海洋定位导航技术及发展
现代航海技术发展及应用3篇
现代航海技术发展及应用第一篇：现代航海技术的发展和应用随着科技的不断进步，现代航海技术也在不断发展和改进。
现代航海技术已经远远超过了传统的航海技术，为航海提供了更多的选择和便利。
下面是现代航海技术的发展和应用的一些介绍。
一、卫星导航技术卫星导航技术是现代航海中最主要的技术之一。
现在，全球定位系统（GPS）已经成为船舶导航的主要工具。
GPS可以提供精确的位置信息，可以使舰船在海洋上更加准确地定位和导航。
此外，GPS还可以提供历史位置记录，来确定船舶的过去的航行轨迹。
二、电子海图电子海图是一种新型的航海技术，它可以用电子化方式来存储、显示和更新海图。
电子海图可以提供更高精度的海洋图像，有助于航行员在海上选择更安全、更高效的航线。
此外，电子海图可以与导航仪和雷达等设备联合使用，提供更为全面和精确的导航信息。
三、雷达技术雷达技术是一种通过电磁波来探测物体位置和距离的技术。
雷达技术在现代航海中也是非常重要的，可以用来探测其他船只和障碍物的位置和距离，有助于船舶避免碰撞和相撞事故。
雷达还可以通过检测天气变化等来提供气象信息，有助于船舶进行航行规划。
四、自动化系统自动化系统是一种将航行过程中的许多操作自动化的技术。
例如，自动化系统可以通过计算机程序来控制船只的航速和方向，有助于船舶更加准确地到达目的地。
自动化系统还可以用来控制许多船舶设备，例如自动驾驶系统、自动舵和自动暗示灯等。
以上是现代航海技术的发展和应用的一些介绍。
现代航海技术已经为航行提供了更加精确、安全和高效的选择，为船舶行业带来了非常重要的贡献。
第二篇：现代航海技术应用案例分析现代航海技术已经成为航行中不可或缺的一部分。
下面将介绍一下现代航海技术在实际应用中的一些案例。
一、电子海图在大型船舶上的应用一些大型的船舶，例如货船和邮轮等，需要在海洋上进行长时间的航行。
在这些长时间的航行中，电子海图可以为船舶提供更加准确的海洋图像，有助于航行员选择更为安全的航线。
海底支持维护船的自主导航与定位技术
海底支持维护船的自主导航与定位技术随着海洋资源的开发和海上交通的增加，对海底基础设施的维护变得越来越重要。
而在海底维护中，支持维护船的自主导航与定位技术的发展起到了关键的作用。
这种技术的发展能够提高海底维护的效率和精确性，减少人力成本，并改善安全性。
海底支持维护船的自主导航技术是指船只通过自身设备对周围环境进行感知，并通过内置的导航系统进行自主定位和控制的技术。
这种技术依赖于一系列先进的设备和传感器，如高精度测距仪、激光雷达、惯性导航系统、全球定位系统（GPS）等。
这些设备能够实时采集船只所处的位置、速度、导航状态等关键信息，同时通过计算和判断，为船只提供精确的导航指令和路径规划。
在海底维护船的自主导航中，定位技术是不可或缺的。
定位技术的准确性和稳定性直接影响着维护船的运行效果和安全性。
为了实现准确的定位，目前主要采用的是惯性导航系统和GPS技术的组合。
惯性导航系统通过测量船只的加速度和角速度来计算位置和姿态，能够在没有GPS信号的情况下提供可靠的定位信息。
而GPS技术则通过接收卫星信号来确定船只所处的地球位置，能够提供全球范围内的定位服务。
通过这两种技术的结合，海底支持维护船能够获得高精度的自主定位，确保船只在海底维护作业中的精确位置。
此外，海底支持维护船的自主导航与定位技术还需要考虑海底环境的复杂性和不确定性。
海底环境中存在各种海流、海浪、洋流等复杂的自然气候要素，这些要素会对船只的运行轨迹和稳定性产生影响。
为了应对这一问题，研究人员开发了一系列基于模型预测控制（MPC）的算法来适应复杂的海底环境。
这些算法基于对环境的建模和预测，通过优化控制策略，实现对船只运动的准确控制。
海底支持维护船的自主导航与定位技术的发展还面临一些挑战。
首先是通信问题。
由于海底环境复杂且通信设备的限制，船只与地面指挥中心之间的通信可能会受到干扰和延迟，从而影响自主导航和定位的准确性。
其次是能源供应问题。
船只在海底维护工作中需要长时间运行，因此对能源的需求很高。
海洋定位方法
海洋定位方法1. 简介海洋定位是指通过利用一定的技术手段在海洋中准确测量和确定特定地点的位置或方向的方法。
海洋定位在海洋科学、海洋工程、水下勘探以及海洋资源开发等领域起着至关重要的作用。
本文将介绍一些常见的海洋定位方法，并探讨它们的原理和应用。
2. 传统海洋定位方法2.1 水平定位方法水平定位方法主要用于确定水平方向上的位置，包括经度和纬度。
以下是两种常见的水平定位方法：2.1.1 全球定位系统（GPS）全球定位系统（GPS）是一种基于卫星导航的定位系统，通过一组卫星和地面控制站共同工作，可以提供高精度的三维定位。
在海洋领域，船只通过与GPS接收机的通信来获取当前位置的经度和纬度。
2.1.2 基于声纳的定位方法声纳定位方法利用声波在水中传播的特性来估计目标的位置。
通过发射声波信号并测量其返回时间和强度，可以计算目标与发射器之间的距离和方位角。
根据多次测量的结果，可以确定目标的位置。
声纳定位方法主要应用于海洋勘探、海洋生物学研究等领域。
2.2 垂直定位方法垂直定位方法主要用于测量水深，即垂直方向上的位置。
以下是两种常见的垂直定位方法：2.2.1 深度测量器深度测量器是一种通过测量声波在水中传播的时间来确定水深的设备。
它利用声速和声波的传播时间之间的关系来计算水深。
深度测量器广泛应用于海洋测量、海洋工程等领域。
2.2.2 海底测量器海底测量器是一种通过测量海洋地形和地貌特征来确定水深的设备。
它利用声纳、多波束测深仪、激光测深仪等技术，对海底进行精确的测量和绘制。
海底测量器主要用于海洋地质调查、海底管道敷设等工作。
3. 新兴海洋定位技术除了传统的海洋定位方法外，近年来出现了一些基于先进技术的新型海洋定位方法。
以下是两种常见的新兴海洋定位技术：3.1 卫星测高技术卫星测高技术利用卫星搭载的激光雷达或雷达测量海洋表面高度，从而推算出海洋的动态变化。
这种方法具有全球覆盖范围和高时空分辨率的优势，可以实时监测海洋表面的高度变化、洋流和海浪等信息。
海洋航行和定位技术的作用和应用有哪些
