【兵器发展】水下无人平台前视声呐全新升级

编译：谢红杰 / 审校：郭施

. 据美国“gcaptain”网站2024年11月4日消息，美军围绕自主研发图像增强技术以及目标自动探测与识别技术展开了相关研究，并对水下无人平台的前视声呐进行了全面升级。

. 背景介绍：

. 美军在无人水面艇（Unmanned Surface Vehicle，USV）的开发中，重点关注于应用水上传感器技术（如GPS、AIS、雷达及光学/热成像传感器）和确保其在海上航行时能遵守美国海岸警卫队的航行规则与国际航行规则。初期测试多在地图详尽的海域或深水区域进行，以减少水下障碍物的潜在威胁，这导致水下导航的复杂性在很大程度上被忽视。

. 一是电子航海图的局限与态势感知的缺失。尽管人们可能认为标准电子航海图能够为无人水面艇避提供关键数据来源来避开水下危险，但在许多沿海区域，主要航道之外的海图数据往往存在不准确性。通常来说，传统舰船需要依赖于技能娴熟的舰桥人员的本地知识和经验来规避这些区域的未知风险，而无人系统缺乏这种能力，导致态势感知的缺失。此外，航海图无法实时反映瞬时出现的障碍物、季节性变化或自然灾害后的海底地形变化，以及在GPS信号受限环境下的导航需求。

. 二是水上传感器的水下感知盲区。水上传感器在探测水下未知障碍物方面存在显著局限性，如未标记的岩石尖顶、珊瑚礁、飓风后堆积的碎片，以及大部分时间潜伏于水面之下的鲸鱼。对于冰山的龙骨或冰山碎片，水上传感器的探测能力同样有限，无法在恶劣环境中准确测量水深，这在军事行动中可能构成重大安全风险。

. 鉴于上述挑战，美军正积极寻求发展先进的水下感知技术，以填补水上传感器的盲区，增强无人水面艇在复杂环境中的导航能力和态势感知，确保无人舰艇在执行任务时的安全与效率。这包括研发能够探测水下障碍物、适应恶劣环境、并能实时更新海底地形变化的传感器和算法，以实现无人水面艇在各种条件下的自主航行。

. 技术开发：

. 水上传感器虽在水面环境监测中发挥着关键作用，但其在水下领域的局限性也不容忽视。3D前视声呐（3D Forward Looking Sonar，FLS）作为一种成熟技术，能够有效弥补这一短板，为无人水面艇提供水下障碍物探测与地形测绘能力，是水面传感器的有力补充。当与GPS、AIS、雷达等传统导航传感器协同工作时，3D前视声呐技术能显著提升无人舰艇对周围环境的全面感知，增强其自主导航能力。

. 一是研究现状。FarSounder公司的3D前视声呐技术，作为业界领先的技术，能够在船只前方350米至1000米范围内提供实时水下环境信息，自2005年起已广泛应用于全球各类载人舰船，自2021年起更是进一步拓展至无人舰艇领域。其中，Argos系列声呐不仅能够实时构建船只前方的水深地图，还支持在FarSounder舰队内匿名共享这些数据，为无人水面艇的导航决策提供关键信息。

. 二是主要效果。3D前视声呐技术的输出数据可通过车辆控制系统的机器界面和人机界面进行访问，为操作员提供直观的图形显示，帮助无人水面艇更高效、安全地航行。该技术的应用不仅拓展了无人水面艇的应用范围，还促进了海洋环境的安全性，为军事领域提供了更强大的水下感知与导航能力。

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