水下定位与导航技术材料

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2、定位导航（通过测量相对速度或绝对速度来完成）（通过测量相对速度或绝对速度来完成）水下定位与导航水下定位与导航|广义上：一切利用水下声波进行定位的技术都应列为水声定位与导航技术范畴。|狭义上：为载体进行定位又具有导航功能的技术手段。4学习研究水下定位与导航水下定位与导航|1912年铁达尼事件年铁达尼事件|20世纪世纪70年代，还有勘探及军事需求年代，还有勘探及军事需求定位类型基线长度/m长基线1006000短基线150超短基线1与阵长有关的狭义导航系统分类与阵长有关的狭义导航系统分类5学习研究3.2 声纳系统分类及简介声纳系统分类及简介6学习研究声纳的定义什么是声纳？Sonar：Sound(声)

3、 +Navigation(导航) +Ranging(定位)|利用水下声波判断海洋中物体的存在，位置及类型的方法和设备。|是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置.要点：要点：利用水下声波功能：功能：探测、定位、跟踪、识别、通讯、导航、制导、武器的射击指挥和对抗等等。7学习研究仿生学来源蝙蝠机载雷达海豚潜艇 8学习研究仿生学来源声纳海豚追踪猎物 9学习研究声纳的发展简史|1490年，一战前探索阶段。年，一战前探索阶段。意大利艺术家、科学家达芬奇发现声管1827年，瑞典和法国科学家在日内瓦湖测得水中声速1912年铁达尼沉没，认识到声纳

4、的重要性|19141918一战期间稳定发展阶段一战期间稳定发展阶段德国用潜艇击沉了协约国（俄、英、法）数千水面舰1917朗之万首次使用了超声换能器人们利用双耳效应制成定向仪 |19391945 二战声纳技术发展的新阶段二战声纳技术发展的新阶段潜艇在海战中地位逐渐突出带来了声纳技术的大发展|二战后电子技术进步带来了声纳技术大发展二战后电子技术进步带来了声纳技术大发展换能器的作用：换能器的作用：换能器的作用：换能器的作用：是将电能转换成声能（发射换能器），或将声能转换成电能（水听器）是将电能转换成声能（发射换能器），或将声能转换成电能（水听器）是将电能转换成声能（发射换能器），或将声能转换成电

5、能（水听器）是将电能转换成声能（发射换能器），或将声能转换成电能（水听器）二战中，被击沉的潜艇中，二战中，被击沉的潜艇中，二战中，被击沉的潜艇中，二战中，被击沉的潜艇中，60%60%是利用声纳发现的是利用声纳发现的是利用声纳发现的是利用声纳发现的 ! !10学习研究|1916年研制出被动声纳；|1918年研制成主动声纳；|1930年，回声测深仪开始广泛用于舰船导航；|第二次世界大战后，制成了不用旋转换能器就能进行全景监视的环扫声纳。|60年代初，制成了一代新型声纳，采用预形成多波束、分波束相关和时间压缩相关等新技术。其作用距离比第二次世界大战时提高了10倍。|60年代以来，声纳还广泛用于海洋资

6、源开发，于是相继出现了地貌仪、部面仪、多普勒导航声纳、水下定位系统、钻井船动态定位声纳以及井口重入声纳等。声纳技术已成为海洋遥感的重要手段。重要历史事件：声纳的发展简史11学习研究按工作原理或工作方式分类：|主动声纳主动声纳像雷达一样向外发射声信号，根据回波判断目标性质目标是潜艇，潜艇是钢质外壳，回声不仅清晰，而且还有拖长的回鸣；鱼群的回声则低沉而混乱；目标如果是运动的，那么由于“多普勒效应”，回声的音调应有所变化：音调不断变高，靠拢，音调不断变低，远离。|被动声纳被动声纳不主动发射信号，只接收目标自己辐射的声音信号。回声侧深仪、侧扫声纳、鱼探仪、声学多普勒海流计回声侧深仪、侧扫

