国外深海无人潜航器装备及技术发展研究
海洋测绘服务中的无人船技术在海洋勘测中的应用研究
海洋测绘服务中的无人船技术在海洋勘测中的应用研究随着科技的不断进步，海洋测绘服务中的无人船技术在海洋勘测中发挥着越来越重要的作用。
无人船技术的广泛应用为海洋勘测提供了更多的便利和可能性。
本文将探讨无人船技术的特点、优势以及在海洋勘测中的应用研究。
首先，我们将介绍无人船技术的特点。
无人船是一种无人驾驶的船只，它通过搭载各种传感器和设备，利用自主导航系统来执行特定的任务。
与传统的有人船相比，无人船具有以下几个显著特点。
首先，无人船可以有效地减少人力资源的需求，从而降低相关成本。
其次，无人船可以长时间持续工作，不受人的疲劳和工作时间限制。
此外，无人船还可以在恶劣的海洋环境中工作，例如恶劣的天气条件或海洋深海等。
由于这些特点，无人船技术在海洋测绘服务中具有广阔的应用前景。
其次，我们将探讨无人船技术在海洋勘测中的应用研究。
无人船技术在海洋测绘服务中的应用可以分为以下几个方面。
首先是海洋地形测绘。
无人船搭载了各种传感器，如声纳和测深仪等，可以精确地测量海洋地形和海洋的深度。
这些数据对于海洋资源的开发利用和海洋环境的保护至关重要。
无人船的自主导航系统和良好的机动性能可以确保测绘数据的准确性和全面性。
第二是海洋生物调查。
无人船技术可以搭载各种生物传感器和摄像设备，用于监测海洋生物的种类、数量和分布等。
这些数据对于海洋生态系统的研究和保护具有重要意义。
无人船的自主性和灵活性使其能够深入到海洋中不易到达的区域进行生物调查，为科学家提供宝贵的数据。
第三是海洋环境监测。
无人船技术可以用于监测海洋中的水质、海洋污染物和海洋气候等环境因素。
通过搭载各种传感器和设备，无人船可以实时监测环境数据，并将数据传输回地面控制中心进行分析和处理。
这些数据对于环境保护和自然灾害预警具有重要意义。
最后，我们将分析无人船技术在海洋测绘中的优势。
相比传统的有人船勘测，无人船具有以下几个显著的优势。
首先，无人船可以降低勘测成本，减少人力资源的需求。
第2章 深潜器的基础知识1——概念和国外发展情况
按照是否可以运动，有固定式和移动式之分。 移动式潜水器按载人与否可以分为载人潜水器(human occupied vehicle,
HOV)和无人潜水器(unmanned underwater vehicle, UUV)两种。
无人潜水器按照与水面母船或平台之间是否有连接，又可以分为两大类
要用于完成观察和视像摄影的记录工作，后者主要用于水下操作任务。
载人潜水器可以分为作业型载人潜水器、单人常压潜水装具、深潜救生艇
和移动式救生钟等。
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上海海事大学
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第2章 潜水器的基本知识
3、主要载人潜水器
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上海海事大学
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第2章 潜水器的基本知识
1964年建造的“阿尔文”号载人潜水器是美国的代表作，可以下潜
到4500米的深海。1985年，它找到泰坦尼克号沉船的残骸，如今已经进
行过近5000次下潜，是当今世界上下潜次数最多的载人潜水器。
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上海海事大学
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第2章 潜水器的基本知识——国外
