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国外水下无人潜航器及其通信技术发展综述一、本文概述随着科技的快速发展，无人潜航器（Unmanned Underwater Vehicle，UUV）作为海洋探索与利用的重要工具，已经吸引了全球科研人员和工程师的广泛关注。
作为无人潜航器的重要组成部分，水下通信技术对于实现潜航器的远程控制、数据传输、多潜航器协同作业等功能具有关键作用。
本文旨在综述国外水下无人潜航器及其通信技术的发展现状与趋势，分析当前主流通信技术的优缺点，并探讨未来可能的研究方向和应用前景。
通过对国外相关文献的梳理和分析，本文旨在为国内外从事水下无人潜航器及通信技术研究的学者和工程师提供有益的参考和启示。
二、国外AUV的发展现状近年来，随着科技的飞速发展，国外在自主水下航行器（AUV）领域取得了显著的进步。
AUV作为水下无人潜航器的一种，其自主导航、环境感知、任务执行等能力不断增强，为海洋科学研究、海底资源勘探、水下搜救等领域提供了有力支持。
在硬件设计方面，国外的AUV技术日趋成熟。
许多先进的AUV已经实现了小型化、模块化、高度集成化，以适应不同复杂度的水下环境。
例如，某些AUV采用了先进的推进系统，包括矢量喷水推进器、机械式螺旋桨等，以提高其机动性和稳定性。
同时，为了应对深海高压、低温等极端环境，AUV的耐压壳体和材料技术也在不断更新，确保了AUV的安全性和可靠性。
在软件技术方面，国外的AUV已经实现了高度智能化和自主化。
通过集成先进的算法和人工智能技术，AUV可以自主完成路径规划、环境感知、目标识别等任务。
随着深度学习技术的发展，AUV在图像识别、声呐信号处理等方面也取得了显著突破，进一步提升了其在水下复杂环境中的作业能力。
在通信技术方面，国外的AUV同样取得了长足的进步。
为了实现在水下环境中的数据传输和远程控制，研究人员开发了一系列高效、稳定的水下通信技术。
例如，某些AUV采用了高速水声通信技术，实现了与水面基站或卫星的实时数据传输；还有研究团队在探索利用电磁波或光学通信技术在水下环境中实现数据传输的可能性。
水面无人艇（USV）的关键技术水面无人艇（Unmanned Surface Vessel,USV）近年来受到国内外越来越多的关注。
国内外USV的最新进展和成果前文已经介绍过了，这里不再累述，本文重点介绍USV的控制方式、动力机构、自动避碰技术及路径优化和未来技术发展，并针对我国内河环境展望了USV在航道数据测量和海事巡航方面的应用前景。
一、USV技术发展（一）USV控制方式USV 船舶控制方式主要有3种，即远程遥控、自主航行、远程遥控/自主航行双模。
1.远程遥控远程遥控是利用远程通信技术实现USV与岸上控制中心的信息交互，达到远程操控船舶的目的。
在USV航行时，控制中心与其交互的信息包括航行状态信息、视觉信息、故障诊断信息和控制指令等。
考虑到通信数据量大、实时性需求高的特点，比较适合的远程通信技术主要有WiFi，蜂窝网和卫星通信等，其中WiFi由于具备网络传输速率高、抗干扰能力强等特点，比较适合几百米范围内的通信，蜂窝网需要在其覆盖范围内使用，而卫星通信不受距离限制，但成本较高。
2.自主航行ASV与USV在概念上有所区别，主要表现在：①ASV 的航行、碰壁策略由自动控制系统提供，自动控制系统由远程控制中心或者由船舶自身控制，但船舶上允许有维护和服务人员；②USV可以是自主航行，也可以远程控制，但船舶上没有人。
ASV要求船舶自身具有完整的动力控制系统、航迹/航向控制系统、自动避碰系统、故障诊断系统和应急处置系统。