7、声纳、鱼探仪、声学多普勒海流计声纳的分类12学习研究按运载体系分类：|岸基声纳岸基声纳多布放在港口、军事基地、重要海上通道。特点：固定式、尺寸大|舰载声纳舰载声纳主、被动声纳都有。作用：探潜、导航、探雷、目标识别等|艇载声纳艇载声纳主、被动声纳都有，考虑到隐蔽性，多采用被动声纳声纳的分类美国的一种潜艇，装备不同用途的声纳有美国的一种潜艇，装备不同用途的声纳有1515种之多种之多 13学习研究艇载声纳艇载声纳14学习研究潜艇装备的声纳潜艇装备的声纳艇艏柱状综合声纳（艇艏柱状综合声纳（CHA)、主动避碰声纳（、主动避碰声纳（MAA)、舷侧被动测向声纳、舷侧被动测向声纳(FA）、舷）、舷侧被动

8、测距声纳侧被动测距声纳(PRA)、拖曳线列阵声纳、拖曳线列阵声纳(TA)、侦查声纳（、侦查声纳（BTA）、本艇噪声监测）、本艇噪声监测仪仪(ONA+ACC)等多型水声探测装备。等多型水声探测装备。 15学习研究1、艇艏多功能声纳、艇艏多功能声纳潜艇的艏部远离动力舱室和推进器，受艇体后段噪音与振动影响较低，有利于提高水声探测器材的探测性能，所以潜艇的主水声站一般都会布置在艇艏处。艇艏声纳往往具备主、被动工作能力，并能保障潜艇进行警戒、搜索、跟踪、识别、攻击等多种作战任务。 16学习研究前苏联633型R级潜艇的艇艏声纳系统，自下而上分别为北极声纳主动基阵、北极声纳被动基阵、水声通讯机、亮光M侦查

9、声纳基阵 1、艇艏多功能声纳、艇艏多功能声纳 17学习研究1、艇艏多功能声纳、艇艏多功能声纳装备于V级攻击核潜艇的前苏联MTK300红宝石圆柱型声纳基阵，主基阵下方有高频避碰探雷声纳。俄罗斯885型雅森级攻击核潜艇的阿雅克斯球型声纳基阵直径将达6米前苏联S级和AK级攻击核潜艇声纳的大型圆柱状基阵美国弗吉尼亚级攻击核潜艇装备的美国弗吉尼亚级攻击核潜艇装备的BQQ10型声纳的球型基阵型声纳的球型基阵 18学习研究1、艇艏多功能声纳、艇艏多功能声纳 19学习研究艇艏基阵受到艇体布置的限制，进一步增大声阵孔径和降低工作频段都较为困难，使得声纳的被动探测距离受到了限制。 1、艇艏多功能声纳、艇

10、艏多功能声纳 20学习研究2、舷侧阵声纳、舷侧阵声纳舷侧阵声纳是指将众多的水听器，沿着艇体纵向方向，布置在艇体左右两舷侧的声纳。由于舷侧阵声纳可以充分利用艇体长度扩大基阵的声阵孔径，在工作频段上可以进一步降低，所以被动探测距离也得到了有效的提高。 21学习研究优点：|隐蔽性好隐蔽性好|声纳的湿端位于艇体两舷侧所以监测范围大，而且能直接判声纳的湿端位于艇体两舷侧所以监测范围大，而且能直接判别目标的方位别目标的方位|舷侧阵在探测距离和探测范围上都优于艇艏声纳系统舷侧阵在探测距离和探测范围上都优于艇艏声纳系统 |没有基阵的收放拖曳问题没有基阵的收放拖曳问题，对潜艇的水下机动影响小，对潜艇的水下机

11、动影响小 2、舷侧阵声纳、舷侧阵声纳缺点：|受安装条件限制基阵尺寸有限，影响了作用距离受安装条件限制基阵尺寸有限，影响了作用距离|易受到艇体自噪声的干扰易受到艇体自噪声的干扰22学习研究舷侧阵声纳法国、西班牙设计建造的铀鱼级潜艇舷侧阵声纳法国、西班牙设计建造的铀鱼级潜艇舷侧阵声纳 23学习研究舷侧阵声纳法国凯旋级战略核潜艇装备的舷侧阵声纳法国凯旋级战略核潜艇装备的舷侧阵声纳英国机敏级攻击核潜艇舷侧声纳基阵英国机敏级攻击核潜艇舷侧声纳基阵 24学习研究舷侧阵声纳俄罗斯阿库拉级潜艇的舷侧阵声纳俄罗斯阿库拉级潜艇的舷侧阵声纳 25学习研究舷侧阵声纳美国海狼级舷侧测距声纳基阵美国海狼级舷侧测距声纳基