海洋航行和定位技术的作用和应用有哪些一、导论海洋是人类生存和进步的重要基础，海洋航行和定位技术不仅对于船舶行驶、海洋资源勘探和管理，还对于国家安全和国际贸易等领域具有巨大的意义和作用。
本文将探讨海洋航行和定位技术在海洋工程、海洋资源开发、救援物资运输等方面的应用。
二、海洋航行技术1.全球导航卫星系统全球导航卫星系统（GNSS）是由一组卫星和地面控制站组成，可以向全球各地的GPS接收机提供准确的导航定位及时间信号。
通过GNSS，船舶可以实时确定自身位置、速度和方向，确保安全的海上航行。
此外，GNSS还可以提供数据传输和导轨监控等服务。
2.雷达技术雷达是一种利用电磁波探测物体的技术。
在海洋航行中，雷达可以探测海面上的船只、障碍物和天气情况，提供具有预测性的信息，为船舶航行提供参考和保障。
同时，雷达还可以应用于海洋勘探、救援等领域。
3.自动化导航系统自动化导航系统是一种可以自动控制船舶航向、速度和位置的系统。
它是航行安全的重要保障，可以减少人为操作失误，提高航行效率。
并且，自动化导航系统可以通过多种传感器进行信息采集，包括GNSS、雷达、声纳等，提供更加全面和准确的导航信息。
三、海洋定位技术1.声纳技术声纳技术是利用声波进行通信和探测的技术。
在海洋定位中，声纳可以探测海洋底部和海底设施情况，并进行制图和勘探。
同时，声纳还可以用于海洋救援、石油开采等领域。
2.卫星遥感技术卫星遥感技术是利用卫星传感器探测地球表面物质的特性和变化的技术。
在海洋定位中，通过卫星遥感可以获取海洋表面的温度、盐度、波浪、海流等多项海洋参数，为海洋资源开发、环境保护提供重要依据。
3.激光测距技术激光测距技术是利用激光束测量目标与激光仪之间距离的技术。
在海洋定位中，激光测距可以用于深度测量、地形测量和海岸线绘制，为船舶航行和海洋勘探提供重要支持。
四、海洋航行和定位技术的应用1.海洋工程海洋工程包括海洋石油开采、海洋水产养殖、海洋风电等领域。
海底地形地貌调查导航定位技术要求
海底地形地貌调查导航定位技术要求是一项重要的技术工作，它涉及到海底地形地貌的调查和导航定位系统的使用。
以下是一份海底地形地貌调查导航定位技术要求的参考内容，约800字：一、技术概述海底地形地貌调查导航定位技术是用于确定海底地形地貌位置、形态、大小等信息的测量技术。
它通过使用各种导航定位设备和方法，实现对海底地形地貌的精确测量和定位。
二、设备要求1. 导航定位设备：包括GPS接收机、北斗卫星接收机、水下声呐定位仪等，用于获取海底地形地貌的地理位置信息。
2. 测量设备：包括水下摄影设备、水下激光扫描仪、水下地形测量仪等，用于获取海底地形地貌的形态、大小等信息。
3. 数据传输设备：包括数据传输线缆、无线通信设备等，用于将测量数据传输到岸上或船上进行处理和分析。
三、操作流程1. 准备工作：包括设备检查、水下环境评估、测量方案制定等。
2. 测量实施：根据测量方案，使用相应的测量设备对海底地形地貌进行测量，记录数据。
3. 数据处理：将测量数据传输到岸上或船上，进行数据处理和分析，生成海底地形地貌的三维模型或图像。
4. 质量控制：确保测量数据的准确性和可靠性，对测量过程进行质量控制。
四、技术难点与解决方案1. 水下环境复杂：海底地形地貌复杂，水下环境不稳定，容易受到水流、洋流等影响，导致测量数据不准确。
解决方案包括使用稳定的水下定位仪、加强水下环境评估、提高测量设备的稳定性等。
2. 设备易受腐蚀：海底环境潮湿、盐分高，容易导致测量设备腐蚀损坏。
解决方案包括选择耐腐蚀的测量设备、定期对设备进行维护保养、使用防腐材料等。
3. 数据传输不稳定：水下环境复杂，容易导致数据传输不稳定或中断。
解决方案包括使用高质量的数据传输设备、加强数据传输过程中的信号监测、采用多种数据传输方式等。
五、安全要求1. 遵守相关安全规定，确保人员和设备安全。
2. 穿戴专业潜水装备或船只设备，确保在水下或船上作业时的安全。
3. 定期进行安全培训和演练，提高人员安全意识。
基于海底基准的中远程pnt定位导航技术及验证
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目 录
• 引言 • 基于海底基准的pnt定位技术 • 中远程pnt导航技术 • 技术验证方案 • 基于海底基准的pnt定位导航技术优势及局限
性 • 结论与展望
01
引言
研究目的与意义
01
探索基于海底基准的中远程pnt（ 持久性水下航行器）定位导航技 术，提高其定位精度和稳定性。
研究内容与方法
研究内容
本研究将设计并实现一种基于海底基准的中远程pnt定位导航系统，包括海底基准站建设、海底地形地貌信息采 集与处理、pnt导航算法设计、系统集成与验证等环节。
研究方法
采用理论分析和实验验证相结合的方法，首先进行系统方案设计、算法开发和建模仿真；然后搭建实验平台，进 行实地测试和验证，对系统性能进行评估和优化。
信号传播
采用超宽带（UWB）等无 线信号，通过传输时间等 参数计算距离。
定位算法
采用到达时间差（TDOA ）等算法，根据多个基准 站的位置和信号传播时间 ，计算目标位置。
误差消除
采用各种技术手段，如同 步时钟、信道建模等，消 除误差，提高定位精度。
定位算法及优化
常用算法
主要包括到达时间差（TDOA） 、到达时间（TOA）和到达角度
未来发展中，需要进一步研究和开发智能化、自适应的pnt定位导航技
术，以更好地适应不断变化的海洋环境和使用需求。
THANKS。
。
控制算法
03
采用PID控制算法，实现精准控制。
控制系统硬件设计
控制器硬件
采用高性能处理器，满足数据处理和实时控制 需求。
传感器硬件
选用高精度定位设备，如高精度GPS、北斗等 。
海运船舶的导航与定位技术
海运船舶的导航与定位技术导言：海运船舶作为重要的货物运输工具，其导航与定位技术显得尤为重要。
本文将就海运船舶的导航与定位技术进行探讨，介绍其相关原理、应用和发展现状，以及对海运船舶运输的影响和前景展望。
一、导航技术的原理与应用1. 全球卫星导航系统全球卫星导航系统（GNSS）是现代海运船舶导航的主要手段之一。
该系统基于卫星发射的导航信号，通过接收和解算卫星信号来实现船舶的导航与定位。
