水下無人平臺自主探測技術(shù)是水下無人平臺完成使命任務(wù)的重要保障,，在軍事國防領(lǐng)域占有舉足輕重的地位，其研究內(nèi)容涉及水下無人平臺結(jié)構(gòu)與水動力,、水下定位與導(dǎo)航,、任務(wù)自適應(yīng)規(guī)劃、自主控制,、數(shù)據(jù)傳輸與通信,、動力推進(jìn)、任務(wù)載荷,、目標(biāo)自主探測與跟蹤,、目標(biāo)屬性自主判別及共性基礎(chǔ)技術(shù)等領(lǐng)域，是當(dāng)前國際研究的前沿?zé)狳c,。水下聲學(xué)滑翔機(jī)屬于水下無人平臺自主探測研究領(lǐng)域,，其在環(huán)境觀測型水下滑翔機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，綜合考慮了平臺電磁兼容性及聲學(xué)特性,，搭載聲學(xué)傳感器及信號處理系統(tǒng),，具備海洋環(huán)境噪聲采集、水聲信號采集,、聲紋記錄,、數(shù)據(jù)處理及上浮通信等功能，可用于完成敏感海域或拒止區(qū)域移動目標(biāo)自主探測,、跟蹤,、屬性判別和信息回傳等任務(wù)。 

一,、水下聲學(xué)滑翔機(jī)研究現(xiàn)狀 

⒈國外研究現(xiàn)狀  

國外在水下滑翔機(jī)集成聲學(xué)傳感器方面起步較早,，且成果顯著,，尤以美國最為突出。 

2010年5月7日,，葡萄牙科研工作者在西太平洋勞盆地(Laubasin)北部布放搭載水聽器的Slocum水下聲學(xué)滑翔機(jī)(見圖1),，用于監(jiān)測西馬塔(WestMata)的海下火山，記錄了隨距離變化的聲波振幅,，證明了地質(zhì)變化將使該地區(qū)噪聲水平上升,。試驗結(jié)果表明，水下聲學(xué)滑翔機(jī)用于水聲監(jiān)測的效果可以與水下自主水聽器相媲美,；2013年5月,，葡萄牙阿爾加維大學(xué)又在葡萄牙海岸布放了搭載SR-1水聽器的Slocum用于探測水下噪聲，結(jié)果表明,，其可對水下噪聲進(jìn)行時間和空間尺度上的有效探測,。 

圖1  搭載水聽器的Slocum

圖2  搭載水聽器的Seaglider

美國研制的Seaglider水下聲學(xué)滑翔機(jī)尾部艙段集成了5Hz～30kHz全向聲壓水聽器(見圖2)，并配有數(shù)據(jù)采集與存儲設(shè)備,，聲學(xué)設(shè)備動態(tài)范圍120dB,、本底噪聲低至34dB。2006年8月,，科研人員在加利福尼亞州蒙特利灣布放了3臺Sea-glider水下聲學(xué)滑翔機(jī),，共獲取401個剖面、107小時的聲學(xué)數(shù)據(jù),，采集到了藍(lán)鯨,、座頭鯨和抹香鯨的叫聲。此次試驗航行時間達(dá)40天,，航行里程達(dá)200km,，取得了較好的試驗效果。 

ANT公司在美國海軍研究辦公室的資助下研制的一款淺海聲學(xué)滑翔機(jī)ANTLittoralGlider(見圖3),，搭載有Reson公司的TC-4033型水聽器和Wilcoxon的矢量水聽器，其獨特的設(shè)計特別適合在近海工作,。在6年的研制周期內(nèi),，ANT公司共為美國海軍制造了18套ANTLittoralGlider，累積作業(yè)4500小時,。

圖3  ANT公司的淺?；铏C(jī)

美國斯克里普斯海洋研究所海洋物理實驗室和華盛頓大學(xué)應(yīng)用物理實驗室合作設(shè)計的翼身融合水下聲學(xué)滑翔機(jī)(XRay和ZRay，見圖4),，采用翼身融合結(jié)構(gòu),，可實現(xiàn)翼展水平距離最大化和功率消耗最小化，最大限度地提高其探測和定位能力,。該滑翔機(jī)利用獨特的翼身融合設(shè)計可獲得較快的水下航行速度,，使升力面積最大且增加了內(nèi)部體積,，可用于攜帶戰(zhàn)術(shù)有關(guān)的聲學(xué)傳感器，使其適合于警戒和其他遙測任務(wù),。  