12、阵弗吉尼亚级舷侧阵测距声纳弗吉尼亚级舷侧阵测距声纳 26学习研究不不管管是是艇艇艏艏声声纳纳还还是是舷舷侧侧阵阵声声纳纳，都都要要受受限限于于艇艇体体布布置置条条件件，基基阵阵体体积积不不能能无无限限扩扩大大，声声阵阵孔孔径径受受到到限限制制，声声纳纳的的工工作作频频段段难难以以进进一一步步降降低低，在在探探测测距距离离上上无无法法进进一一步步提提高高。为为了了改改变变这这种种情情况况，上上世世纪纪6、7十十年年代代国国外外开开始始在在潜潜艇艇上上装装备备拖拖曳曳线列阵声纳。线列阵声纳。拖拖曳曳线线列列阵阵声声纳纳是是将将一一连连串串的的水水听听器器按按一一定定间间隔隔排排列列后后，布布置置

13、到到透透声声的的保保护护导导管管中中，再再通通过过布布放放机机构构拖拖曳曳于于艇艇体体外外的的声声纳纳系系统统。拖拖曳曳线线列列阵阵革革命命性性的的打打破破了了以以往往潜潜用用声声纳纳受受限限于于艇艇体体布布置置条条件件的的局局面面，布布置置在在导导管管中中的的几几百百乃乃至至上上千千个个水水听听器器有有效效的的扩扩大大了了声声阵阵孔孔径径，将将潜潜用用声声纳纳的的工工作作频频率率降降低低到到了了低低频频甚甚至至极极低低频频，极极大大的的增增加加了了潜潜用用声声纳纳的的探探测测距距离离。为为潜潜艇艇水水下下远远程程警警戒戒、远远程程武武器器的的目目标标指指示示都都提提供供了了有有利利条条件件，

15、拖曳曳线线列列阵阵声声纳纳，左左侧侧半半透透明明的的为为安安装装有有水水听听器器等等组组件的声学段，右边为其拖缆。件的声学段，右边为其拖缆。 3、拖曳阵声纳、拖曳阵声纳30学习研究弗吉尼亚级潜艇露出了舷侧收容机构中用于安置弗吉尼亚级潜艇露出了舷侧收容机构中用于安置TB-16D拖曳线列阵声纳的长条容器拖曳线列阵声纳的长条容器俄罗斯潜艇尾俄罗斯潜艇尾舵上的这个物舵上的这个物体经常被认为体经常被认为是磁流体推进是磁流体推进器，实际上这器，实际上这是俄潜艇用于是俄潜艇用于贮存和布放拖贮存和布放拖曳线列阵声纳曳线列阵声纳的圆型容器。的圆型容器。 31学习研究3、拖曳阵声纳、拖曳阵声纳2009年年6月月

16、11日，南海：美国直接派出军舰实施水下探测活动日，南海：美国直接派出军舰实施水下探测活动肇事者为美航母“小鹰”号的“贴身警卫”潜艇、水面监测船（无暇号）潜艇、水面监测船（无暇号）美军宙斯盾驱逐舰美军宙斯盾驱逐舰 “约翰约翰麦凯恩麦凯恩”号拖曳声纳与中国潜艇相撞号拖曳声纳与中国潜艇相撞 32学习研究33学习研究4、探雷和避碰声纳、探雷和避碰声纳|探雷和避碰声纳以主动方式工作，工作频率较高一般在几十到数百千赫。因为频段高所以探测距离有限一般在几百米左右，不过较高频段的声纳分辨率好，所以能探测到航道上的一些障碍物，比如礁石、沉船、水雷等异物，帮助潜艇操纵人员避离这些危险物体，保障潜艇水下航行的安全性

