高精度水聲綜合定位技術從“跟跑”到局部領先

面向我國海底礦產資源精細調查、勘探、開采的作業需求，緊密結合?7?000?m?載人潛水器“蛟龍”號、“潛龍?1?號”水下無人機器人（AUV）、深?？臻g站等重大海洋裝備與工程的亞米級定位需求，依托“科學”號科考船，科技部于“十二五”安排了“深水高精度水下綜合定位系統研制”項目，發展相關的技術和設備，形成了一套具有自主知識產權水下綜合定位系統樣機，可以在?7?000?m?海深內提供高精度定位服務。

該樣機于?2015?年起服役于“科學”號科考船，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的海上驗收，并為該航次的海底地形地貌測量、冷泉熱液噴口發現等工作提供了水下優質可靠的定位信息。此次海試首次實現了深海超短基線和長基線有機結合的綜合定位跟蹤模式，在單周期內同步保障了水下平臺的高精度導航和水面對水下平臺的跟蹤監視，定位精度優于?0.5?m，并實現了國內首次成功完成復雜海山地形下精準可靠長基線作業，獲取了我國首個亞米級冷泉熱液地形地貌圖。

在深海高精度水聲綜合定位系統引導下，我國“深海勇士”號載人潛水器?2017?年?9?月?29?日在南海?3?500?m?深處僅?10?min?就快速找到預定的海底目標，實現了“大海撈針”，這標志著我國深海高精度水聲定位裝備與技術達到國際領先水平。深海定位精度首次達到?0.3?m、定位有效率超過?90%，綜合技術水平進入世界領先行列。成功支撐了剛剛結束的我國“深海勇士”號載人深潛首航試驗和我國最先進科考船“科學號”南海綜合調查科學考察?2?次任務，為我國開展萬米深淵“馬里亞納海溝”科學探索等深海實踐，奠定了堅實的技術與裝備基礎。

面向我國重大發展戰略需求的水聲定位導航技術（圖?1），其主要需求特征體現在“深、遠、精、多”，即“深海底、遠距離、精度高、多用戶”。從“十五”到“十二五”，我國的深海實踐已經從?4?500?m?步進至?7?000?m，目前?11?000?m?的深淵科學與技術正在如火如荼展開；作用距離由已達的?8?000?m?正在向?12?000?m??邁進；定位精度從幾十米量級以進步至優于?0.5?m，新的需求將精度要求提至?10?cm；而可接入的目標數也從單目標定位到滿足水下多作業平臺的集群定位。我國水聲定位導航技術已基本完成了“跟跑”，進入“并跑”的初級階段，其中萬米級高精度定位導航處于領跑階段。

相關文章