主要的全球卫星导航系统有GPS（美国）、GLONASS（俄罗斯）、BeiDou（中国）和Galileo（欧洲）等。
2. 惯性导航系统惯性导航系统（INS）是一种基于惯性传感器的航行导航方式。
它通过测量船舶的加速度和角速度，以及采用数学模型来推算船舶的位置、速度和姿态等参数。
惯性导航系统具有独立性强、精度高的特点，在海洋环境中具有广泛的应用。
3. 电子海图与自动引导系统电子海图是基于卫星定位和地理信息系统技术，将传统纸制航海图数字化而成。
配合自动引导系统，可以实现航线规划、船舶位置动态显示、预警和碰撞避让等功能。
这一技术的应用大大提高了船舶的导航安全性和效率。
二、定位技术的原理与应用1. 水文测量与声纳定位水文测量技术可以通过测量水深和水下地貌，辅助船舶的定位和导航。
声纳定位则利用声波在水中的传播速度和回波反射信号，通过接收和处理声纳信号来确定船舶的位置和方位。
2. 雷达定位雷达定位技术是利用雷达发射出的电磁波与物体相互作用的原理，通过接收物体反射回来的波束来确定物体的位置和运动情况。
雷达定位技术在海运船舶的目标识别和位置确认方面具有重要作用。
3. 卫星通信与无线电定位卫星通信技术可以实现船舶与岸上通信基站的远距离通信，为船舶导航和定位提供重要信息。
无线电定位技术则基于无线电波的传播特性，通过地面测量站对船舶的无线电信号进行测量和分析，来确定船舶的位置。
三、海运船舶导航与定位技术的发展现状随着科技的不断进步，海运船舶导航与定位技术也在不断发展。
定位技术的发展及现代应用
定位技术的发展及现代应⽤定位技术的发展及现代应⽤⼀、定位技术的发展早在15世纪，⼈类开始探索海洋的时候，定位技术也随之催⽣。
主要的定位⽅法是运⽤当时的航海图和星象图，确定⾃⼰的位⼦。
随着社会和科技的不断发展，对导航定位的需求已不仅仅局限于传统的航海、航空、航天和测绘领域。
GPS作为常见的导航定位系统已经逐渐进⼊社会的各个⾓落。
尤其在军事领域，对导航定位提出了更⾼的要求。
导航定位的⽅法从早期的陆基⽆线电导航系统到现在常⽤的卫星导航系统，经历了80多年的发展，从少数的⼏种精度差、设备较庞⼤的陆基系统到现在多种导航定位⼿段共存，设备⽇趋⼩型化的发展阶段，在技术⼿段、导航定位精度、可⽤性等⽅⾯均取得质的飞越。
1.1陆基⽆线电导航系统1.1.1 第⼀次世界⼤战期间陆基⽆线电导航系统是从20世纪20年代第⼀次世界⼤战期间开始发展起来的。
⾸先是应⽤在航海，逐渐扩展到航空领域。
其技术⼿段主要是采⽤⽆线电信标。
舰船和飞机接受信标的发射信号，通过⽅向图调制测出与信标的⽅位，从⽽确定⾃⾝的航向。
这时的导航主要侧重是侧向，定位能⼒⽐较差。
1.1.2 第⼆次世界⼤战及战后时期第⼆次世界⼤战及后期，⽆线电导航定位系统飞速发展，出现了许多新的系统，并在不断发展，到⽬前⼤多系统仍在⼴泛使⽤。
这其中主要有罗兰-A（Loran-A）、罗兰-C（Loran-C）、台卡（Decca-A）、奥⽶伽系统、伏尔/测距器（DME）和塔康（Tacan）等。
（1）罗兰-A和罗兰-C罗兰-A和罗兰-C的基本原理是发射脉冲信号，利⽤双曲线交会定位，20世纪50年代末产⽣的罗兰-C在罗兰-A的基础上，对发射信号进⾏了改进，使得⽤户可以得到⼏百⽶量级的定位精度和微妙级的授时精度。
⽬前各国已建成近100个发射台站，但仍不能覆盖全球。
（2）台卡和奥⽶伽台卡也是⼀种双曲线，主要针对欧洲的海上⽤户。
其精度和覆盖范围均不如罗兰-C。
随着罗兰-C西北欧台链的建成，其永华逐渐减少。
海洋渔业工作中的渔船导航与定位技术
海洋渔业工作中的渔船导航与定位技术随着科技的不断进步，渔业工作也开始运用先进的导航与定位技术。
渔船导航与定位技术在海洋渔业工作中起着至关重要的作用。
它不仅能提高渔船的航行安全性，还能辅助渔民定位捕鱼地点、监控捕捞情况以及保护海洋生态环境。
一、渔船导航技术渔船导航技术通过使用全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）等设备，为渔民提供准确的位置信息和导航指引。
这些设备可以帮助渔船确保航向、航速和位置的准确性，提高航行的安全性和效率。
1. 全球定位系统（GPS）全球定位系统（GPS）是最常用的渔船导航技术之一。
通过连接卫星和地面接收器，GPS能够为渔船提供准确的位置和时间信息。
渔船上的GPS接收器能够实时定位船只的位置，并将其显示在导航设备上，帮助渔民精确导航。
2. 惯性导航系统（INS）惯性导航系统（INS）是一种基于加速度计和陀螺仪的导航技术。
通过测量船只的加速度和角速度，INS能够确定船只的位置、航向和速度。
与GPS相比，INS在海洋航行中更具有稳定性和可靠性，尤其在无法接收卫星信号的区域。
二、渔船定位技术渔船定位技术是指通过监测和记录渔船的位置和活动，为渔民提供更多信息和分析数据。
1. 无线电频道定位无线电频道定位技术通过接收来自渔船上的无线电频道信号，确定渔船的位置。
这种定位技术的优势在于无需依赖卫星信号，适用于远离陆地或信号覆盖有限的海域。
2. 渔船自动识别系统（AIS）渔船自动识别系统（AIS）是一种利用射频技术，通过发送和接收信息来实现渔船的定位和交通管理的系统。
渔船上搭载AIS设备后，可以实时跟踪和监测渔船的位置和活动。
通过AIS，渔民可以随时了解附近渔船的数量、类型和运动轨迹，避免碰撞和重叠捕捞。
三、渔船导航与定位技术的应用1. 确定捕鱼地点渔船导航与定位技术可以帮助渔民准确找到捕鱼地点。
通过设备上显示的位置信息，渔民可以根据海洋地形和鱼群迁徙等情况，选择最佳捕鱼地点。
同时，导航设备还可以预测未来航线和捕鱼点，提高捕鱼的效率。
海洋测绘技术的现状与未来发展趋势
海洋测绘技术的现状与未来发展趋势近年来，随着全球城市化进程的加速和对海洋资源的不断开发利用，海洋测绘技术变得愈发重要。
海洋测绘技术是一门涉及测量、地理信息、数据处理和可视化等多个领域的综合性技术，它在海洋资源开发、海洋环境保护和国家安全等方面发挥着重要的作用。
本文将介绍海洋测绘技术的现状，并探讨其未来发展趋势。
一、海洋测绘技术的现状1. 高精度测量技术的应用随着卫星定位技术的快速发展，全球定位系统（GPS）已成为海洋测绘中不可或缺的工具。
通过将GPS接收仪与测绘设备相结合，可以提供高精度的位置测量。