17、。在潜艇航行在狭隘航道，或者在高纬度冰层下时，分辨率高的避碰声纳是保障潜艇安全通过水道，对冰面测量厚度进行破冰上浮的必要探测设备。 34学习研究4、探雷和避碰声纳、探雷和避碰声纳35学习研究|英英国国 ThalesThales公公司司与与IntermarineIntermarine造造船船厂厂签签署署了了一一项项的的合合同同，向向8 8艘艘意意大大利利猎猎雷雷舰舰提提供供其其Sonar Sonar 20932093系系统统。该该合合同同总总价价值值约约1 1亿亿英英镑镑（1.6571.657亿亿美元）美元） 5、猎雷声纳、猎雷声纳36学习研究第三章第三章水下定位与导航水下定位与导航梅继

18、丹联系方式：电话：0451-825185202011.337学习研究6、水文环境传感器、水文环境传感器|老式潜艇的水环境传感器比较简单，一般只安装一个声速梯度仪，用以测量潜艇所在水层声速，让声纳系统利用不同途径的声道，改善探测性能。也能让潜艇利用强负度梯层水层，或者温度跃变层进行隐蔽和机动。现代潜艇安装了更多种类的水环境传感器，具备了更复杂的功能。以俄罗斯潜艇为例通常还装有尾流指示器，来流指示器等水环境传感器，能更好的让艇上人员获悉潜艇所在水层的各种信息，提高潜艇战时的水声对抗能力。同时还具有探测敌水面舰船和潜艇尾流信息的能力，便于潜艇利用尾流制导鱼雷进行快速攻击。 38学习研究6、水文环境传

19、感器、水文环境传感器39学习研究7、侦查声纳、侦查声纳|侦查声纳用来侦测敌潜艇或者自导鱼雷主动声纳信号，可以获得敌主动声纳的工作参数，如方位、发射频率、脉冲宽度、脉冲重复率等。侦查声纳的接收频率较宽，为1千赫至数十千赫之间，观察范围较广有的可以达到360度全方位探测。在基阵形式上一般采用细小的圆柱阵，以布置在艇艏部位居多。该声纳是一种水声对抗设备，用以判定对方的声纳类型，和载体类型，供我方进行针对性的干扰、截获、欺骗等水声对抗。不过现代潜艇的声纳系统工作范围较宽，工作频率较广，所以也可以艇艏声纳或者舷侧阵等其他声纳系统进行侦查声纳的工作，因而部分现代潜艇已经不再装备专门的侦查声纳。40学习研究

20、箭头处为早期洛杉矶级核潜艇装备的箭头处为早期洛杉矶级核潜艇装备的AN/WLR-9A侦侦查声纳基阵，后期洛杉矶级取消了该基阵查声纳基阵，后期洛杉矶级取消了该基阵 7、侦查声纳、侦查声纳41学习研究8、通信声纳、通信声纳|通信声纳也叫水声通信机，一般由几个定向换能器阵组合而成。一般用于潜艇与水面舰船或者水下潜艇编队通信联络使用。该系统通过发射机产生话音或者电报调制信号，再由换能器阵发出，在接收方经接收机处理后，就可送到耳机或者扬声器以及电讯机处，将话音或者电报讯息提供给接收人员。通信声纳的工作距离有限，工作时要向外发射信号，容易暴露潜艇位置，所以仅限于潜艇周围情况明确时使用，有着非常严格的使用限制

21、条件。 42学习研究掉放声纳掉放声纳|飞飞机机通通过过电电缆缆吊吊着着一一部部声声纳纳，由由机机身身的的下下降降或或上上升升调调整整声声纳纳在在海海水水中中的的深深度度。飞飞机机在在海海面面上上飞飞行行时时，便便可可拖拖着着声声纳纳进进行行大大面面积积探探测测。据据国国外外报报道道，这这种种声声纳纳每每小小时时可可以以搜搜索索海面海面1000平方公里。平方公里。 43学习研究浮标航空声纳浮标航空声纳反反潜潜飞飞机机将将它它们们投投到到预预定定海海域域内内，它它们们便便可可漂漂浮浮于于海海上上。反反潜潜飞飞机机可可以以同同时时投投放放许许多多这这种种漂漂浮浮声声纳纳。声声纳纳着着水水后后，其其天