ASV一旦失控可能会造成十分严重的后果，因此在航行时ASV应与普通船舶一样遵守相同的交通规则，且一旦有故障发生，应采取应急措施。
3.远程遥控/自主航行双模以目前理论水平和技术条件而言，完全替代人来操控船舶是很难实现的。
采用远程遥控/自主航行双模这样一种比较常见和安全的控制方式是比较合适的。
船舶为自主航行船舶，船舶电脑系统中显示的航行路径、气象导航和轨迹参数会实时地更新和存储，通过雷达、AIS和红外传感器监测周围环境。
2020年第10期1411 智能无人船舶的概念无人船主要包括硬件以及软件部分，硬件属于载体，而软件就是驾驭硬件系统的灵魂，控制着无人船的轨迹。
无人船控制系统主要是由水上无人船子系统以及岸基监控子系统构成。
其中，水上无人船子系统由无人船下位机主控中心、网络通信子系统以及备用控制中心系统等构成。
岸基监控子系统包括无人船控制中心以及无人船视频监控中心。
近些年来，随着大数据以及虚拟现实等全新技术的不断进步，无人车以及无人超市等开始受到大家的关注和重视。
在无人船出现之前，广泛被热议就是智能船舶。
智能无人船舶的总体发展属于不断发展的阶段，最早通过采用互联互通的方式对船舶进行远程操控以及监测；随后进行不同方面的资源整合运用，制定出严格的船舶数据标准，将多源异构系统转变为单一集成系统，实施平台化管理；现阶段采用了远程通信的方法，对被控制船舶实施全方位的操控，运用高度繁杂的软件技术完成自主操作[1]。
2 国内无人船发展概况国内 USV （无人水面艇）的研究时间较晚，不过已经开始从概念设计逐步演变到运用操作上。
例如，在青岛奥帆赛进行过程中提供的气象应急保障服务大部分都是通过 “天象 1 号”USV 进行。
随着科学技术的不断进步，我国 USV 技术也得到突飞猛进的发展，其中珠海云洲智能有限公司属于我国无人船艇行业的龙头，其率先研发了全球首艘环境测量无人船和国内第一艘隐身无人艇。
在国内无人船研究领域，云洲具有非常重要的话语权。
该公司2010年由国内外无人船发展现状及趋势李舒明福建船政交通职业学院，福建 福州 350007摘要：与时下热议的无人机相同，无人船也逐渐步入大众视界。
无人船即运用精确卫星制导和自身传感，依据预设任务在水面航行的全自动水面机器人。
随着通信技术和人工智能技术的不断普及以及进步，无人船也开始步入飞速进步阶段。
文章重点分析无人船发展背景，研究当前国内外无人船发展近况以及总体方向。
关键词：卫星定位；无人船；无人技术中图分类号：U664.82数名学生在珠海高新区注册成立，早期依靠相关的补助进行研发，不但资金匮乏，同时人才储备也不足。
国内外水下无人机应用研究近年来，随着科技的不断发展，水下无人机的应用也越来越广泛。
无人机可以在水下执行各种任务，如水下勘探、测量、机械维护等，为人类的生产、生活带来了诸多便利。
本文将重点介绍国内外水下无人机的应用研究现状。
一、国内水下无人机应用研究我国自2008年开始研发水下无人机，短短10年间，水下无人机得到了长足的发展。
目前，在国内已经有多家企业研发生产水下无人机。
1、水下考古水下考古是水下无人机应用的一大领域。
以中山舰水下考古为例，浙江贝格科技公司研发的“深蓝号”水下机器人成功为该次水下考古提供了有力支持。
该机器人采用自主控制技术，可承担自主巡航、自主取样和自主处理证据等任务。
2、海洋勘探海洋是人们了解地球历史和人类发展的宝库，而海底深入广阔，传统的勘探方式并不能完全满足需要。
水下无人机的推出填补了这一空白。
我国的20余家企业研发的数十款水下无人机，都可以执行海洋勘探等相关任务。
3、防灾抢险防灾抢险是水下无人机又一重要的应用领域。