同时，惯性导航系统（INS）的应用也成为海洋测绘技术的重要组成部分。
INS结合惯性测量单元和传感器技术，可以实现对航向、航速和航向角的高精度测量。
2. 深海探测技术的突破随着人们对深海资源的关注度提高，深海探测技术也取得了重大突破。
声纳技术是现代海洋勘探中得到广泛应用的技术之一。
多波束声纳系统可以提供更详细的海底地形图像，从而为海洋科学家研究海底地貌、地震活动和海洋生物等提供了重要数据。
3. 数据处理和可视化技术的发展海洋测绘技术产生了大量的数据，因此对数据进行处理和可视化成为发展的重要方向。
在数据处理方面，海洋地理信息系统（GIS）的应用使得对海洋数据的分析和管理更加高效。
同时，虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术的应用也可以帮助测绘人员更直观地理解和应用测绘数据。
二、海洋测绘技术的未来发展趋势1. 自主水下机器人技术为了提高深海勘探的效率和安全性，自主水下机器人技术将成为未来海洋测绘技术的重要发展方向。
自主水下机器人可以实现海底地形测量、水质监测和资源勘探等任务，减少人力投入，并提高数据的准确性和可靠性。
2. 人工智能的应用随着人工智能技术的迅速发展，海洋测绘技术也将得到进一步提升。
人工智能在数据处理、机器学习和决策支持等方面的应用，可以帮助测绘人员更快地分析数据、提取特征，并做出准确的判断和决策。
我国海洋大地测量基准与海洋导航技术研究进展与展望
我国海洋大地测量基准与海洋导航技术研究进展与展望一、本文概述随着全球经济的不断发展和海洋资源的日益重要，我国海洋大地测量基准与海洋导航技术的研究和应用显得愈发重要。
本文旨在全面概述我国在这一领域的最新研究进展，并对未来的发展趋势进行展望。
海洋大地测量基准是海洋测量的基础，它提供了海洋地理信息的基准框架，对于海洋资源开发、海洋环境保护、海洋灾害预警等方面都具有重要意义。
海洋导航技术则是海洋运输、海洋探测、海上作业等领域的关键技术，其精确度和稳定性直接影响到海上活动的安全性和效率。
近年来，我国在海洋大地测量基准与海洋导航技术研究方面取得了显著进展。
通过实施多项国家重大科技项目，我国在海洋测量设备研制、数据处理方法、系统集成等方面取得了重要突破。
我国积极参与国际交流与合作，推动了相关技术的国际标准化和产业化发展。
然而，面对全球海洋事业发展的新挑战和新机遇，我国在海洋大地测量基准与海洋导航技术方面仍面临诸多问题和挑战。
例如，海洋测量数据的精度和覆盖范围仍有待提高，海洋导航技术的智能化和自主化水平还需进一步加强。
因此，本文在概述研究进展的还将对未来发展策略进行探讨，以期为我国在这一领域的持续发展提供有益参考。
二、我国海洋大地测量基准的研究进展随着我国海洋事业的快速发展，海洋大地测量基准的研究取得了显著进展。
海洋大地测量基准是海洋测量工作的基础，对于保障海洋权益、推动海洋经济发展具有重要意义。
在海洋大地测量基准建设方面，我国已经建立起较为完善的海洋测量基准体系。
这一体系以国家大地测量基准为基础，通过卫星大地测量、海洋重力测量、海底地形测量等手段，逐步实现了从陆地到海洋的无缝衔接。
其中，卫星大地测量技术的发展尤为突出，我国已经成功发射了多颗高分辨率的卫星，为海洋测量提供了丰富的数据源。
在海洋导航技术研究方面，我国也取得了重要突破。
随着北斗卫星导航系统的全面建成和投入使用，我国海洋导航技术迈上了新台阶。
北斗卫星导航系统不仅提高了导航精度和稳定性，还为我国海洋测量提供了自主可控的技术支持。
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。
海洋技术在海洋导航和定位中的应用
海洋技术在海洋导航和定位中的应用海洋，这片占据了地球表面约 71%的广阔领域，一直以来都是人类探索和利用的重要对象。
而在海洋活动中，导航和定位技术的重要性不言而喻。
无论是海上贸易、渔业捕捞、科学研究，还是军事行动，准确的导航和定位都是确保安全、高效和成功的关键。
随着科技的不断进步，海洋技术在海洋导航和定位中的应用也日益广泛和深入，为人类在海洋中的活动提供了更加精确、可靠和便捷的手段。
一、卫星导航系统卫星导航系统是现代海洋导航和定位中最常用的技术之一。
其中，全球定位系统（GPS）是最为人熟知的卫星导航系统之一。
GPS 通过在太空中的卫星星座向地面接收器发送信号，接收器根据接收到的多个卫星信号的时间差和卫星的位置信息，能够精确计算出自身的位置、速度和时间等参数。
在海洋中，GPS 为船舶提供了高精度的导航和定位服务。
船舶上安装的 GPS 接收器可以实时获取船舶的位置信息，并将其显示在电子海图上，为船员提供直观的导航指引。
此外，GPS 还可以与船舶的自动驾驶系统、雷达系统等集成，实现更加智能化和自动化的导航和控制。
除了 GPS 之外，还有其他卫星导航系统也在海洋导航和定位中发挥着重要作用。
例如，俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）系统、中国的北斗卫星导航系统（BDS）以及欧洲的伽利略（Galileo）系统等。
这些卫星导航系统的相互补充和竞争，提高了全球卫星导航系统的覆盖范围和精度，为海洋导航和定位提供了更多的选择和保障。
二、惯性导航系统惯性导航系统是一种不依赖外部信息的自主导航系统，它通过测量物体的加速度和角速度来推算其位置、速度和姿态等信息。
在海洋中，惯性导航系统常用于潜艇、水下航行器等对隐蔽性要求较高的装备中。
惯性导航系统由惯性测量单元（IMU）、计算机和导航算法等组成。
IMU 通常包括加速度计和陀螺仪，用于测量物体的加速度和角速度。
计算机根据 IMU 测量的数据和导航算法进行计算和处理，得到物体的导航信息。
GPS定位技术在海洋测绘中的应用和限制
GPS定位技术在海洋测绘中的应用和限制导言在现代科技的驱动下，GPS定位技术已经广泛应用于各个领域，其中包括海洋测绘。
GPS定位技术通过卫星信号的接收和处理，能够精确确定地理位置，对于海洋测绘起到至关重要的作用。
然而，这一技术也存在一些应用和限制，本文将对其进行探讨。