俄罗斯是目前世界上拥有载人潜水器最多的国家，比较著名的是 1987年建成的“CR-1”号和“CR-2”号两艘6000米级潜水器，带有12套 检测深海环境参数和海底地貌的设备，最大特点就是能源比较充足，可 以在水下待17小时~20小时。电影《泰坦尼克号》里面很多镜头就是“和 平1”号和“和平2”号探测的镜头。2007年8月2日由两艘“和平”号载 人潜水器联合完成的俄罗斯“北极一2007”海洋科学考察。
、作业能力最强的载人深潜器。“SHINKAI 6500”号在水下作业时间长
达8小时，曾下潜到6527米深的海底，创造了载人潜水器深潜的纪录。自
深海勘探技术的发展与展望
深海勘探技术的发展与展望随着人类的科技不断发展，深海勘探的技术也不断更新。
从初期的使用潜水器进行勘探，到今天的无人潜航器、遥控器和机器人。
技术的提高让人们对于深海的探索更加深入。
本文将探讨深海勘探技术的发展和未来展望。
一、深海勘探技术的历史在过去的20世纪初，人们对于深海的了解非常有限。
只有那些经过长期的探险才能对深海的情况有一定了解。
随着科技的不断发展，深海勘探技术也逐渐发展起来。
20世纪初，投入深海勘探的潜水器通常是由人驾驶的，潜水器很重，深入水底十分困难。
到了20世纪50年代，随着技术的提升，人们开始使用具有自行运动能力的潜水器，也就是无人潜水器，用于深海勘探。
到了20世纪60年代，深入水底大约5000米的深海潜艇“特里贝号”开始在深海中运行。
这个时期的潜艇通常大型而重量巨大。
因此，一般需要使用浮起液体的潜水物品，以减少潜艇的重量。
70年代中期，深入水底大约7000米的高海压容器LBS-VP开始使用鱼雷推进器作为潜水器，人们从此能够深入海底更远并进行更多的探索。
90年代开始，摆脱传统人驾驶的深海勘探技术开始了崭新的发展时期，从有无人驾驶的深度潜水器开始，更加智能化的胶囊深潜器也出现在人们的眼前。
直到今天，深海勘探技术已经取得了长足的进步。
配备了丰富内部设施和测量仪器，不仅能够进行标准化的采样和分析，甚至还能在深海中发现新的物种。
二、深海勘探技术的现状现在，深海勘探技术的最新成果是无人潜航器/海洋机器人。
深海无人潜航器是指被船只控制的一个自主型无人遥控器机器人，它不仅可以自主实施样品采集、水文学和地形学勘测、摄像和图像记录等勘探任务，而且还能够高效地完成立体测绘、施工、修建、运输氧气等一系列的工作。
该机器人系统采用自主型的技术、通信系统和自主式传输系统，能够合理地调配各种传感器和控制系统，从而实现自主进行深海勘探。
另外，现在深海勘探技术也已经涉及到了资源勘探。
经过深海勘探，物理地球勘探和岩石学勘探，人们逐渐找到了深海中的矿产资源。
深海探测器的自主导航技术与应用研究与分析
深海探测器的自主导航技术与应用研究与分析在人类探索海洋的进程中，深海探测器扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断进步，深海探测器的自主导航技术也取得了显著的发展，为我们深入了解神秘的深海世界提供了有力的支持。
深海环境极为复杂和恶劣，压力巨大、温度极低、光线微弱，这给深海探测器的导航带来了巨大的挑战。
在这样的环境下，传统的导航方法往往难以奏效，因此，发展先进的自主导航技术成为了必然的选择。
目前，常见的深海探测器自主导航技术主要包括惯性导航、声学导航、地球物理场导航以及组合导航等。
惯性导航是一种不依赖外部信息的自主导航方式，通过测量探测器的加速度和角速度来推算其位置和姿态。
然而，惯性导航存在误差积累的问题，长时间工作后精度会逐渐降低。
声学导航则是利用声波在海水中的传播特性来实现导航。
例如，长基线声学导航系统通过在海底布设多个声学基站，探测器接收基站发射的信号来确定自身位置。
这种导航方式精度较高，但系统复杂，成本昂贵，而且容易受到海洋环境噪声的干扰。
地球物理场导航是基于海洋中地球物理场的特征来进行导航，如地磁场、重力场等。