在灾难发生后，水下无人机可以快速进入水中，搜救被困人员或者检测灾害情况，为后续的救援工作做好充分准备。
例如，2018年厦门市出现水库泄漏事件，厦门市水务局通过无人机搜救，成功找到被困人员并成功抢救。
二、国外水下无人机应用研究随着海洋开发程度的提高，国外对水下无人机应用研究也十分重视，美国、日本、韩国、欧盟、加拿大等国家均有不少于5家以上的企业在此领域中进行研究和发展。
1、商业勘测水下无人机在商业勘测中也有广泛应用。
有些企业利用无人机搜寻探测海底的石油和天然气资源；还有一些企业将其应用于深海旅游，并为游客提供最佳的海底游览服务。
2、海洋环境监测水下无人机的环境监测使用较为广泛，可以为科研人员提供更多的信息。
例如，美国旧金山的Farallon反潜警戒网络，就采用了水下无人机进行水下热量监测和海流测量。
3、深海工程由于传统的海底运营成本高昂，深海平台维护困难，因此在深海工程中使用水下无人机的趋势也逐渐加强。
基础科技船舶物资与市场 130 引言水面无人艇，是一种无人驾驶的水面船舶，主要通过智能控制实现自主驾驶，多用于执行危险且不适宜有人船只执行的任务。
水面无人艇航速较快，部分能达到40 ~50 kn ；具有一定的续航能力，大约能持续航行几百海里，且可以与岸基或母船进行实时通讯，另外水面无人艇上配备先进的武器系统、通讯系统、控制系统以及智能感知系统，使得水面无人艇作战性能更强大，适用性更广泛。
水面无人艇依托母船平台或岸基进行布放和回收，布放后的水面无人艇集群之间能够进行组网和协同作战，这也大大提升水面无人艇编队及整体作战体系的战斗能力[1]。
水面无人艇在军用领域和民用领域都有广泛的应用前景。
本文介绍水面无人艇的组成构架和关键技术，并分析国内外水面无人艇的研究现状和发展趋势。
1 水面无人艇组成水面无人艇主要由艇体、动力与能源系统、导航与控制系统、通信系统、感知/信息采集系统、任务系统等组成，经由地面基站或母船进行控制或信息交换[1]。
艇型是最基本的组成部分，影响水面无人艇的安全性、快速性、平稳性及耐波性等参数，目前许多水面无人艇都在刚性充气艇的基础上进行设计。
常用的材料有铝合金、玻璃纤维等，壳体中间为泡沫夹层，近年研制出的一些水面无人艇采用碳纤维与碳纳米管材料。
导航与控制系统能够实时显示水面无人艇的位置信息，根据这些信息控制水面无人艇的航向、航速，以及在自主模式下实现自动路径规划等。
水面无人艇一般有2种推进方式，分别为螺旋桨和喷水推进。
水面无人艇上安装有水面无人艇研究现状与发展趋势唐杭斌（中国船舶集团有限公司第七一五研究所，浙江 杭州310023）摘 要 ：水面无人艇（Unmanned Surface Vehicle ，USV ）是一种通过智能控制方式从而实现无人驾驶的水面船舶。
由于其能够长时间执行危险任务，且具有较好的机动性、自主操控性并能够携带一定重量的载荷，被广泛应用于多种水域，以执行反水雷、反潜、情报监视与侦查、环境监测等多种任务。
2024年无人船市场规模分析简介无人船是一种基于先进技术的无人驾驶船舶，它能够根据预设的路径和任务自主航行，为各行业提供自动化和智能化解决方案。
无人船市场近年来呈现出持续增长的趋势，本文将对无人船市场规模进行分析。
市场规模分析全球无人船市场规模根据市场研究公司的数据，2019年全球无人船市场规模达到XX亿元。
预计到2025年，全球市场规模将增长至XX亿元，年复合增长率为XX%。
这主要归因于以下几个因素：1.技术创新和进步：随着无人船技术的不断发展，其功能和性能得到不断提升，各行业对无人船的需求也越来越大。
2.成本效益：相比传统船舶，无人船能够实现自主航行、自动化操作，从而减少劳动力成本，提高工作效率。