圖4  Xray和Zray水下聲學(xué)滑翔器

ZRay的兩機(jī)翼前緣中安裝了1個27元水聽器陣列,，水聽器工作頻帶10Hz～15kHz，陣列信號輸出到1個實時檢測/定位和記錄系統(tǒng),；該水下聲學(xué)滑翔機(jī)同時搭載有矢量水聽器,，頻率為20Hz～2kHz。除此以外,，ZRay還嘗試拖曳1個32元拖曳線列陣,，該陣列由太平洋空間和海軍作戰(zhàn)系統(tǒng)中心設(shè)計和建造，并將配備1個來自伍茲霍爾海洋研究所的3通道低(10Hz～7.5kHz),、中(100Hz～50kHz),、高(1kHz～160kHz)頻數(shù)字監(jiān)控自主檢測分類系統(tǒng)。 

該水下聲學(xué)滑翔機(jī)可以以1～3kn的航速續(xù)航6個月,，其設(shè)計初衷是用來跟蹤和自動識別海洋哺乳動物,，目前已應(yīng)用于圣地亞哥海底被動聲學(xué)自主監(jiān)測海洋哺乳動物項目。由于其優(yōu)異的聲學(xué)探測性能,，ZRay還可用來探測安靜級柴電潛艇,，是美軍持久性沿海海底監(jiān)視網(wǎng)(PlusNet)的一部分。   

⒉國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國內(nèi)在水下滑翔機(jī)平臺集成聲學(xué)傳感器方面基本與美國保持同步,。受國家“863”計劃資助,，2014年，中國海洋大學(xué)和中科院聲學(xué)所聯(lián)合研制了一型聲學(xué)滑翔機(jī),，該型滑翔機(jī)的艏部艙段為聲學(xué)探測艙,，電子系統(tǒng)位于滑翔機(jī)電子艙內(nèi)，二者通過電纜連接,，已先后開展了消聲水池,、湖上及海上試驗(見圖5)。

圖5 水下滑翔機(jī)海上試驗

該型滑翔機(jī)系統(tǒng)最大工作深度1500m,，懸?；蜃讜r，最低工作頻率10Hz,；滑翔時,，最低工作頻率500Hz。設(shè)計指標(biāo)為：在良好水文條件下,，對水下聲源譜級不小于125dB(@1kHz)的目標(biāo),，單節(jié)點探測作用距離不小于3km。 

西北工業(yè)大學(xué)基于飛翼滑翔機(jī)研發(fā)了搭載多元聲壓陣列的飛翼滑翔機(jī)聲學(xué)探測系統(tǒng)，并進(jìn)行了湖上測試,。哈爾濱工程大學(xué)利用“海燕”水下滑翔機(jī)共裝載了4個聲壓水聽器,，在滑翔機(jī)左翼、右翼,、前導(dǎo)流罩和尾翼各安裝1個水聽器構(gòu)成4元聲學(xué)感知單元,，并在南海海域進(jìn)行了海上試驗，利用73Hz低頻聲源信號對系統(tǒng)的探測能力進(jìn)行驗證,。試驗期間,，水下聲學(xué)滑翔機(jī)共完成17個剖面的性能測試，其中滑翔機(jī)控制功能測試3個剖面,，噪聲特性測試7個剖面,，低頻聲源信號探測能力測試7個剖面，平臺最大下潛深度1000m,。通過對記錄的噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析表明,，該聲學(xué)感知單元可有效接收低頻聲源發(fā)射的噪聲數(shù)據(jù)。 