一、GPS定位技术在海洋测绘中的应用1. 海洋船舶定位GPS定位技术使得海洋船舶能够实时监测和确定自身位置，从而更加精确地导航。
此外，通过GPS定位技术，船舶还可以追踪和记录航行路径，用于后续的海图绘制和海洋资源调查。
2. 海底地形测量海洋测绘中，对于海底地形的测量是非常重要的。
利用GPS定位技术，搭载高精度声纳设备的测量船只能够准确测量海底地形的高程和形状，并生成三维地图。
这为海洋石油开发、海底电缆敷设等提供了重要的参考。
3. 海洋气象观测GPS定位技术还可以应用于海洋气象观测。
通过海洋浮标等设备，定位信息可以帮助气象学家精确捕捉台风和风暴的路径，预测气象变化。
这对于船只调度、海上救援等工作至关重要。
4. 海洋生态研究GPS定位技术在海洋生态研究中也起到了重要作用。
科研人员可以搭载GPS 装置的动物追踪器，追踪海洋动物的迁徙路径和栖息地选择。
这不仅有助于了解生物多样性，还为保护海洋生态系统提供科学依据。
二、GPS定位技术在海洋测绘中的限制1. 信号遮挡GPS定位技术的一大限制是信号遮挡。
在海洋测绘中，船只常常会遇到浓雾、建筑物、岛屿等遮挡物，这会导致GPS信号的接收和解算出现偏差。
因此，在一些复杂地形区域或天气不佳的情况下，不能完全依赖GPS定位技术进行测绘。
2. 定位精度尽管GPS定位技术在陆地上有很高的精度，但在海洋测绘中，由于卫星信号在水下传播受到各种因素的干扰，定位精度存在一定的限制。
这对于一些需要高精度定位的海洋工程和测绘任务来说，可能带来一些不确定因素。
3. 漂移误差GPS定位技术在海洋测绘中还存在着漂移误差的问题。
由于海洋环境的复杂性和船只本身的航行动力，船只在定位过程中会出现位置的漂移。
船舶导航技术的未来发展趋势
船舶导航技术的未来发展趋势在广袤的海洋上，船舶的安全、高效航行离不开先进的导航技术。
随着科技的不断进步，船舶导航技术正经历着深刻的变革，展现出一系列令人瞩目的未来发展趋势。
一、高精度定位技术的持续优化高精度定位是船舶导航的核心要素之一。
目前，全球卫星导航系统（如 GPS、北斗等）在船舶导航中发挥着重要作用，但仍存在一定的精度限制和信号易受干扰的问题。
未来，多星座融合、差分定位技术以及星基增强系统的发展将进一步提高定位精度。
多星座融合能够结合多个卫星导航系统的信号，增加可见卫星数量，从而提高定位的可靠性和精度。
差分定位技术通过在已知精确位置的基准站和移动站之间进行差分计算，可以消除或减小大部分误差，实现厘米级甚至毫米级的定位精度。
此外，星基增强系统通过提供额外的修正信息，改善卫星信号的精度和完整性。
这些技术的不断发展和融合，将使船舶在复杂的海洋环境中获得更加精确、稳定的位置信息，为船舶的航线规划、避碰决策等提供更有力的支持。
二、智能化导航系统的兴起智能化是船舶导航技术未来发展的重要方向。
基于大数据、机器学习和人工智能技术，船舶导航系统将具备更强大的自主决策和自适应能力。
智能化导航系统能够实时分析大量的海洋环境数据、船舶状态数据和交通信息，自动优化航线规划。
例如，根据海况、气象条件和船舶性能，智能系统可以选择最节能、最安全的航线，降低运营成本，减少环境影响。
在避碰方面，智能导航系统能够实时监测周围船舶的动态，预测潜在的碰撞风险，并自主制定避碰策略。
与传统的依赖船员判断和操作相比，智能化系统反应更迅速、决策更准确，大大提高了船舶航行的安全性。
同时，智能导航系统还能够根据船舶的使用历史和维护记录，进行故障预测和健康管理，提前发现潜在问题，安排维修保养，提高船舶的可靠性和可用性。
三、融合多种传感器的综合导航未来的船舶导航将不再依赖单一的导航传感器，而是融合多种传感器的信息，实现更加全面、准确的导航。
除了卫星导航系统，惯性导航系统、雷达、声纳、视觉传感器等都将成为综合导航系统的重要组成部分。
水下机器人中的水下定位和导航技术研究
水下机器人中的水下定位和导航技术研究水下机器人作为一种新兴的智能装备，近年来已经成为海洋科学研究、海洋资源探索和应急救援等领域中的重要工具。
而水下机器人的导航和定位技术对于其成功完成各项任务具有至关重要的意义。
本文将围绕这一话题，探讨水下机器人中的水下定位和导航技术研究的现状、发展趋势以及面临的挑战。
一、水下定位技术研究水下定位技术是指在水下环境中通过各种手段获取目标物体的位置信息，这种技术在水下机器人中具有重要作用。
常见的水下定位技术包括声学定位、磁力定位、惯性导航以及视觉定位等。
其中，声学定位技术是最常用也是最成熟的水下定位技术之一。
声学定位技术利用声波的传播和反射来完成目标物体的定位。
以声纳为例，当声源发出声波后，声波会在水下环境中传播，当遇到固体障碍物或水下物体时，部分声波会被反射回声源。
水下机器人通过测量声波从声源到目标物体以及反射回声源所需的时间，计算出目标物体与水下机器人的距离。
通过多个声源和接收器的组合，在三维空间内对目标物体进行定位。
声纳技术在定位精度和测量范围上均处于较好水平，且在水下环境中实现全天候、实时定位。
除了声学定位技术，磁力定位技术也在水下机器人中有着广泛的应用。
磁力定位技术利用地球磁场的特性，通过感应地球磁场和目标物体产生的磁场来完成定位。
相对于声学定位技术，磁力定位技术在深海等环境中具有更好的稳定性和不受环境干扰的优势。
二、水下导航技术研究水下导航技术是指通过各种方式确定水下机器人当前位置和方位信息，从而实现机器人的运动控制。
惯性导航技术是一种较为成熟的水下导航技术。
该技术通过惯性传感器测量机器人的加速度和角速度来获取运动信息，进而实现机器人在三维空间内的定位和导航。
但由于惯性传感器存在漂移现象，因此惯性导航技术需要结合其他定位技术进行校正，以提高定位精度。
除了惯性导航技术外，视觉导航技术也在水下机器人中有着广泛的应用。
视觉导航技术利用机器人上搭载的成像设备，通过图像处理和计算机视觉技术实现地标识别和定位。
水下机器人定位导航技术的研究与应用
水下机器人定位导航技术的研究与应用水下机器人是一种能够在水下进行各种任务的机器人。
在海洋工程、海洋科学、水下探测等领域具有重要的应用价值。
然而，水下环境的复杂性给机器人的工作带来了很大的挑战。
因此，水下机器人的定位导航技术研究和应用问题成为研究者关注的一个热点。