3.应用领域日益扩大：无人船在海洋勘探、海上救援、水下考古、环境监测等领域均有广泛应用，驱动了市场需求的增加。
中国无人船市场规模作为全球无人船市场的主要参与者之一，中国的无人船市场也呈现出快速增长的势头。
根据数据统计，2019年中国无人船市场规模超过XX亿元，预计到2025年将达到XX亿元，年复合增长率约为XX%。
中国无人船市场的增长得益于以下几个因素：1.政策支持：中国政府出台了一系列支持和鼓励无人船技术研发和应用的政策，为市场发展提供了政策保障。
2.海洋经济发展：中国拥有丰富的海洋资源和广阔的海洋领域，无人船在海洋勘探、渔业、航运等方面具有广阔的应用前景。
3.创新实力：中国在无人船领域拥有众多优秀企业和研发团队，不断推出具有自主知识产权的无人船产品，满足市场需求。
市场前景随着技术进步和市场需求的不断增长，无人船市场具有良好的发展前景。
预计未来几年，无人船市场将继续保持较高的增长速度。
以下是市场前景的几个关键因素：1.应用领域扩大：随着无人船应用领域的不断扩大，包括海洋勘探、水产养殖、海上救援等多个领域，市场规模将进一步扩大。
2.技术创新提升：随着技术的不断进步，无人船的自主导航、环境感知和数据处理能力将得到进一步提升，进一步推动市场发展。
一、国外水下无人装备现状本文以水下无人航行器、水下预置装备、水下监听网等典型水下无人装备的研究现状及典型项目案例为牵引，综述国外水下无人装备的发展现状。
⒈水下无人航行器水下无人航行器(UUV)也称无人潜航器，美海军将UUV定义为无人、自带能源、自推进、自主控制(预编程或实时自适应使命控制)或最低程度监控、无缆(除数据光纤)的潜器；俄罗斯海洋科学技术研究所将UUV定义为能够在预定海域深度范围内，按照预编程轨迹航行并完成需要作业的装有仪器设备的潜器。
⑴UUV的发展现状UUV起源于20世纪50年代末，但由于技术条件限制，致使UUV发展缓慢，80年代以后，随着计算机性能的提升、水声通信技术的突破，UUV开始具备半自主控制能力。
21世纪以来，伴随着智能算法的应用、海洋资源的探索及军备竞争的需要，在军民科研领域掀起了UUV研究热潮，各种新概念、新方向被提出，UUV的自主控制水平得到进一步提高，其任务开始从反水雷向反潜、水下侦察、探测与识别等领域扩展。
美国是最早研究、研制UUV且技术最先进的国家，主要的UUV产品有蓝鳍金枪鱼机器人公司的Bluefin系列、WHOI的ABEAUV、Oceanserver公司的IverAUV等，军用UUV的典型型号有便携式的SAHRV、轻型的SMCM和重型的BPAUV等；欧洲国家在UUV的发展上仅此于美国，主要的UUV产品有挪威的REMUS系列(交付美海军)及HUGIN系列、法国的Alister系列、瑞典的SAAB 系列、英国的Autosub系列和Tailsman系列、德国的seaOtterMK系列。
另外，我国周边的俄罗斯和日本在UUV研究方面也具备较高的水平，例如俄罗斯海洋技术研究所的SKATAUV和MT-88AUV、日本海洋科学技术中心的深海型URASHIMAAUV等。
⑵UUV典型分类随着水下作业需求的增加，更多适应不同工作需求的水下无人航行器研制并应用，按照结构及工作模式，主要分为遥控水下航行器(ROV)和自主水下航行器(UUV)。
USV与AUV国内外发展情况一、USV国内发展情况1.1上海海事大学“海腾01”上海海事大学日前对外发布最新科研成果，由该校科学研究院航运技术与控制工程交通行业重点实验室无人水面艇课题组开发研制的“‘海腾01’号智能高速无人水面艇”成功落水。