海軍潛艇學(xué)院和天津大學(xué)通過對現(xiàn)有“海燕”水下滑翔機(jī)進(jìn)行聲學(xué)特性及電磁兼容性優(yōu)化設(shè)計和減振降噪處理,，集成矢量水聽器探測單元及其信號處理設(shè)備,，設(shè)計水聲信號處理機(jī)艙室，研發(fā)了“海豚號”水下聲學(xué)滑翔機(jī)原理樣機(jī)(見圖6),，該樣機(jī)可自主完成水中目標(biāo)噪聲信息獲取,、自主探測、聲學(xué)信號跟蹤,、目標(biāo)屬性自主判別及快速上浮,，整個流程無需人工干預(yù)，初步具備對目標(biāo)的自主探測能力,。

圖6 “海豚號”水下聲學(xué)滑翔機(jī) 

二,、系統(tǒng)組成及功能 

⒈系統(tǒng)組成 

水下聲學(xué)滑翔機(jī)一般由水下聲學(xué)滑翔機(jī)平臺分系統(tǒng)、任務(wù)載荷分系統(tǒng),、數(shù)據(jù)傳輸與通信分系統(tǒng),、甲板調(diào)試與控制分系統(tǒng)及布放回收分系統(tǒng)5部分組成。 

⑴平臺分系統(tǒng)通過對自身浮力和姿態(tài)的調(diào)節(jié)來完成無動力水下滑翔,，包括平臺主體結(jié)構(gòu)子系統(tǒng),、浮力驅(qū)動子系統(tǒng)、姿態(tài)調(diào)節(jié)與能源子系統(tǒng),，以及導(dǎo)航與控制子系統(tǒng)，可承受一定的耐壓深度,，具備任務(wù)載荷搭載能力,； 

⑵任務(wù)載荷分系統(tǒng)包括海洋環(huán)境觀測傳感器、聲學(xué)傳感器及水聲信號處理機(jī)，可完成海洋水文環(huán)境觀測和水下目標(biāo)探測任務(wù),； 

⑶數(shù)據(jù)傳輸與通信分系統(tǒng)包括衛(wèi)星天線,、接收機(jī)和控制軟件等，可實現(xiàn)水下滑翔機(jī)與甲板調(diào)試與控制分系統(tǒng)的水文環(huán)境與聲學(xué)數(shù)據(jù)近實時傳輸,、任務(wù)指令下達(dá)和應(yīng)急調(diào)度,； 

⑷甲板調(diào)試與控制分系統(tǒng)包括實時顯示與狀態(tài)監(jiān)控、指揮與控制軟件,、多源信息接入與處理,、目標(biāo)態(tài)勢展現(xiàn)等模塊，用于完成水下聲學(xué)滑翔機(jī)布放前設(shè)備測試與參數(shù)設(shè)置,、布放后任務(wù)指令下達(dá)與遙測數(shù)據(jù)接收,、水下聲學(xué)滑翔機(jī)狀態(tài)監(jiān)控、指揮控制及應(yīng)急機(jī)動調(diào)度以及探測目標(biāo)態(tài)勢展現(xiàn)等任務(wù),； 

⑸布放回收分系統(tǒng)主要包括多關(guān)節(jié)機(jī)械臂,、可靠抓取機(jī)械手、可移動水面機(jī)器人等部分,，用于水面船和無人水面航行器對水下聲學(xué)滑翔機(jī)的布放和回收,。 

相比于普通海洋環(huán)境觀測型水下滑翔機(jī)，水下聲學(xué)滑翔機(jī)主要具有如下特點,。 

①聲學(xué)與電磁兼容性更優(yōu),。水下聲學(xué)滑翔機(jī)對系統(tǒng)噪聲、電磁兼容性要求更為苛刻,，需要對系統(tǒng)進(jìn)行聲學(xué)與電磁兼容性優(yōu)化設(shè)計,。 

②水動力特性要求更高。水下聲學(xué)滑翔機(jī)由于加裝了聲學(xué)系統(tǒng),，平臺外形和整體結(jié)構(gòu)會不同程度的改變,，增加其水動力特性分析難度。 

③信息處理更智能,。除水下滑翔機(jī)常規(guī)導(dǎo)航,、控制等信息自主處理外，聲學(xué)系統(tǒng)還需要具備目標(biāo)自主探測和判別,，并需要根據(jù)判別結(jié)果,，完成同水下滑翔機(jī)主控系統(tǒng)的信息交互。

