水下地形辅助导航技术的研究与应用进展.pdf

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1、第37卷第3期国防科技大学学报V01．37No．32015年6月JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYJun．2015doi：10．11887／j．cn．201503021水下地形辅助导航技术的研究与应用进展张静远，谌剑，李恒，饶枯(海军工程大学兵器工程系，湖北武汉430033)摘要：在简要介绍水下地形辅助导航基本概念的基础上，从地形辅助导航算法、水下数字地图技术、水下地形辅助导航试验等方面，详细介绍了水下地形辅助导航所涉及各方面的主要问题及研究进展，并对

2、下一步研究方向及应用做出指引与展望。关键词：自主导航；水下导航；潜艇；水中兵器；地形匹配中图分类号：TJ630文献标志码：A文章编号：1001—2486(2015)03—128—08Researchandapplicationprogressonunderwaterterrain-aidednavigationtechnologyZHANGflngyuan，SHENJian，LItteng，RAOZhe(DepartmentofWeaponEngineering，NavalUniversityofEngine

3、ering，Wuhan430033，China)Abstract：Basedonbriefintroductionoftheconceptionofunderwaterterrain-aidednavigation，thekeyproblemsandresearchprogressofunderwaterterain—aidednavigationwereintroducedfromtheviewofterrain-aidednavigationalgorithm，underwaterdi西talmaptec

4、hnology，andexperimentation．Thedirectionofresearchanddevelopmentofapplicationwaspointedoutaswel1．Keywords：independentnavigation；underwaternavigation；submarine；underwaterweapon；terrainmatching潜艇、远程巡航鱼雷、无人水下航行器加大了地形辅助导航技术在舰船、潜艇和水下航(UnmannedUnderwaterVehicle，UU

5、V)等水下潜器行器上应用的研究。早在1997年出炉的“2000—的远程高精度自主导航定位是各国军事装备建设2035美国海军技术”发展战略研究中就提出了在关注的重点和难点问题。惯性导航系统具有较好2005年将水下航行器的导航精度提高到2000年的自主性、实时性和准确性，是水下潜器自主导航的10倍的目标，而且明确指出要完成这一任务主系统的必要设备。但惯性导航系统的导航误差随要就是采用地形匹配技术，由此可以看出这一技时间累积，必须定期用外部信息对其进行校准。术的重要性。目前多采用无线电导航信息和卫星导航信息来校1水

6、下地形辅助导航概述准惯导，实现辅助导航。而无线电导航和卫星导航在战时极易受电磁干扰而失去作用，存在使用1．1基本原理上的隐患。此外，接收外部信息对于水面航行舰水下地形辅助导航是一种具有自主性和隐蔽船来说较容易实现，但对于水下潜器，为接收外部性的水下辅助导航定位方法。与陆地应用的地形校准信息，需浮出或接近水面，这势必影响其隐蔽辅助导航类似，其原理见图1。性，且浪费航程，因此，在各类平台及水中兵器等该方法首先对潜器任务海域的水下地形进行潜器的应用中，实现完全自主的水下远程精确导勘测并依据测绘标准构建该海域的水下三

7、维基准航定位是各国努力的方向。数字地形图数据库。在潜器执行任务时，利用传地球磁场、重力场和地形场是良好的辅助导感器获得潜器所在位置的海底地形信息，并与数航信息源。其中地形场的研究较早，特别是陆地据库中的基准数字地形图进行比较，经过连续测上的地形辅助导航技术经过3O多年的发展，已经量和合适的算法进行匹配运算，最终确定潜器的趋于成熟并成功运用于飞行器的导航。水下地形准确位置信息。将该匹配位置号喷导信息进行信辅助导航的研究相对较晚，但是近年来，国外明显息融合处理，可以较好地修正由于陀螺仪和加速收稿日期：2014—0

8、9—30作者简介：张静远(1964一)，男，辽宁大连人，教授，博士，博士生导师，E—mail：jyz503@163．corn第3期张静远，等：水下地形辅助导航技术的研究与应用进展‘129‘配算法。惯性导航算法应用很广，也非常成熟，在水下与在陆地和空中的应用基本相似，这里不做介绍，感兴趣的读者可参考相关文献。对地形匹配算法的研究很广泛，发表的文章也很多。综合起来看，根据地形数据使用方式不同，地形匹配算