这种导航方式具有自主性强、隐蔽性好等优点，但地球物理场的测量精度和模型精度对导航效果有较大影响。
为了克服单一导航技术的局限性，组合导航技术应运而生。
将惯性导航与声学导航、地球物理场导航等相结合，可以充分发挥各种导航技术的优势，提高导航系统的精度和可靠性。
深海探测器自主导航技术的应用领域非常广泛。
在海洋科学研究方面，它能够帮助科学家精确地测量海洋物理、化学和生物等参数，深入了解海洋的生态系统和气候变化。
例如，通过自主导航，探测器可以按照预定的轨迹采集不同深度的水样，分析其中的化学成分和微生物群落，为研究海洋的物质循环和生态平衡提供重要的数据。
在资源勘探方面，深海蕴含着丰富的矿产资源和能源，如石油、天然气、锰结核等。
深海探测器的自主导航技术可以使勘探设备准确地到达目标区域，进行高效的资源探测和评估。
2024年无人潜航器市场调研报告
2024年无人潜航器市场调研报告1. 引言无人潜航器是一种能够在水下环境中独立工作的设备，通过搭载各类传感器和执行器，实现对水下目标的勘测、观测和采样等任务。
近年来，无人潜航器在海洋资源勘测、海洋环境监测和水下考古等领域得到广泛应用。
本报告旨在对无人潜航器市场进行调研，并分析其发展趋势和商机。
2. 市场概况无人潜航器市场呈现快速增长的态势。
目前，该市场主要由航母潜航器和自主潜航器两大类产品组成。
航母潜航器一般由海洋科研机构或大型企业独立研制，并在特定任务中使用。
自主潜航器则是指由多个小型潜航器组成的网络，能够进行协同工作。
自主潜航器市场增长迅猛，受到越来越多领域的关注。
3. 市场驱动因素3.1 技术进步无人潜航器的迅猛发展得益于技术的不断进步。
随着传感器、通信和导航技术的提升，无人潜航器具备更高的自主能力和数据处理能力，能够在复杂水下环境中开展更加复杂的任务。
3.2 海洋资源勘测需求随着人类对海洋资源的需求不断增加，海洋资源勘测成为重要的任务。
无人潜航器能够深入水下环境，对海底地形、生物资源和海洋矿产进行调查，为海洋资源的开发提供重要的数据支持。
3.3 环境监测需求为了保护海洋生态环境，对海洋环境进行实时监测显得尤为重要。
无人潜航器能够搭载各类传感器，对水下环境参数进行监测，提供有关海洋环境状况的数据，为环境保护提供科学依据。
4. 市场竞争格局目前，无人潜航器市场竞争激烈，主要供应商包括国际知名企业和本土企业。
国际知名企业凭借先进的技术和规模经济优势，占据市场的主要份额。
本土企业则通过技术创新和服务质量的提升，逐渐蚕食国际竞争对手的市场份额。
4.1 国际知名企业国际知名企业在无人潜航器市场具有较强竞争力，例如美国的Bluefin Robotics、法国的iXblue、德国的Schilling Robotics等。
这些企业在技术研发、产品质量和市场拓展方面处于领先地位。
4.2 本土企业中国无人潜航器市场的本土企业也逐渐崭露头角。
水下通信技术综述
水下通信技术综述随着科技的不断发展，水下通信技术也日益受到。
水下环境具有特殊的挑战，包括低能见度、高压力、温度变化、盐度等等，这些因素都对通信技术提出了更高的要求。
本文将综述水下通信技术的发展历程、现状以及未来的趋势。
一、水下通信技术发展历程水下通信技术的发展可以追溯到20世纪初期，当时主要是通过水下无线电波来进行通信。
然而，由于水下环境的复杂性和不确定性，早期的水下通信技术存在着许多困难。
随着技术的不断进步，水下通信技术也在不断发展。
进入21世纪以来，水下通信技术取得了显著的进步。
其中，水下机器人(AUV)和自主水下航行器(AUV)的发展，为水下通信技术的发展提供了新的机遇。
二、水下通信技术现状目前，水下通信技术主要有以下几种：1、水下无线电通信水下无线电通信是早期水下通信的主要方式，其优点是传输距离远，但存在着信号衰减严重、稳定性差等问题。