一、水下机器人的定位导航技术水下机器人的定位导航技术主要包括惯性导航、声纳导航、GPS/无线电导航和视觉导航等几种技术手段。
1. 惯性导航惯性导航是一种基于陀螺仪、加速度计等惯性传感器实现水下机器人定位导航的技术。
该技术不需要外部环境的参考，具有独立性强、反应速度快等优点。
但是，惯性导航存在着漂移现象，随着时间的推移误差会逐渐积累，因此需要结合其他定位导航技术进行校正和修正。
2. 声纳导航声纳导航是利用水下传播的声波来实现水下机器人定位导航的一种技术。
它利用声速不同、反射等特性进行定位，具有成本较低、准确度高等优点。
但是，声波在水中传播的速度和路径受到水质、温度、盐度等影响，这些因素会对声纳定位造成影响，因此需要进行相应的校正。
3. GPS/无线电导航GPS/无线电导航是利用航天卫星和无线电信号来进行水下机器人定位导航的技术。
这种技术需要载体能够接收到外部无线电信号或者GPS信号，依赖性强。
而水下机器人往往无法直接接收GPS信号，需要利用浮标等设施进行传输，增加了复杂性和成本。
4. 视觉导航视觉导航是通过搭载水下相机等设备来实现水下机器人定位导航的技术。
该技术对于水下环境的变化适应能力强，还可以实现水下物体的检测和识别。
但是，由于水下环境存在着较大的光照和水体浑浊等问题，视觉导航的准确度和适应性存在着限制。
二、水下机器人定位导航技术的研究进展随着水下机器人技术的不断发展，水下机器人定位导航技术的研究也得到了加强。
近年来，国内外研究者围绕水下机器人定位导航问题进行了大量的实验研究和理论探讨。
比如，日本的国立海洋研究所研究出新型的“六足水下机器人”，能够实现水下地形的三维成像和地形测量；美国的伍兹霍尔海洋研究所将惯性导航技术与声纳导航技术相结合，实现水下机器人长距离自主导航能力，从而在深海开展了大量的调查和勘探工作。
国外水下导航技术发展现状及趋势
国外水下导航技术发展现状及趋势水下导航技术是一项非常重要的技术，已经广泛应用于海洋资源勘探、海洋环境监测、水下管道检测等领域。
在当今社会中，随着科技的不断发展，水下导航技术也在不断进步和发展。
本文将对国外的水下导航技术发展现状及趋势进行探讨。
一、水下导航技术发展现状1.传统水下导航技术传统的水下导航技术主要包括声纳导航、磁导航和加速度计导航。
声纳导航技术是一种通过利用声波在水中的传播来确定目标位置的技术，精度较高。
磁导航技术则是利用地球磁场的变化来确定目标位置，但在实际应用中受到了周围环境的干扰，导致其准确度较低。
加速度计导航技术则是利用加速度计来测量目标所受的加速度和角速度，计算出目标的位置和速度。
2.激光测距导航技术激光测距导航技术是一种新兴的技术，它利用激光线扫描水下物体来获取其三维坐标。
相比传统的水下导航技术，激光测距导航技术具有更高的精度和分辨率，但是其受到环境因素的影响较大。
3.惯性导航技术惯性导航技术是通过测量物体的加速度和角速度，计算物体的位置和速度。
惯性导航技术具有精度高、靠谱等特点，但是安装复杂，成本高昂，一般应用于高要求的领域。
二、水下导航技术发展趋势1.深海水下导航技术的发展随着深海工程的不断发展，深海水下导航技术得到了广泛的应用和发展，同时也面临一些挑战。
传统的水下导航技术在深海环境下受到水压、温度等因素的影响，导致其准确性有所下降。
因此，深海水下导航技术的发展趋势是发展能够适应深海环境的新型水下导航技术，例如光学导航技术、惯性导航技术等。
2.智能水下导航技术的发展智能水下导航技术是近年来水下导航技术的一个发展趋势。
它主要指通过应用深度学习、人工智能等技术来实现水下目标的自主导航和定位，减少了人类干预，大大提高了水下导航的效率和准确性。
3.多传感器水下导航技术的发展多传感器水下导航技术使用多个不同类型的传感器，如声学、激光、磁力计等，同时对目标进行检测和定位，将其结果进行融合，最终得到更加准确的水下导航位置。
科技成果——远海高精度定位导航与通信一体化关键技术
科技成果——远海高精度定位导航与通信一体化关键技术技术开发单位北京邮电大学适用范围造岛、航道疏浚、监测、维护、海上搜救等成果简介海洋是维护国家安全、推动经济发展的基础性战略资源、强国的核心动力。
多年来，我国远海岛礁被占领、资源被掠夺的情况十分严重，“建设海洋强国”已成为国家重大战略。
远海环境恶劣，未知因素多、受国外多种干扰，我国远海作业存在定位导航能力、实时通信、监管与搜救能力弱等难题，严重制约了海洋开发、利用、保护及管控等能力。
远海高精度定位导航与实时安全通信融合技术已成为国家建设海洋强国的重大需求与国际科技竞争制高点。
长久以来，我国远海定位导航服务依赖美国GPS，造成严重威胁。
北斗系统具有高保密、高可靠的短报文通信能力，但容量仅为120字/条，无法满足远海工程信息实时传输需求。
为提高我国海洋维权能力，实现“一带一路”战略。
本项目历经八年，在北斗重大专项、863计划、国家重大仪器项目的支持下，建立基于北斗/GNSS的一体化通信导航融合新体系，攻克了多模高精度定位、北斗短报文集群式通信等关键技术，打破国外技术垄断，开发系列装备。
授权发明专利154项（国际发明专利3项），软件著作权13项，标准14项（国际标准3项），论文50篇。
效益分析该项目共形成了6类系列产品和平台。
研究成果在远海作业海上勘探、港口建设、航道疏浚、海上救援等领域开展了上百项应用，装备我国中交建设集团200多艘大型海洋工程船舶，成功应用于我国多个重大海洋工程项目以及马来西亚、斯里兰卡、马尔代夫等多个国家的海洋项目建设，为远海作业提供了高精度的位置服务与实时的安全通信保障，打破了国外技术垄断封锁，为保障海洋权益、推动“一带一路”战略发挥了重要作用。
该项目近三年的总销售收入126亿元，总利润10.7亿元，取得了重大的社会经济效益。
预计到2020年，本项目研究成果会进一步推动我国“一带一路”产业的发展，累计可产生的经济效益达500亿元。
水下定位与导航简述
3 声呐方程基础
什么是声呐？ Sonar：Sound(声) +Navigation(导航) +Ranging(定位) 利用水下声波判断海洋中物体的存在， 位置及类型的方法和设备。 是利用水中声波对水下目标进行探测、 定位和通信的电子设备，是水声学中应用 最广泛、最重要的一种装置.
