基于水声通信的AUV组网与协同导航

王亭亭,张南南,岳才谦,王奥博,吕 雪

基于水声通信的AUV组网与协同导航

王亭亭,张南南,岳才谦,王奥博,吕 雪

(中国航天空气动力技术研究院,北京,100074)

构建稳健的水下通信网络以提供编队支撑信息和导航增强信息,是实现多自主水下航行器(AUV)组网编队的基础。因此,研究如何在水下通信手段和成熟通信载荷受限的情况下,利用有限资源,构建满足真实水下环境多AUV编队需求的通信网络,对后续开展多AUV协同作业研究具有重要意义。针对当前水下移动组网编队研究中,由于组网及协同导航工程应用不足,制约了编队中其他层进一步发展的问题,文中对多AUV网络通信协议、机制以及协同导航增强的实现进行了研究,设计了一种基于水声通信的组网与协同导航方案,利用德国Evologics公司的3台水声通信机进行网络构建,并在3台AUV组成的水下编队中进行了试验,验证了该方案能为AUV编队提供有效的通信和协同保障。

自主水下航行器; 水声通信; 组网编队; 协同导航

0 引言

自主水下航行器(autonomous undersea vehicles,AUV)是一型水下无人无缆式平台,具有较强的灵活性、机动性和全自主性,可搭载多种载荷以及“察打一体”等特点,是“天-空-潜”一体化跨域协同与集群应用中重要的潜基节点,可承担侦察、探测、诱饵、震慑和中继等任务,具有广阔的发展前景[1-2]。由于海洋环境的特殊性,原本在陆地上传输良好的短波、中波和微波等无线电磁波在水下衰减严重,几乎无法传播; 甚低频和极低……