⒉系統(tǒng)功能 

水下聲學(xué)滑翔機(jī)主要用于海洋環(huán)境精細(xì)化觀測,、海洋環(huán)境噪聲測量和海洋目標(biāo)監(jiān)測,，其具體功能如下： 

⑴具有水聲環(huán)境長時序、大范圍和精細(xì)化測量功能,，利用溫鹽深(CTD)剖面測量儀完成全面,、準(zhǔn)確和長時的三維空間溫度,、鹽度和深度數(shù)據(jù)采集； 

⑵具有海洋環(huán)境噪聲的測量與記錄功能,，利用滑翔機(jī)搭載的水聲傳感器完成大范圍,、長時效、多深度海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)的采集和記錄,； 

⑶具有水下移動目標(biāo)聲學(xué)自主探測,、聲學(xué)信號跟蹤、識別及信息回傳功能,。  

三,、關(guān)鍵技術(shù)  

⒈聲學(xué)減振降噪技術(shù)  

水下聲學(xué)滑翔機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含較多的執(zhí)行單元與結(jié)構(gòu)件,，且各單元的振動相互耦合,，為復(fù)雜的多體系統(tǒng)，如何確認(rèn)激勵源,、確定振動的傳播路徑及各單元振動耦合情況,，最終獲得聲學(xué)探測單元對此激勵源的響應(yīng)情況，并據(jù)此開展有針對性的減振降噪,，是水下聲學(xué)滑翔機(jī)目標(biāo)探測應(yīng)用亟需解決的關(guān)鍵問題,。 

2016年1月，我國學(xué)者在消聲水池測試了“海燕”水下滑翔機(jī)電池滑動,、油泵啟動及螺旋槳推進(jìn)等工況輻射噪聲級,，并根據(jù)測試結(jié)果分析了水下滑翔機(jī)主要噪聲源，及噪聲對矢量水聽器各通道接收信號的影響,，提出了水下滑翔機(jī)減振降噪技術(shù)方案,，優(yōu)化了水下滑翔機(jī)目標(biāo)探測應(yīng)用聲學(xué)系統(tǒng)工作時序。2016年8月,，中科院聲學(xué)所在南海某海域開展了基于“海燕”水下聲學(xué)滑翔機(jī)的海洋環(huán)境噪聲觀測試驗,，由于水下聲學(xué)滑翔機(jī)自噪聲影響，導(dǎo)致800Hz和1600Hz高頻段海洋環(huán)境噪聲譜級大于100Hz和200Hz的低頻段,。因此,，對水下聲學(xué)滑翔機(jī)各工況下的輻射噪聲進(jìn)行有效測量，得到其自噪聲源分布及其特性,，是指導(dǎo)減振降噪措施實施和平臺優(yōu)化的前提,。  

⒉自主控制技術(shù)  

自主控制技術(shù)是目前國際研究的熱點之一，決定著水下滑翔機(jī)的智能化水平與任務(wù)執(zhí)行能力,。由于水下滑翔機(jī)運行模式較為簡單,，為保持其在續(xù)航能力方面的優(yōu)勢，水下滑翔機(jī)一般搭載性能較低的單片機(jī)系統(tǒng),，難以運行大規(guī)模,、復(fù)雜的人工智能算法,。目前水下滑翔機(jī)自主控制技術(shù)研究主要集中在基于環(huán)境感知的自適應(yīng)任務(wù)控制、軌跡規(guī)劃以及控制系統(tǒng)與聲學(xué)系統(tǒng)信息交互等方面,。 