仿生学来源：海豚追踪猎物
美国钻探船“格洛玛·挑战者”号用的重返和动态
1~50 <1
简称 LBL SBL USBL或SSBL
海底应答器的位置分别为： 注意：与ＧＰＳ定位不同，仅需３个海底应答器即可！
三种系统的优缺点：
（1）超短基线定位系统 优点：整个系统构成简单、操作方便不需要组建水下基线阵、 测距精度高。 缺点：需要做大量的校准工作，其定位精度随着水深和工作 距离的增加而降低。定位精度比其他两种系统差。
具体做法：
➢ 在海底放一个水声应答器作为基 准点，同时在船上布放三个水听 器进行应答测距。在下钻作业时 船上向基准点应答器发出脉冲， 应答器收到信号之后发出回答脉 冲，这回答脉冲被船上的三个测 距水听器收到，这时可以测出三 个水听器与基准应答器的距离。 当外界条件使船位移时，水声应 答器测距系统随即测出这三个距 离的变化。将这些数据送入计算 机，计算出船位的水平移动量， 再开动几个可变螺距的推进器， 使船复位，也就是使三个距离和 原来的一样。这样，船在不断运 动中保持位置不变。
1、声纳方程
主动声纳方程： (SL 2TL TS) (NL DI) DT
被动声纳方程：
SL TL (NL DI) DT
SL反映发射器辐射声功率大小 TL：传播损失，定量描述声波传播一定距离后强度的衰减变化 TS：目标强度，定量描述目标反射本领的大小 NL：海洋环境噪声（背景干扰） DI：指向性指数。越大表示声能在声轴方向集中的程度越高； DT：检测阈值。设备刚好正常工作的所需的处理器输入端的信噪比 值
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海洋定位导航技术及发展研10.5 班杨磊2010010533山东科技大学关键词：GPS 导航定位海洋摘要：海洋定位导航含水上、水下2部分。
本文介绍其发展，概述其传统和现代方法，探讨其未来的发展趋势。
引言：海洋定位导航关系重大，涉及到我国的海岛主权与海洋经济发展等国家大计。
只有海洋导航与定位搞好了，我们的海军才可以精确的执行军事任务，震慑日本、越南与我国有海洋纠纷的国家，我们的海洋经济才能走上科学发展道路。
海洋定位与导航技术在古代就已经出现。
随着指南针的发明，星象规律的发现，郑和的率领的舰队七下西洋，在波涛汹涌的大海中没有一次走失，向世界展示了我国的强大航海力量，其功劳在于海洋定位与导航的技术（牵星术）。
近代历史上丧国辱权的不平等条约无一不是从海洋战场的失败开始的，八国联军入侵从海上开的火；日本人发动了甲午战争，北洋舰队的全军覆没，丧失黄海海权。
中国的国际地位则一落千丈，财富大量流出，国势颓微。
海洋是国家的门户，保不住就等于自家大门没有锁，海洋定位导航技术就是这把锁的钥匙之一。
1、水上水上定位导航技术从几千年前的天文定位技术、罗盘等，到21世纪的GPS空间测量技术，精度得到了极大的提高。
我国古代，很早就将天文定位技术应用在航海中。
东晋僧人法显在访问印度乘船回国时曾记述：“大海弥漫无边，不识东西，唯望日、月、星宿而进”。
宋、元时期，天文定位技术有很大发展，使用量天尺；到了明代，采用观测恒星高度来确定地理纬度的方法，叫做“牵星术”，所用的测量工具，叫做牵星板。
根据牵星板测定的垂向高度和牵绳的长度，即可换算出北极星高度角，它近似等于该地的地理纬度。
郑和下西洋，在航行中就是采用“往返牵星为记”来导航的。
郑和七下西洋，是世界航海史上的伟大创举。
上万人的船队远航，与大海波涛、明岛暗礁及变化万千的恶劣气候搏斗，必须能准确地测定船舶的地理位置、航向和海深等。
他们使用“牵星术”做到了。
令人觉得遗憾的是，郑和下西洋，不仅未能使中国称霸海上，也未能带来可观的经济利益，反而“国库耗空”。
到清代，更“片板不得下海”，闭关锁国，遂至近代海权没落，同时亦丧失了与欧洲交流工业革命的机会。
李清航海使用的是“六分仪”，工具更先进一些。
它是一种可手持的光学仪器，用以测角和观察天体高度，由分度弧、指示臂、测微轮、动镜、定镜和望远镜等部件组成。
其结构简单，操作轻便。
阿拉伯人在１５世纪前后数百年间，使用过拉线板。
欧洲１５世纪使用过星盘和四分仪，１６世纪使用过十字杆，１７～１８世纪使用过反测器。
英国Ｊ．哈德利于１７３０发明的双反射八分仪，后来为了便于观测月距，刻度弧加长到了６０度，称为六分仪。
现代，刻度弧改为圆周的五分之一，仍按习惯称六分仪。
要使用六分仪准确导航，也不是一件简单的事。
观测天体高度时，观测者把视线通过定镜透明部分对着水天线作基准，再转动指标杆使天体影像经两镜反射垂直与水天线重合，在刻度弧上直接读出观测角。
由于水天线并非真地平，在水天线上的天体高度角，须经蒙气差、眼高差、视差等一系列修正求得天体真高度。
用天文方法确定船位的准确性，很大程度取决于天体高度观测的准确性，而观测的准确性又很大程度取决于水天线的清晰度和观测者的熟练程度。
20世纪美国发明了GPS，造福了全世界。
GPS的定位导航原理与技术大家比较清楚，而海洋定位导航技术的GPS应用也和陆地上无实质差异。
GPS具有全天性、实时性等优点，导航精度高，定位准确，逐步代替了其他地面定位技术，占据了主要地位。
同时结合INS（惯性导航）、DVL（多普勒速度计）等导航系统，海洋水上定位导航则相对完善。
目前在海上工作的定位方法主要采用DGPS或RTK的方式,其中DGPS定位精度可达到亚米级,RTK定位精度可达到厘米级。
2、水下水下定位于导航则使用声学系统，这是由于海水中电磁波衰减剧烈。
现有的水下定位技术,按照是否需要设置声基阵,可分为水声定位技术和激光声遥感技术两大类（孙树民等，2006）。
水声定位技术需要设置声基阵,是目前应用最广泛的一种水下定位技术。
根据声基线的距离,声学系统主要分为超短基线定位系统(USBL/SSBL)、短基线定位系统(SBL)和长基线定位系统(LBL)（阳凡林等，2005）。
超短基线( SS BL /US BL) < 10m短基线( S BL) 20～50m长基线(LBL）100～6000m表1：水声定位技术分类此外,水声定位系统还和其他一些定位系统结合起来,形成组合定位系统。