22、天线线伸伸出出水水面面，水水听听器器沉沉入入水水中中。水水听听器器把把在在海海底底收收到到的的声声信信号号变变成成电电信信号号，通通过过天天线线发发射射出出去去。反反潜潜飞飞机机根根据据收收到到的的信信号号可可以以判判断潜艇的位置。断潜艇的位置。 44学习研究浮标航空声纳浮标航空声纳45学习研究鱼雷、水雷上的声纳设备鱼雷、水雷上的声纳设备46学习研究水雷引信水雷引信、鱼雷制导鱼雷制导鱼水雷：鱼水雷：又称自航水雷。鱼雷经改装后，能自动潜航至预定又称自航水雷。鱼雷经改装后，能自动潜航至预定的布放点，沉入海底，当作水雷使用。即它是通过鱼雷改装的布放点，沉入海底，当作水雷使用。即它是通过鱼雷改装而来

23、的。而来的。水鱼雷：水鱼雷：又称自导水雷，是水雷和鱼雷技术相结合的产物。又称自导水雷，是水雷和鱼雷技术相结合的产物。探测到目标后，将鱼雷释放出去，鱼雷自导攻击目标。自导探测到目标后，将鱼雷释放出去，鱼雷自导攻击目标。自导鱼雷兼有水雷的长期威胁作用和鱼雷的主动攻击能力鱼雷兼有水雷的长期威胁作用和鱼雷的主动攻击能力。鱼雷、水雷上的声纳设备鱼雷、水雷上的声纳设备47学习研究岸基声纳岸基声纳海岸预警声纳海岸预警声纳在军港附近海区、重要海峡、主要航道等处安装庞大的声纳换能在军港附近海区、重要海峡、主要航道等处安装庞大的声纳换能器基阵，靠岸上的电子计算机控制海底的数以千计的换能器器基阵，靠岸上的电

24、子计算机控制海底的数以千计的换能器. 在大西洋的亚速尔群岛以北，有一个叫在大西洋的亚速尔群岛以北，有一个叫“阿发阿发”的水下的水下监视系统。它的换能器安装在几个水下塔台上，排布成监视系统。它的换能器安装在几个水下塔台上，排布成三角形，每边长约三角形，每边长约35公里。这种系统其警戒范围可达几公里。这种系统其警戒范围可达几百公里，能监听进出直布罗陀海峡的所有潜艇，并能用百公里，能监听进出直布罗陀海峡的所有潜艇，并能用三角定位法确定潜艇位置。三角定位法确定潜艇位置。48学习研究声纳兵的作用声纳兵的作用49学习研究声纳显控台声纳显控台奥斯卡级核潜艇指挥舱美托莱多号声呐显控台海狼级核潜艇指挥舱 5

25、0学习研究声纳显控台声纳显控台51学习研究声纳声纳 SONAR民用、商用民用、商用鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测测量和海底地质地貌的勘测52学习研究水面舰装备的声纳水面舰装备的声纳主动声纳弦侧阵声纳拖曳阵声纳53学习研究科考船装备的声纳科考船装备的声纳54学习研究水下机器人常水下机器人常装备的声纳装备的声纳1、前视声纳2、侧扫声纳3、导航声纳4、通信声纳55学习研究成像声纳成像声纳1、前视声纳56学习研究成像声纳成像声纳2、条带、侧扫声纳57学习研究成像声纳成像声纳空气中的声成像58学习研究成像声纳成像

26、声纳空气中的声成像59学习研究导航声纳导航声纳1、多普勒导航声纳60学习研究RDI公司产品导航声纳导航声纳61学习研究RDI 产品导航声纳导航声纳62学习研究水下机器人常水下机器人常装备的声纳装备的声纳1、前视声纳2、侧扫声纳3、导航声纳4、通信声纳63学习研究3.3 定位与导航关键技术简介定位与导航关键技术简介1、声纳方程主动声纳方程：被动声纳方程：64学习研究3.3 定位与导航关键技术简介定位与导航关键技术简介混响：混响是一种特殊形式的干扰，它伴随着声纳发射信号而产生，所以它和发射信号本身的特性有着密切的关系，并且，它还和传播通道特性有关。混响是入射信号产生的散射波在接收点叠加的结果