鑒于水下滑翔機(jī)自身計算能力與通信等方面的限制，對于復(fù)雜的控制算法及大規(guī)模的編隊控制,，大多借助岸基操控系統(tǒng)將計算結(jié)果發(fā)送給各水下滑翔機(jī)來實現(xiàn)對其的環(huán)境適應(yīng)性控制,。例如，通過水下滑翔機(jī)編隊返回的位置與溫度信息構(gòu)建海洋溫度場模型,，進(jìn)行滑翔機(jī)導(dǎo)航控制,，實現(xiàn)水下滑翔機(jī)編隊的環(huán)境自適應(yīng)采樣控制；結(jié)合航路數(shù)據(jù),、海流及地理數(shù)據(jù),，進(jìn)行滑翔機(jī)任務(wù)路徑規(guī)劃，避免發(fā)生與船舶相撞,、擱淺等危險事故,。通過增強(qiáng)水下滑翔機(jī)的軟硬件能力，可以在滑翔機(jī)上運行簡化的智能控制算法,。例如,，Lauren以Slocum水下滑翔機(jī)為基礎(chǔ)，研究了浮力自適應(yīng)調(diào)節(jié)技術(shù),，滑翔機(jī)可以根據(jù)不同海域海水密度的變化進(jìn)行自適應(yīng)浮力調(diào)節(jié),；同時開發(fā)了安全回收算法，在水下滑翔機(jī)定位異常時,，可以自行回到布放點等待回收,。Hans等以Slocum水下滑翔機(jī)為基礎(chǔ)，研究了水下滑翔機(jī)環(huán)境自適應(yīng)采樣控制策略,，通過低功耗的傳感器進(jìn)行海洋滑翔機(jī)測量,，結(jié)合滑翔機(jī)內(nèi)部存儲的物理海洋模型，進(jìn)行特定海洋現(xiàn)象識別,，并自主觸發(fā)高能耗的專業(yè)傳感器進(jìn)行海洋現(xiàn)象測量,，從而實現(xiàn)對水下滑翔機(jī)降耗的目的。水下滑翔機(jī)控制系統(tǒng)與聲學(xué)系統(tǒng)信息交互主要體現(xiàn)在聲學(xué)系統(tǒng)根據(jù)被探測目標(biāo)的屬性信息,，向主控系統(tǒng)傳輸是否應(yīng)急上浮指令,，如若需要應(yīng)急上浮進(jìn)行信息回傳，控制系統(tǒng)則向螺旋槳發(fā)送啟動指令,，進(jìn)行快速上浮,。  

⒊多模混合推進(jìn)技術(shù)  

傳統(tǒng)水下滑翔機(jī)通過浮力驅(qū)動,，結(jié)合水動翼實現(xiàn)滑翔運動,，功耗低,，具有大航程、長續(xù)航能力等優(yōu)點,，然而水下滑翔機(jī)滑翔速度一般在0.5m/s左右,，航行容易受海流影響，同時不能進(jìn)行水平航行,，作業(yè)能力受限,。針對此，可通過集成螺旋槳等輔助推進(jìn)裝置,，使水下聲學(xué)滑翔機(jī)同時具有推進(jìn)與浮力驅(qū)動2種驅(qū)動方式,，以便在強(qiáng)流與低密度區(qū)域都可以進(jìn)行輔助推進(jìn)。多?；旌贤七M(jìn)技術(shù)為目前水下滑翔機(jī)研究熱點之一,。例如，Joo建立了混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)動力學(xué)模型,，并對滑翔機(jī)的運動特性進(jìn)行了仿真分析,；Khalid等對混合驅(qū)動水下滑翔機(jī)進(jìn)行了研究，并建立了其動力學(xué)模型,，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法對水下滑翔機(jī)進(jìn)行行為預(yù)測控制,；天津大學(xué)對水下滑翔機(jī)多模推進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，成功研發(fā)出“海燕”混合推進(jìn)水下滑翔機(jī),。  

⒋聲學(xué)傳感器設(shè)計及應(yīng)用技術(shù)  

聲學(xué)傳感器在水下聲學(xué)滑翔機(jī)集成應(yīng)用需要突破工作深度和矢量水聽器緩動聲吶平臺應(yīng)用2項瓶頸技術(shù),。 

⑴聲學(xué)傳感器大深度技術(shù)