为了提高通信稳定性，研究人员开发出了许多无线电通信协议，比如TCP/IP、UDP等。
2、水下声学通信水下声学通信是一种利用声波进行通信的方式，其优点是传输距离较远、信号衰减小、稳定性较好。
但缺点是受到水温、盐度、压力等多种因素的影响，通信质量不稳定。
3、水下光学通信水下光学通信是一种利用光波进行通信的方式，其优点是传输速度快、带宽大、安全性高。
但缺点是受到水中的能见度、悬浮物、压力等多种因素的影响，通信距离和稳定性有限。
4、水下超短波通信水下超短波通信是一种利用超短波进行通信的方式，其优点是传输距离远、信号衰减小、稳定性较好。
但缺点是频段较为紧张，带宽有限。
三、水下通信技术未来趋势未来水下通信技术的发展，将主要集中在以下几个方面：1、高性能传感器和设备的开发随着水下机器人和自主水下航行器的广泛应用，对于高性能传感器和设备的开发将成为一个重要的方向。
这些设备需要具有更高的精度、更低的能耗以及更强的数据处理能力。
2、水下物联网的普及和发展水下物联网是将物联网技术应用到水下环境中，实现水下设备的互联互通和智能化管理。
我国深海自主水下机器人的研究现状
我国深海自主水下机器人的研究现状一、本文概述随着科技的飞速发展，深海探索已成为人类认识地球、拓展生存空间、开发资源的重要领域。
深海自主水下机器人（AUV）作为深海探索的核心装备，其技术水平直接决定了我国在深海资源开发、深海科学研究、海洋环境监测等领域的竞争力。
本文旨在全面梳理我国深海自主水下机器人的研究现状，分析存在的问题和挑战，并展望未来的发展趋势，以期为推动我国深海自主水下机器人技术的进一步发展提供参考和借鉴。
本文将首先回顾深海自主水下机器人的发展历程，阐述其在我国海洋战略中的重要地位。
接着，将从设计制造、导航定位、智能感知与控制等方面，详细介绍我国深海自主水下机器人的技术现状，以及在国际上的地位和影响力。
在此基础上，本文将深入探讨我国在深海自主水下机器人技术研究中面临的主要问题和挑战，包括核心技术瓶颈、关键部件依赖进口、研发周期长、经费投入不足等。
本文将对未来深海自主水下机器人技术的发展趋势进行展望，提出针对性的建议，以期为我国深海自主水下机器人技术的持续创新和发展提供有益的参考。
二、深海自主水下机器人技术概述深海自主水下机器人（AUV，Autonomous Underwater Vehicle）是海洋工程技术与机器人技术相结合的产物，具有高度的自主性，能够在无人操控的情况下，独立完成复杂的海洋环境探测、海底地形测绘、海洋资源勘探等任务。
我国深海自主水下机器人的研究，经过多年的积累和发展，已经取得了一系列显著的成果。
在硬件设计方面，我国的深海AUV已经具备了较高的耐压性、稳定性和续航能力。
许多型号的AUV采用了先进的复合材料和轻量化设计，有效减轻了机体的重量，提高了其在深海环境中的机动性和灵活性。
同时，AUV的推进系统也经过了优化设计，能够在各种复杂的海洋环境中稳定运行，保证了探测任务的顺利完成。
在软件与控制系统方面，我国的深海AUV已经实现了较高的智能化水平。
通过搭载先进的导航、定位和控制系统，AUV能够自主完成路径规划、避障、目标跟踪等任务。
深海无人潜航器新型方案设计
第33期2019年11月No.33November ，2019深海无人潜航器新型方案设计摘要：文章基于对国内外深海无人潜航器的现状和发展趋势的分析，总结前人经验，通过数字化设计，用Solidworks 建立无人潜航器的三维模型，确定深海无人潜航器的结构，基于3D 打印技术完成所需配件、外壳的制作，加入单片机实现潜航器的运动控制，完成无人潜航器实体模型，后期将在广州航海学院多功能船舶与海洋水池中进行水下实验，收集实验数据，验证模型的可行性，为下一代无人潜航器的制作奠定基础。
