高精度水聲綜合定位技術(shù)從“跟跑”到局部領(lǐng)先

面向我國海底礦產(chǎn)資源精細調(diào)查、勘探、開采的作業(yè)需求，緊密結(jié)合?7?000?m?載人潛水器“蛟龍”號、“潛龍?1?號”水下無人機器人（AUV）、深?？臻g站等重大海洋裝備與工程的亞米級定位需求，依托“科學”號科考船，科技部于“十二五”安排了“深水高精度水下綜合定位系統(tǒng)研制”項目，發(fā)展相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備，形成了一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)水下綜合定位系統(tǒng)樣機，可以在?7?000?m?海深內(nèi)提供高精度定位服務(wù)。

該樣機于?2015?年起服役于“科學”號科考船，同年?5?月至?7?月參加了“2015?馬努斯熱液-南海冷泉航次”，圓滿完成了水下綜合定位系統(tǒng)的海上驗收，并為該航次的海底地形地貌測量、冷泉熱液噴口發(fā)現(xiàn)等工作提供了水下優(yōu)質(zhì)可靠的定位信息。此次海試首次實現(xiàn)了深海超短基線和長基線有機結(jié)合的綜合定位跟蹤模式，在單周期內(nèi)同步保障了水下平臺的高精度導航和水面對水下平臺的跟蹤監(jiān)視，定位精度優(yōu)于?0.5?m，并實現(xiàn)了國內(nèi)首次成功完成復(fù)雜海山地形下精準可靠長基線作業(yè)，獲取了我國首個亞米級冷泉熱液地形地貌圖。

在深海高精度水聲綜合定位系統(tǒng)引導下，我國“深海勇士”號載人潛水器?2017?年?9?月?29?日在南海?3?500?m?深處僅?10?min?就快速找到預(yù)定的海底目標，實現(xiàn)了“大海撈針”，這標志著我國深海高精度水聲定位裝備與技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。深海定位精度首次達到?0.3?m、定位有效率超過?90%，綜合技術(shù)水平進入世界領(lǐng)先行列。成功支撐了剛剛結(jié)束的我國“深海勇士”號載人深潛首航試驗和我國最先進科考船“科學號”南海綜合調(diào)查科學考察?2?次任務(wù)，為我國開展萬米深淵“馬里亞納海溝”科學探索等深海實踐，奠定了堅實的技術(shù)與裝備基礎(chǔ)。

面向我國重大發(fā)展戰(zhàn)略需求的水聲定位導航技術(shù)（圖?1），其主要需求特征體現(xiàn)在“深、遠、精、多”，即“深海底、遠距離、精度高、多用戶”。從“十五”到“十二五”，我國的深海實踐已經(jīng)從?4?500?m?步進至?7?000?m，目前?11?000?m?的深淵科學與技術(shù)正在如火如荼展開；作用距離由已達的?8?000?m?正在向?12?000?m??邁進；定位精度從幾十米量級以進步至優(yōu)于?0.5?m，新的需求將精度要求提至?10?cm；而可接入的目標數(shù)也從單目標定位到滿足水下多作業(yè)平臺的集群定位。我國水聲定位導航技術(shù)已基本完成了“跟跑”，進入“并跑”的初級階段，其中萬米級高精度定位導航處于領(lǐng)跑階段。

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