只有聲學(xué)傳感器實現(xiàn)大深度工作，才能真正實現(xiàn)水下聲學(xué)滑翔機(jī)長時效,、長航程隱蔽偵察,。從弱信號目標(biāo)遠(yuǎn)距離探測角度，面向于我國周邊海區(qū),，特別是南海應(yīng)用的水下聲學(xué)滑翔機(jī),，在大深度工作可充分利用深海聲道軸能量聚焦效應(yīng)，實現(xiàn)弱信號目標(biāo)的遠(yuǎn)距離偵察,；還可以利用深海反轉(zhuǎn)會聚區(qū),，采用可靠聲路徑方法實現(xiàn)目標(biāo)的遠(yuǎn)距離探測。但上述功能的實現(xiàn)也不可避免地增加了聲學(xué)傳感器的體積和質(zhì)量,，影響了整體水動力特性,，因此采用輕質(zhì)耐壓材料和新型換能元件，以達(dá)到體積,、質(zhì)量和耐壓能力的折中,，是聲學(xué)傳感器追求的終極目標(biāo)。 

⑵矢量水聽器緩動聲吶平臺應(yīng)用技術(shù)

矢量水聽器應(yīng)用在水下聲學(xué)滑翔機(jī)緩動聲吶平臺上時,，由于受復(fù)雜海洋環(huán)境中內(nèi)波,、潮汐和大洋環(huán)流等影響,，矢量水聽器及其聲吶平臺存在姿態(tài)變化，聲吶平臺上矢量水聽器探測的目標(biāo)方位是相對于自身載體坐標(biāo)系的方位信息,，為得到目標(biāo)的準(zhǔn)確方位信息還需測量矢量水聽器相對于地理坐標(biāo)系的實時姿態(tài)信息,，通過姿態(tài)校正將目標(biāo)方位信息轉(zhuǎn)換到地理坐標(biāo)系。矢量水聽器姿態(tài)測量難題在一定程度上限制了其工程應(yīng)用,，能否準(zhǔn)確獲取聲矢量傳感器實時姿態(tài),，是其實現(xiàn)工程應(yīng)用的關(guān)鍵。 

2007年,，Clay等將傾角(俯仰角和滾動角)傳感器和航向角傳感器置于矢量水聽器內(nèi)，使姿態(tài)傳感器和加速度傳感器單元軸向平行或重合,，成功研制了具備姿態(tài)測量功能的TV-002型矢量水聽器,，并開展相關(guān)海上試驗。笪良龍等通過研發(fā)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)姿態(tài)傳感器,，并將其集成應(yīng)用于矢量水聽器設(shè)計,，研發(fā)了適用于水下聲學(xué)滑翔機(jī)等水下緩動聲吶平臺的實時姿態(tài)測量矢量水聽器，并能直接得到探測目標(biāo)相對地理坐標(biāo)系的方位信息,，成功解決了矢量水聽器在水下緩動聲吶平臺的應(yīng)用難題,。  

⒌目標(biāo)自主判別技術(shù)  

水聲目標(biāo)噪聲識別分類是水聲探測的“瓶頸”，同時也是關(guān)鍵技術(shù)之一,，其流程是：傳感器或其陣列采集目標(biāo)信號—數(shù)據(jù)預(yù)處理—特征提取—特征選擇—推理預(yù)測和識別分類,。但傳統(tǒng)的水聲目標(biāo)識別方法需要人工干預(yù)提取目標(biāo)數(shù)據(jù)特征，這一過程需要操作者具有豐富水聲信號處理知識和專業(yè)經(jīng)驗,，才有可能提取出有價值的目標(biāo)特征數(shù)據(jù),，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行推理預(yù)測和識別分類。而水下聲學(xué)滑翔機(jī),、浮標(biāo)等基于無人平臺的目標(biāo)屬性判別,，則是由信號處理設(shè)備自主完成，傳統(tǒng)水下聲目標(biāo)識別分類方法已無法滿足此要求,，因此,，需要目標(biāo)屬性判別具備智能化水平。 

2010年,，美國國防高級研究項目署(DARPA)啟動了“反潛持續(xù)跟蹤無人艇(ACTUV)”研究計劃,，旨在研發(fā)一種可長時間在廣闊海域?qū)Φ驮胍舫Ｒ?guī)潛艇進(jìn)行探測、識別和跟蹤的新型無人水面艦艇,，首艘技術(shù)驗證艇“海上獵手”號于2016年4月服役,，首次實現(xiàn)了水聲目標(biāo)自主識別，該型水聲探測裝備可進(jìn)行自主決策,，執(zhí)行復(fù)雜的搜索,、探測及跟蹤任務(wù),。 