关键词：无人潜航器；方案设计；建模；单片机控制中图分类号：U674文献标志码：A江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information端木玉，陈奕忠，李镇欣（广州航海学院船舶与海洋工程学院，广东广州510725）基金项目：广东省级大学生创新创业训练计划项目；项目编号：S201911106016。
作者简介：端木玉（1981—），男，江苏南京人，讲师，博士；研究方向：船舶与海洋工程。
引言无人潜航器（unmanned underwater vehicle ，UUV ）是一种无人操作，靠遥控或自动控制在水下航行的设备，按其应用领域分为军用和民用。
在民用方面，寻找失事舰船、潜艇探测打捞、搜索海底资源、绘制海图等，无人潜航器已经成为一大助力，如：美国的BLUEFIN-21型AUV 曾参与马航的水下搜寻。
在军用方面，无人潜航器的作用也是一大助力，如：战术水文资料的收集、水下侦察、排除水雷及反潜。
2018年日本就考虑使用无人潜航器对潜艇进行跟踪监视任务。
未来，随着无人潜航器的应用领域不断扩大，深海潜器会向着性能更强、兼容性更强、续航力更高、智能化程度更高等方向发展，更多的高科技技术将应用于无人潜航器，将产生新概念的无人潜航器［1］。
目前，世界上大多数国家正在从事无人潜航器的研制，其中，美国、俄罗斯、欧洲、日本、法国等国家处于领先地位。
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862 4490 5308 50000 3700
俄罗斯
Klavesin-2R-PM
MT-88
英国 重型和巨
Autosub 6000 标准型 Autosub 6000 勘测型
型无人潜 法国
ALISTER 3000
航器 挪威 “休金-3000”（HUGIN 3000）“鹰雷”（EaFra bibliotekle Ray）
3500
6000
在研
在研 在役 在役 在研 在役 在研 在役 在役 在役 在役 在役 在役 在役 在役 在役 在役
在役
在役
*REMUS 系列由美国企业研制，产品已装备美海军，之后该企业被挪威收购，为挪威所有。
深海作业的重型和巨型无人潜航器，为保障深海耐压性及水动力特性，外形多采用鱼雷形，同时 为了满足续航力要求及传感器功耗，其能源主要采用高性能锂电池和燃料电池，少数型号使用碱性电 池。目前，美国深海作业无人潜航器技术水平较高，传感器技术先进，除用于海洋调查外还可执行情 报监视侦察等任务。俄罗斯起步较早，发展缓慢，但为了控制北冰洋海域资源，目前非常重视并积极 研制深海无人潜航器。欧洲其他国家也装备性能优良的深海无人潜航器，主要用于对深海环境探测及 科研。日、韩无人潜航器发展水平整体落后，但也具备可在 3000 m 以下执行任务的型号，其中日本“浦
“斯洛克姆”
1.79×1.01×0.49
60
温差能驱动型
1.5×0.21×0.21（主体）
水下
美国
“喷射”（SprayGlider）
1.8×1.01×0.3
52
滑翔机
1.8×0.3×0.3（主体）
2000 在役 暂停
1500 发展
Seaglider
2.8×1×0.4
52
1.8×0.3×0.3（主体）
日本
Explorer 5000 r2D4
“浦岛”（URASHIMA）
5.5×0.74×0.74 4.40×1.08×0.81
10×1.3×1.5
1250 1506
9072（燃料电池型） 7257（标准型）
韩国
OKPO-6000
3.8×0.7×0.7
900
5920
6000 1000 3050 3300 2000 6000 6000 6000 3000 3000 3000 2200 3000 3000 5000 4000
加拿大
AsterX Explorer 3000
6.5×1×1 3.81×1.12×1.19
5.5×0.9×0.9 6.82×0.9×0.9 5×1.68×1.45
