、多用戶”。從“十五”到“十二五”，我國(guó)的深海實(shí)踐已經(jīng)從?4?500?m?步進(jìn)至?7?000?m，目前?11?000?m?的深淵科學(xué)與技術(shù)正在如火如荼展開(kāi)；作用距離由已達(dá)的?8?000?m?正在向?12?000?m??邁進(jìn)；定位精度從幾十米量級(jí)以進(jìn)步至優(yōu)于?0.5?m，新的需求將精度要求提至?10?cm；而可接入的目標(biāo)數(shù)也從單目標(biāo)定位到滿足水下多作業(yè)平臺(tái)的集群定位。我國(guó)水聲定位導(dǎo)航技術(shù)已基本完成了“跟跑”，進(jìn)入“并跑”的初級(jí)階段，其中萬(wàn)米級(jí)高精度定位導(dǎo)航處于領(lǐng)跑階段。

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