项目名称海洋探测无人系统协同关键技术及其应用推广

项目名称：海洋探测无人系统协同关键技术及其应用推广

推荐奖种：科技进步奖

推荐单位：福建省教育厅

海洋已成为世界各国新一轮竞争的重要舞台。我国濒临西北太平洋，有约300万平方公里的管辖海域和7.5万平方公里的国际海底区域专属勘探开发区。加强对我国专属海域和近海海域的探测监管迫在眉睫。利用分布式无人系统集群，实现对水面水下海洋环境的全方位立体探测和控制，是“数字海洋”/“智慧海洋”国家战略的关键基础，对维护海洋权益、开发海洋资源、预警海洋灾害、保护海洋环境、加强国防建设等具有重要意义。

本团队在“基于双移动锚节点的水声传感器网络安静定位算法及其误差修正技术的研究”，“水声传感器网络路由算法及其支撑验证环境的研究”，“基于网络编码技术的水声传感器网络数据可靠传输技术的研究”，“海洋无线电导航系统抗干扰技术研究”，“水下机器人控制系统体系结构通用化研究“，“基于信号结构信息的MIMO雷达参数估计方法”，“CNSS/MEMS一体化自适应抗干扰技术研究”等7项国家自然基金项目资助下，对海洋探测无人系统协同关键技术进行了深入研究，在(1)无人系统高精度抗干扰导航技术、(2)无人系统水面水下综合立体定位技术、(3)无人系统集群水面无线/水下水声的可靠通信组网技术、(4)多无人系统驱动及协作水域目标探测跟踪技术、（5）信息管理平台服务系统等五方面获得了多项创新性专利技术成果。

团队根据技术成果开发了相应的设备和系统，并依托福建北斗星河通信有限公司、天津深之蓝海洋设备科技有限公司进行产学研合作，实现了科研成果的转化和应用推广，获得了明显的经济效益。设备成功应用于潘家口水库遇难潜水员尸体打捞等社会事件，产生了广泛的社会影响。

本项目研究已经获得国家发明专利授权22项，软件著作权21项，实用新型专利授权8项；在申请发明专利10余项；在中国科学、Adhoc Networks、WCMC、Signal Processing、Sensors、IEEE Communication Letters等发表学术论文62篇，其中国际SCI期刊论文30篇，EI收录论文50余篇，被他引300余次；培养博士毕业生5名，硕士毕业87名。

主要完成单位：华侨大学、哈尔滨工程大学、福建北斗星河通信有限公司、天津深之蓝海洋设备科技有限公司。

主要完成人及其贡献：

1、蔡绍滨：项目负责人，负责整体规划，主导方向(2)研究工作，共同主导方向(3)研究工作，对方向(2)和(3)方面主要成果有突出贡献；

2、王伟：主导方向(1)方面研究，共同主导方向(4)研究工作，对方向(1)和(4)方面主要成果有突出贡献。

3、高振国：共同主导方向(3)和(4)的研究工作，核心参与了方向(2)方面研究工作，对方向(3)和(4)方面主要成果有突出贡献，对方向(2)方面成果有重要贡献。

4、陈爱泉：共同主导方向(5)方面工作，对方向(5)信息管理服务平台产品及相关技术有重要贡献，共同主导技术转化推广应用。

5、魏建仓：共同主导方向(5)方面相关工作，参与方向(4)无人系统平台控制方面工作，对方向(4)和(5)的部分重要成果有贡献，共同主导技术转化推广应用。

6、林昌龙：核心参与方向(3)方面多无人系统协作、故障诊断方面研究工作，对方向(3)部分相关重要成果有重要贡献。

7、莫毓昌：核心参与方向(3)方面网络可靠性分析方面研究工作，对方向(3)部分相关重要成果有重要贡献。

8、黄平：核心参与方向(1)抗干扰组合导航方面研究工作，对方向(1)部分重要成果有重要贡献。

9、郭岳山：参与了方向(5)方面相关工作，对方向(5)的部分重要成果有贡献，核心参与技术转化推广应用。

10、黄贵锋：对方向(5)的部分重要成果有贡献，核心参与相关技术转化推广应用。

代表性论文专著目录：

1.Shaobin Cai, Zhenguo Gao, DeSen Yang, Nianmin Yao. A network coding based

protocol for reliable data transfer in underwater acoustic sensor networks. Ad hoc Networks (Elsevier), 2013, 11(5): 1603-1609. (SCI: 000320348600005, EI: 20132216369059, IF: 3.047).

2.Shaobin Cai, Hongqi Pan, Zhenguo Gao, Nianmin Yao, Zhiqiang Sun. Research of

localization algorithm based on weighted Voronoi diagrams for wireless sensor network.

EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2014.04.

(SCI:000209860500001 , EI: 20142317791627, IF:1.529).

3.Wei Wang, Xianpeng Wang, Hongru Song, Yuehua Ma. Conjugate ESPRIT for DOA

estimation in monostatic MIMO radar. Signal Processing, 2013，93（7）：2070~2075. (SCI, EI, IF:2.787).

4.Qiang Li, Wei Wang, Dingjie.Xu, XianPeng Wang. A robust anti-jamming navigation

receiver with antenna array and GPS/SINS. IEEE Communications Letters, 2014,18(3):467-470. (SCI, EI, IF:2.754)

5.Wei Wang, Xiaoyong Lv, Feng Sun. Design of a Novel MEMS Gyroscope Array.

Sensors, 2013，13(2)：1651~1663. (SCI, EI, IF:2.048).

6.Zhenguo Gao, Weidong Xiang, Yunlong Zhao, Jing Zhao, Shaobin Cai, Wu Pan, Hua

Jiang, Huiqiang Wang. Random network coding based optimal scheme for perfect wireless packet retransmission problems. Wireless Communications and Mobile Computing, April, 2013, 13(6): 577-592. (SCI: 000317357300004, EI: 20131616210897, IF: 2.51).

7.Zhenguo Gao, Kaichen Zhang, Danjie Chen, Wei Zhang, Yibing Li. Outage performance

of cognitive DF relay Networks with nonidentical Rayleigh fading channels and maximal ratio combining. AEU International Journal of Electronics and Communications, 2015, 69(1): 141-150. (SCI: 000347495600020, EI: 20151600767911, IF: 1.147).

8.Changlong Lin, Yiping Li. Study on mission reachability problem for multiple AUVs

Based on Object-oriented Petri Net. IEEE International Conference on Cyber Technology in Automation, Control, and Intelligent Systems. IEEE, 2015:1259-1264. (EI)

主要知识产权证明目录：

授权发明专利：

1.蔡绍滨, 李希, 田鹰, 高振国, 姚念民. 基于圆形的权重三角形选择方法的循环三边

组合测量法. 中国发明专利, 授权专利号: ZL200810064111.3

2.蔡绍滨, 潘虹杞, 姚念民, 高振国. 一种基于Beta信誉系统动态调节的信任值计算方

法. 中国发明专利, 授权专利号: ZL201410239309.6

3.蔡绍滨，潘虹杞，基于多包解码的无线传感器网络数据重传精简方法；中国发明专

利, 授权号: ZL2014104098070

4.高振国, 赵蕴龙, 蔡绍滨, 王慧强, 刘彦文, 刘胜. 认知无线电自组织网络报文多播

传输方法. 中国发明专利，授权专利号：ZL201010215385.5.

5.王伟, 吕晓永, 李欣, 宋鸿儒, 韩莉莉, 赵清, 杨博, 范岳. 一种双敏感模态的微机械

陀螺, 中国发明专利，授权专利号:ZL201310296005.9