作为国际研究热点，“海腾01”号瞄准世界最先进无人水面艇技术，开发具有全天候、高海况下自主航行，实时进行水面监视监测、水下测量勘探功能,多操控模式、大载荷特点的高速无人水面艇。
“海腾01”号可在海事巡航、航道测量、水文监测、水面防污染监测、进出港与过境船舶监测监视、水上消防、水上溢油控制与回收、海上搜寻救助、沉船勘探打捞、水上反恐、专属经济区守护与活动取证、海洋资源调查与取样等领域无人作业。
该项目获得2010年中央财政支持地方高校发展专项资金支持，并在国内首次实现海上溢油处理水面机器人技术及其装备的试验性应用。
据介绍，“海腾01”号智能高速无人水面艇长10.5米，宽3.6米，满载排水量8.5吨，吃水0.8米。
使用喷水推进，最大航速40节，巡航速度30节。
由艇体、推进系统、能源系统、导航系统、通讯系统、控制系统和任务系统等组成。
具有全自航模式、半自航模式和全遥控模式三种工作模式。
配备有毫米波雷达、激光雷达、前视声纳、立体视觉和360度监控摄像机等监测设备，可进行水上和水下障碍物的全方位探测。
并通过多源信息融合提高障碍物探测的准确性和可靠性，为自主避障提供足够信息。
“海腾01”号既可无人驾驶，也可人工驾驶，驾控台上的人工驾驶具有最高优先级，便于无人艇调试过程中的监控与紧急情况处置。
1.2上海海事大学“Silver frog”上海海事大学研制的“Silver frog”号USV 为双体型铝合金小船，是一个多任务通用平台，艇长2.7m、宽1.48m、型深0.36m，艇重60kg，有效载荷100kg。
采用双螺旋桨推进，由DC 电机驱动，依靠推力差进行转向控制。
航速可达6kn（艇重60kg 时），使用60Ah 的锂电池组供电。
国内外无人艇发展现状及典型作战应用研究1. 本文概述本文主要研究国内外无人艇的发展现状及典型作战应用。
无人艇作为一种无人操控的船只，具有自主航行、任务执行和遥控等特点。
随着人工智能和海洋科技的不断发展，无人艇已成为海洋领域的研究热点。
本文将深入探讨无人艇在作战领域的应用优势和发展趋势，包括其在战场监控、情报收集、炮火支援等方面的应用。
同时，本文还将分析无人艇市场现状，包括技术创新、应用拓展以及国际合作等方面的发展趋势。
通过本文的研究，旨在为相关领域的研究人员和决策者提供参考，推动无人艇技术的发展和应用。
2. 国内外无人艇发展现状近年来，无人艇技术取得了显著进展，成为海洋领域研究的热点。
无人艇通常具有小型化、轻量化的特点，并具备自主航行、任务执行和遥控等能力。
随着人工智能和海洋科技的发展，无人艇的自主航行和任务执行能力不断提升。
国内外许多机构和公司已投入到无人艇的研究和开发中，并取得了重要成果。
例如，中国船舶科学研究中心研发的“天狼星”无人艇具有高自主航行和任务执行能力。
美国波音公司研制的“幽灵骑士”无人艇则配备了先进的传感器和导航设备，能在复杂环境中进行侦察和情报收集任务。
技术创新：无人艇将采用更先进的传感器、导航设备和人工智能技术，提高其自主性和任务执行能力。
应用拓展：无人艇的应用将从海上作战领域延伸到环保监测、海洋资源开发等领域。
合作发展：各国将加强在无人艇技术领域的合作，共同推动无人艇技术的发展和应用。
无人艇在海上作战中具有广泛的应用前景，包括战场监控、情报收集、炮火支援等任务。
其在提供实时情报、图像传输以及精确打击敌方目标等方面具有显著优势。
船型技术是水面无人艇快速性和稳定性的关键技术。
目前已有的船型包括半潜、常规滑行、半滑行、水翼等，其中常规滑行和半滑行是研究的重点。
这些船型各有特点，如常规滑行艇综合性能好但稳定性差，而半滑行艇则具有较低的阻力和较高的适航性。
无人艇的吊放与回收技术是实际使用中的重要环节。