27、。只有主动声纳才存在混响。65学习研究3.3 定位与导航关键技术简介定位与导航关键技术简介混响分类：混响分类：|海面混响|海底混响|体积混响只有主动声纳才存在混响。66学习研究3.3 定位与导航关键技术简介定位与导航关键技术简介混响影响后的信号收发波形：混响影响后的信号收发波形：67学习研究|波束形成技术：波束形成技术：10*10个阵元面阵结果3G中的智能天线3.3 定位与导航关键技术简介定位与导航关键技术简介68学习研究|聚焦波束形成：聚焦波束形成：3.3 定位与导航关键技术简介定位与导航关键技术简介69学习研究几十几十几十几十HzHzHzHz的的的的低频线谱低频线谱低频线谱低频线谱 2kH

28、z以上以上300600Hz 70学习研究|聚焦波束形成：聚焦波束形成：3.3 定位与导航关键技术简介定位与导航关键技术简介71学习研究|匹配滤波技术（主动声纳常用）一般的最佳检测系统设计过程：1 1、选择衡量检测系统的最佳化准则、选择衡量检测系统的最佳化准则2 2、寻找准则下的最佳检测方式、寻找准则下的最佳检测方式匹配滤波器匹配滤波器：最大信噪比准则下的最佳线性检测系统最大信噪比准则下的最佳线性检测系统最大信噪比准则：最大信噪比准则：指在某时刻，输出信号瞬时功率对噪声平均功率之比为指在某时刻，输出信号瞬时功率对噪声平均功率之比为最大。最大。3.3 定位与导航关键技术简介定位与导航关键技术简

29、介72学习研究|相关器利用信号的相关特性将有用信号从干扰和噪声中提取出来 3.3 定位与导航关键技术简介定位与导航关键技术简介73学习研究3.3 定位与导航关键技术简介定位与导航关键技术简介利用互相关法测向的舷侧阵声纳仿真显控结果74学习研究|空间滤波技术（被动声纳常用）利用基阵的空间指向性采用波束形成或者互相关处理技术来抑制环境噪声，提高信噪比。|频域滤波技术利用目标信号与干扰信号的频带差异来通过频域滤波的方式抑制噪声干扰，提高信噪比。|时间上积分处理获得增益3.3 定位与导航关键技术简介定位与导航关键技术简介实际上被动声纳处理过程中常采用的是将上述多种方法相实际上被动声纳处理过程中

30、常采用的是将上述多种方法相结合的处理方式。结合的处理方式。75学习研究3.4 目标识别概述是一种对水下及水面目标进行辨别的技术目标识别的过程：|第一，对检测到的信号估计其某些参数作为识别特征，称为特征提取；|第二，根据这些特征，通过与已知目标的特征比较来判定是否目标以及是哪种目标。 76学习研究3.4 目标识别概述可用于识别的一些主要特征：|水下目标的回波特性水下目标的回波特性（主动式）（主动式）目标回波的时间展宽目标回波的亮点起伏目标回波空间方位分布 |声呐图像声呐图像（声视觉）（声视觉）（主动式）（主动式）|目标时、频特性（被动式）目标时、频特性（被动式）77学习研究3.5 水声对抗

31、概述|亦称“声纳对抗设备”。用于侦察、干扰或诱骗敌方声纳和声自导鱼雷的水声设备和器材的统称。|装备于潜艇、水面舰艇和反潜飞机。|包括侦察声纳、水声干扰设备和水声诱饵等三类。78学习研究|侦察声纳，是一种被动式侦测设备，用于测听敌方主动声纳发射的声信号，测定其方位和技术参数。3.5 水声对抗概述79学习研究|水声干扰设备，有水声干扰器和气幕弹等，用于发射干扰噪声或欺骗干扰信号，或经气泡幕产生大量杂乱回波，干扰敌方声纳工作。3.5 水声对抗概述80学习研究|水声诱饵，有自航式、拖曳式、悬浮式、吊放式四种。用于向水中发出模拟舰艇回波或舰艇辐射噪声，有的还可模拟舰艇的运动情况，用于欺骗和迷惑敌方。3.