5.35×1×1 4.5×0.69×0.69 4.5×0.69×0.69 4.5×0.69×0.69
3700 1150 2000 2400 2100 1200 920 793 630
关 键 词：深海资源、深海探测、无人潜航器
中图分类号：P754.3
文献标识码：A
0引言
深海中，储存着大量资源，包括可燃冰、海底油气、多金属结核、富钴结壳和热液硫化物等，都 是未来陆地矿产资源的重要替代资源。然而，受深海恶劣环境的制约，人类对深海资源的开发利用还 十分有限。目前，各国争相加入“深海竞赛”，加快占领深海资源的步伐。国家在全国科技创新大会上 明确提出了“深海进入”、“深海探测”、“深海开发”的深海“三部曲”战略。其中，“深海探测”是我国走向 深海的重要一环，而深海无人潜航器则是承担这一任务的重要工具。深海无人潜航器成本低、适应环 境能力强，成为各国深海探测的主要装备之一。近年来，各国在深海无人潜航器的装备技术发展上都 取得了一定的突破，并已用于执行深海海洋环境调查、资源探测等任务。
1 发展现状
受无人潜航器结构、能源等因素的制约，本文研究的深海无人潜航器主要指潜深可超过 1000 米、 具备深海环境作业能力的无人潜航器，并按照其航行模式分为 2 类：一类是依靠浮力驱动的水下滑翔 机；另一类是依靠电能航行的重型和巨型无人潜航器（美国 2004 年发布的《水下无人航行器主计划》， 按照水下无人航行器的重量、排水量、载荷和续航力不同，将其分为便携型、轻型、重型和巨型 4 类）。
420
中国造船
学术论文
展研究阶段，其中仅美国在役水下滑翔机可实现深海作业（表 1）。
类型 国家
表 1 国外主要发展的深海无人潜航器型号
型号
外形尺度/m
重量/kg
潜深/m 备注
“斯洛克姆”（Slocum Glider）
1.79×1.01×0.49
60
电能驱动型
1.5×0.21×0.21（主体）
1000 在役
摘要
深海资源作为未被完全开发的领域，已经成为世界各国争夺的焦点。深海环境调查是开发深海资源重要 的前提工作，但深海环境恶劣且存在各种未知状况。而深海无人潜航器在降低平台全寿期费用、减少人员伤 亡、恶劣环境作业等方面的独特优势，已成为深海环境调查的重要工具。论文通过梳理国外深海无人潜航器 装备发展现状、关键技术水平，研判未来发展趋势，供相关研究人员参考。
水下滑翔机可将重力及浮力势能转化为动能，是目前使用较为广泛的大范围海洋环境观测新技术 平台。水下滑翔机概念设计起始于 20 世纪 50 年代。至 20 世纪 90 年代中期，美国在海军研究局（ONR） 支持下开展多个作业型水下滑翔机研制工作，主要包括泰莱达因·韦伯公司的电能驱动型“斯洛克姆”水 下滑翔机，斯克里普斯海洋学研究所的“喷射”水下滑翔机（“喷射”滑翔机因性能问题发展处于停滞状 态），以及华盛顿大学的 Seaglider 系列水下滑翔机。目前，美国、法国、日本、意大利、加拿大和新 加坡等国均开展了与水下滑翔机有关的研究工作，但除美国、法国形成产品投入应用外，大多处于发
1000 在役
DeepGlider
2.8 ×1×0.4
62
1.8×0.3×0.3（主体）
REMUS 6000*
“海马”（Seahorse） 美国
“回声-巡逻者”（Echo Ranger）
“回声-航行者”（Echo Voyager）
Klavesin-1R
3.84×0.71×0.71 8.66×0.97×0.97 5.5×1.27×1.27
60 卷 增刊 1 2019 年 1 月
文章编号：1000-4882（2019）S1-0419-07
中国造船 SHIPBUILDING OF CHINA
Vol.60 Special 1 Jan. 2019
国外深海无人潜航器装备及技术发展研究
李 奔，刘 洋
（中船重工第七一四研究所，北京 100101）