组合定位系统是将单一定位系统的优点组合在一起,从而使定位系统的精度更高、功能更强大,通常应用最多的是与GPS的组合,还有与ROV的组合。
激光声遥感技术是一种新的水下定位技术,不需要设置声基阵。
激光声遥感技术根据收方式的不同可分为两类:“激光-声-声”和“激光-声-激光”遥感技术。
2.1 超短基线定位系统图1：超短基线定位示意图超短基线定位系统的优点是整个系统的构成简单,操作方便,不需要组建水下基线阵,测距精度高。
超短基线定位系统的缺点是需要做大量的校准工作。
超短基线定位系统的定位精度也同短基线定位系统一样,随着水的深度和工作距离的增加而降低。
法国Oceano Technol ogy公司生产的posidonia6000型短基线定位系统最大作用距离为8000m,定位精度为作用距离的015%—110% , 1997年开始装备在法国IFREMER 水下机器人和深拖系统以及德国GEOMAR深拖系统,其主要优点是对常规的水听器阵的结构进行了改造,并采用调频声学信号。
而Si mrd公司研制的H IPAR500型系统的换能器为241个换能器单元组成球形阵,测量精度优于作用距离的012% ,工作水深达到4000m。
新近推出的H IPAR700型系统是在H IPAR500的基础上开发的长程声学定位系统,理论推算最大作用距离为8000m,最大工作水深为6000m,定位精度为作用距离的0115%。
（孙树民等，2006）2.2 短基线定位系统图：2短基线定位示意图短基线定位系统的优点是系统的构成简单,便于操作,不需要组建水下基线阵,测距精度高,换能器体积小,安装简单。
短基线定位系统的缺点是深水测量要达到高的精度,基线长度一般要大于40m;需要在船底布置3个以上的发射接收器,要求具有良好的几何图形,需要做大量的校准工作;另外,短基线定位系统的定位精度与水的深度和工作距离关系极大,水越深、工作距离越长定位精度越低。
澳大利亚Nautr onix公司生产的NASD rill RS925型短基线定位系统采用ADS信号,此种信号的抗干扰能力特别强,在传输距离和测量精度方面具有更优的性能,即便是在环境噪声较大且深水区作业的情况下同样能取得良好的定位效果,因为系统的这个特点,该产品已经与多套动力定位系统组成联合系统应用于深海调查和生产项目。
NASD rill RS925系统的水听器是由多个换能器单元组成的组合阵,波束的指向性和信噪比更佳,系统定位数据更新率高。
NASD rill RS925系统能够在全海深范围工作,在工作范围3500m以内可以达到优于215m的定位精度。
（孙树民等，2006）2.3长基线定位系统图：3长基线定位示意图长基线定位系统的优点是定位精度与水深无关,在较大的范围内可以达到较高的相对定位精度,定位数据更新率高,换能器非常小,易于安装。
长基线定位系统的缺点是系统复杂,操作繁琐;数量巨大的声基阵,费用昂贵;需要长时间布设和收回海底声基阵;需要详细对海底声基阵校推测量。
目前在国际市场上性能较好的长基线定位系统有美国Sonardyne公司的Fusi on系列的长基线定位系统,该系列产品可用于水下仪器设备的连续跟踪定位,也可应用于复杂的深海工程建设项目、矿石开采、海难救援等。
挪威Si mrad公司的HPR408S型长基线定位系统具有自动校准功能的异频收发阵,使得整个系统在超过3000m的作用范围内可以达到几厘米的定位精度。
HPR408S型长基线定位系统因其高精度、高可靠性、数据更新率高(定位数据更新时间在2 s左右)的特点,已经被广泛应用于水下机器人、深拖系统等水下设备的导航定位。
（孙树民等，2006）2.4激光声遥感技术激光声遥感技术是利用激光在水中产生声波并在空中接收被水下目标反射或散射的声波来感知水下目标的技术。
它是20世纪80年代才出现的新技术,是激光技术同声学、电子学相结合发展起来的新边缘科学。
由于它利用红外脉冲激光与自由水表面相互作用产生的专用脉冲作为水下声源,又在空中利用传感器接受水下目标反射或散射的声信号,为航空遥感水下目标提供了一条新的技术途径。
按照接收方式的不同又可将激光声遥感技术分为两类:“激光-声-声”和“激光-声-激光”遥感技术。
“激光-声-声”遥感技术的接收是声波,此声波是由激光产生的,然后被水下目标反射或散射并穿过水和空气的界面在空气中继续传播而最终被接收器所接收;“激光-声-激光”遥感技术的接收器接收的则是光,此光是由另外一束较弱激光打在被水下目标声波扰动了的水面上而返回的载有水下目标声信号信息的光波。
由于在远距离传播方面还没有发现别的物理场在水中比声波更好,所以无论是哪一类,在水中都是利用声波。
1980年, G . D. Hi ckma及其同事率先进行了激光声遥感技术的可行性实验研究,他们在美国马里兰州布赖顿大坝水库的浮动码头上,用能量5J的CO激光器,从空中射向2水面在水中产生声波,并用放在空中的微音器接收水底的反射波,测出的水深达20m。
同时,放在水底的一枚型号为MK - 84的水雷也从水底回波中区别出来,表明这些回波具有不同的频率特性,因此有可能利用反射波频谱分析作为水底沉积物硬度和类型的某种量度。
在国内,李荣福等从1986年就开始了激光声遥感技术研究, 1989年发表了激光声原理实验报告,1990年报告了用单个微音器探测海深达17m和探测水下几米深物体的实验结果。
随后又专门研制了一套激光声遥感系统,它包括:单脉冲能量100J的TEACO激2光器及其导光聚焦系统、八元线列接收声阵和高速数字多波束接收机。
利用这套设备在海上实验中,探测到了水下30m深处直径为0.7m的标准反射体和58m深的海底。
激光声遥感技术作为一种新的技术手段,发射机和接收机均可装载在直升机上,与舰载水声探测设备相比,具有机动灵活快速的优点,对舰船有危险或不能到达的地方,机载激光声设备仍能进行探测。
激光产生的声脉动基本上是无方向性声源,它可以覆盖广阔的水域。
2.5 GPS水下导航定位法国于1995年开始研究将GPS用于水下导航。
1995-1996年期间完成了原型样机。
包括4个装有GPS的智能浮标,一个区域无线电网络,一个遥控站和载体电子装置。
1996-1997年进行了试验,试验水域深 10-300 m,效果良好。