无人平台自主探测声呐发展现状和展望

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　第 1 页共 34 页 无人平台自主探测声呐的发展现状和展望

　 正文目录 目录

　正文目录.......................................................................................................................................... 1 图表目录.......................................................................................................................................... 2 1. 序言............................................................................................................................................ 3 2. 无人平台自主探测声呐的发展现状 ........................................................................................ 4 3. 无人平台自主探测声呐的应用 .............................................................................................. 13 3.1. 概述 ............................................................................................................................................................. 13 3.2. 静态目标被动探测结果 ....................................................................................................................... 15 3.3. 运动目标被动探测结果下面给出了运动目标的被动探测结果 ......................................... 15 3.4. 主动工作模式下的探测结果下面给出该系统主动工作模式下的探测结果 ................ 16 4. 无人水下航行器声呐装备现状与发展趋势 .......................................................................... 18 4.1. 国外 UUV 声呐装备现状 ..................................................................................................................... 20 4.1.1. 国外 UUV 探测声呐装备 .......................................................................................................... 20 4.1.2. 国外 UUV 导航声呐装备 .......................................................................................................... 25 4.1.3. 国外 UUV 通信声呐装备 .......................................................................................................... 26 4.2. 国内 UUV 声呐装备现状 ..................................................................................................................... 26 4.2.1. 国内 UUV 探测声呐装备 .......................................................................................................... 26 4.2.2. 国内 UUV 导航声呐与通信声呐装备 .................................................................................. 28 4.3. UUV 声呐装备关键技术 ...................................................................................................................... 30 4.3.1. 声纳一体化设计技术 ................................................................................................................. 30 4.3.2. 自主目标探测技术 ...................................................................................................................... 30 4.3.3. 水声导航技术 ................................................................................................................................ 31 4.3.4. 水声通信技术 ................................................................................................................................ 31 4.4. UUV 声呐装备发展趋势 ...................................................................................................................... 31 4.4.1. 高自主性能 .................................................................................................................................... 32 4.4.2. 高模块化程度 ................................................................................................................................ 32 4.4.3. 高分布式协同能力 ...................................................................................................................... 32 5. 结语与展望 .............................................................................................................................. 33 5.1. 概述 ............................................................................................................................................................. 33 5.2. 智能化 ......................................................................................................................................................... 33

　第 2 页共 34 页 5.3. 模块化 ......................................................................................................................................................... 33 5.4. 协同化 ......................................................................................................................................................... 34 5.5. 编队化 ......................................................................................................................................................... 34

　图表目录 图 1 ACTUV 工作效果 ................................................................................................................................. 5 图 2 “海上猎手”号无人艇 .......................................................................................................................... 6 图 3 搭载 TRAPS 声呐系统的“海鸥”号无人艇 ................................................................................ 7 图 4 “奥卡”超大型 UUV 概念图 .............................................................................................................. 8 图 5 搭载 SLITA 声呐系统的“海洋探险者”UUV .............................................................................. 9 图 6 DTLA 声呐系统的拖曳阵 ................................................................................................................. 9 图 7 “STARFISH”小型 UUV ...................................................................................................................... 10 图 8 搭载矢量水听器拖曳阵的“Bluefin-21”型 UUV ................................................................... 11 图 9 搭载矢量水听器的“eFolaga”型 UUV ........................................................................................ 12 图 10 搭载 DAVS 系统的“MARES”型 UUV ....................................................................................... 12 图 11 搭载 3 维矢量水听器的水下滑翔机 ..................................................................................... 13 图 12 矢量阵子阵实物图 ........................................................................................................................ 14 图 13 小型化矢量阵与原矢量阵的对比 ........................................................................................... 15 图 14 静态目标被动探测性能试验结果 ........................................................................................... 15 图 15 运动目标被动探测性能试验结果 ........................................................................................... 16 图 16 目标主动探测距离估计试验结果 ........................................................................................... 16 图 17 目标主动探测方位估计试验结果 ........................................................................................... 17 图 18 目标主动探测航速估计试验结果 ........................................................................................... 17 表 1 不同级别 UUV 任务需求优先级 ................................................................................................ 18 图 19 UUV 主要声呐装备 ........................................................................................................................ 20 图 20 EdgeTech 2200 系列侧扫声呐 .................................................................................................. 21 图 21 HISAS 1030 合成孔径声呐 ......................................................................................................... 23 图 22 Seabat 7125-AUV 多波束测深声呐 ......................................................................................... 24 图 23 “虎鲸”超大型 UUV .................................................................................................................. 25 图 24 “替代者”超大型 UUV(携带拖曳线列阵) ........................................................................ 25 图 25 Shark 系列侧扫声呐 .................................................................................................................... 27 图 26 AUV53 型合成孔径声呐 .............................................................................................................. 28 图 27 UUV 舷侧阵声呐与拖曳线列阵声呐 ...................................................................................... 29

　第 3 页共 34 页 图 28 QMY 系列水声通信声呐 .............................................................................................................. 30

　1. 序言 随着国防科技的迅猛发展，无人化与智能化已经成为了现代战争的重要发展趋势。在海洋这片重要战场上，无人水下潜航器(UUV)、无人水面艇(USV)等小尺度自主作战平台已经开始展露锋芒。这些无人平台可由潜艇或水面舰艇发射，用于执行侦察、监视、情报、打击等多种作战任务。

　作为一种新型作战平台，已成为各国海军竞相研制、列装的水下武备平台。未来水下战争的需求为无人平台带来了新的发展机遇。

　在美国《2025 年自主潜航器需求》报告中，已将反潜战作为无人平台通过隐蔽和最前沿保障介入方式执行的多种任务之一。在危险海域，可以使己方潜艇保持在安全海域，由携带水声探测声呐的无人平台游弋于前方，自主、长时间地执行探测任务，一旦发现敌方潜艇，则自动实施跟踪，或者及时与指挥中心通信，根据指挥中心的命令实施相应的操作。它可作为一个艇外传感器或探测器，在既保证自身隐秘性，又不增加母艇危险的前提下扩大探潜范围。

　美国国防部于 2008—2018 年陆续发布的 4 版《无人系统综合路线图》中指出，在未来战场中不同空间域中无人系统的协同作战将是必然的发展趋势，最终实现由水下无人平台、空中(包括太空)无人平台和陆地无人平台的协同作业，组成模块化、分布式和网络化的多无人平台协同感知、探测与侦察系统。

　水下无人平台的作战能力主要取决于以下 4 个特征：

　①传感器/有效载荷；

　②续航能力；

　③自主性；

　④指挥、控制和通信。

　其中，水下无人平台的有效载荷包括目标探测、水声通信、水声侦察、水声信息支援对抗等。

　第 4 页共 34 页 目标探测载荷的任务是，利用目标辐射噪声信号或者主动声呐信号的反射回波，搜寻敌方潜艇，并提供目标方位指示。该任务载荷的探潜能力对拓展潜艇反潜任务海域、发挥潜艇作战使用效能具有至关重要的作用。

　声呐探测过程的自主性需求是设计无人平台探测声呐时面临的最主要挑战：

　1)在有人系统搭载的声呐系统中，人在整个探测环路中扮演了重要的角色。有人探测声呐系统的信号...

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