水下通信定位导航技术分析及一体化展望

王 鹏，潘 笑，温 雯，李 婧，王佳奇，姚 斌

(中国舰船研究院，北京100101)

0 引 言

1 水下通信定位导航技术分析

随着深海战略目标的提出，走向深海、走向大洋是发展海洋事业、建设海洋强国的必经之路。无论是海洋军事方面还是深海科学考察等民用方面，都离不开先进的装备和技术的发展。在深海开发中，无法避免地要用到各种水下航行器，而在各种水下航行器工作过程中，都需要水下通信定位导航功能的支持。水下通信定位导航技术经过长年的发展，已经趋于成熟，但是仍然存在各种缺陷和不足。本文针对水下通信定位导航技术进行分析，并对水下通信定位导航一体化关键技术进行展望。

1.1 水下通信技术分析

水下声学通信已经进行了至少半个世纪的研究。最早的水下通信设备之一是二战后为美国海军开发的水下电话[1]。

近些年，由于在科学、军事和商业等方面的各种应用，这种水下通信形式受到越来越多的关注。从军事到海洋生物研究等方面出现了大量的应用，包括潜航器水下通信、污染监控、石油开采和水产养殖等。

电磁波，光波和声波都已经在水下无线传感器网络（UWSN）中得到应用[2–3]。然而，无线电频率会在水中受到衰减的影响（特别是在较高频率下）[2]，因此需要更高的功率和更大的天线[4]。光波可用于实现超高数据速率通信，但会在水中光波会被快速散射和吸收，因此仅在短距离通信中比较可靠[2]。

相反，声波由于具有相对较低的吸收率，因此可以通过远程链路进行通信。……