2015年10月，DARPA率先提出跨域海上監(jiān)視和瞄準(zhǔn)(CDMaST)計劃,，旨在將現(xiàn)有反艦和反潛作戰(zhàn)中的探測,、跟蹤、定位,、識別,、打擊及評估等作戰(zhàn)行動分解到廣泛分布的無人機(jī)、無人艇,、無人艦,，以及無人水下航行器等低成本、無人化的作戰(zhàn)平臺上,，以迫使?jié)撛趯κ滞度敫噘Y源成本開展體系對抗,。國內(nèi)，張少康等通過提取目標(biāo)噪聲數(shù)據(jù)梅爾倒譜系數(shù)特征,，構(gòu)建長短時記憶網(wǎng)絡(luò)識別分類模型,，初步實現(xiàn)了不依賴人工提取特征情況下的水聲目標(biāo)智能化識別分類。  

⒍安全布放和回收技術(shù)  

水下滑翔機(jī)組網(wǎng)應(yīng)用是達(dá)到海洋調(diào)查高分辨率要求的最好方法,，同時也是實現(xiàn)一定區(qū)域目標(biāo)探測的有效手段,，目前很多任務(wù)中都有滑翔機(jī)網(wǎng)絡(luò)的身影。隨著水下滑翔機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的增加,，滑翔機(jī)安全布放回收問題逐漸引起大家關(guān)注,，特別是應(yīng)用于目標(biāo)探測的水下聲學(xué)滑翔機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)的改變,，在一定程度上增加了布放與回收難度,。水下滑翔機(jī)安全布放回收技術(shù)主要包括海上安全作業(yè)與布放回收策略兩方面。水下滑翔機(jī)在海上布放時為避免滑翔機(jī)與船相撞發(fā)生損壞,，一般通過滑道或者吊繩迎風(fēng)布放,。水下滑翔機(jī)回收時根據(jù)其全球定位系統(tǒng)(GPS)位置進(jìn)行搜尋，為確保安全回收,，Slocum,、Spray還裝有備用Argos信標(biāo)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)水下滑翔機(jī)后,，回收船慢慢靠近,，并通過吊繩或下放小艇回收，在海況惡劣時也可通過吊網(wǎng)直接回收,。在水下滑翔機(jī)布放回收策略方面,，為實現(xiàn)多臺水下滑翔機(jī)的快速、高效回收，Enrique研究了水下滑翔機(jī)的軌跡規(guī)劃策略,，回收船按規(guī)劃的航跡便可實現(xiàn)多臺水下滑翔機(jī)的快速回收,。   

四、結(jié)束語  

水下聲學(xué)滑翔機(jī)利用凈浮力和調(diào)整姿態(tài)角獲得剖面滑翔推進(jìn)力,，平臺自身只在調(diào)整凈浮力和姿態(tài)角時消耗少量能源,，具有功耗低、效率高,、續(xù)航力強(qiáng),、維護(hù)費用低、可重復(fù)使用和大量投放等特點,，其作為一種海洋移動觀探測設(shè)備,，已廣泛應(yīng)用于海洋安全體系和水文環(huán)境觀測體系建設(shè)。隨著能源優(yōu)化策略,、人工智能,、大數(shù)據(jù)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水下聲學(xué)滑翔機(jī)必將在水下移動目標(biāo)探測,、戰(zhàn)場環(huán)境精細(xì)化測量與保障、基礎(chǔ)科學(xué)研究等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用,。 

同國外先進(jìn)水平相比,，我國雖然在滑翔機(jī)研制領(lǐng)域有了長足的發(fā)展，但在物理機(jī)理分析,、人工智能信息自主處理及自主協(xié)同組網(wǎng)探測等方面仍存在較大差距,，這將是未來研究的重點?；诖?，文中詳細(xì)梳理了國內(nèi)外水下聲學(xué)滑翔機(jī)研究進(jìn)展，探討了其設(shè)計及規(guī)?；瘧?yīng)用涉及的多項關(guān)鍵技術(shù),，以期為國內(nèi)同類水下無人探測裝備的系統(tǒng)開發(fā)提供參考。

（注：此文章由“溪流之海洋人生”微信公眾平臺編輯整理）