32、5 水声对抗概述81学习研究3.5 水声对抗概述|水声诱饵自航式声诱饵 82学习研究训练用自航式声诱饵83学习研究715715研究所研究所715715研究所：研究所：中船重工第七一五研究所中船重工第七一五研究所创建于创建于1958年年。是我国。是我国最早从最早从事水声电子工程研究和超声、非声探测设备研制的重点科研事水声电子工程研究和超声、非声探测设备研制的重点科研单位单位。所内设有海洋声学国家级。所内设有海洋声学国家级重点实验室重点实验室、水声、水声计量一级计量一级站站和和水声产品性能检测中心水声产品性能检测中心等国家重点技术基础研究机构，等国家重点技术基础研究机构，拥有世界一流的中低频消声

33、试验水池等一批重点科研设施。拥有世界一流的中低频消声试验水池等一批重点科研设施。3.6 定位导航领域专家及科研单位84学习研究715715研究所研究所宫先仪：宫先仪：工程院院士，水声工程专家，我国核潜艇和新型常规动力潜艇三代主战声纳的领导研制者，我国潜艇声纳的奠基人。军事工程学院海军工程系水声专业五期毕业生。2001年当选为中国工程院信息与电子工程学部院士。24岁之际，宫先仪就主持研制我国核潜艇上主要声纳设备声纳，首次使用低频大基阵、予成多波束警戒、极性重合相关等当时国际先进的技术，有效地提高了声纳作用距离、搜索速度、测向精度等指标。1987年，49岁的他肩上又压上了主任设计师的重担。第二代常

34、规动力潜艇声纳系统是我国第一个实现综合显示和控制的声纳系统。该声纳又是我国第一部实现多种功能有机综合，采用近代布阵和信号处理技术的全数字式声纳，尤其是人机交互目标被动识别功能在国内现役声纳中首次实现1994年，采用新型布阵的新一代潜艇声纳研制提上了海军的计划。我国潜艇声纳的奠基人：我国潜艇声纳的研制是从60年代完成第一批仿苏产品后开始的。不久，苏联专家撤走，带走了图纸，连实验的仪表也扔进了海里。uu 一生能够研制出三代潜艇声纳。一生能够研制出三代潜艇声纳。85学习研究声学所声学所声学所：声学所：中中国国科科学学院院声声学学研研究究所所（以以下下简简称称声声学学所所）成成立立于于1964年

35、年，目目前前在在北北京京有有18个个实实验验室室（研研究究中中心心），包包括括声声场场声声信信息息国国家家重重点点实实验验室室、国国家家网网络络新新媒媒体体工工程程技技术术研研究究中中心心、噪噪声声与与振振动动重重点点实实验验室室、院院水水声声环环境境特特性性重重点点实实验验室室，在在海海南南、上上海海、青青岛岛设设有有3个个研研究究站站，在在嘉嘉兴兴建建有有声声学学技技术术转转移移中中心心。声声学学所所主主要要从从事事声声学学和和信信号号信信息息处处理理研研究究，特特色色研研究究领领域域包包括括水水声声物物理理与与水水声声探探测测技技术术、环环境境声声学学与与噪噪声声控控制制技技术术、超超声

36、声学学与与声声学学微微机机电电技技术术、通通信信声声学学与与语语音音信信号号处处理理技技术术、声声学制导与数字系统集成技术、网络新媒体与高性能网络技术。学制导与数字系统集成技术、网络新媒体与高性能网络技术。86学习研究声学所声学所张仁和：张仁和：中中国国科科学学院院院院士士，声声场场声声信信息息国国家家重重点点实实验验室室主主任任。对对浅浅海海与与深深海海水水声声物物理理规规律律做做了了系系统统研研究究，在在国国际际上上领领先先发发表表简简正正波波衰衰减减与与群群速速的的普普遍遍表表式式，阐阐明明了了浅浅海海声声速速结结构构与与边边界界条条件件对对声声场场影影响响的的规规律律，给给出出了了清

37、清晰晰的的简简正正波波物物理理图图象象，已已成成为为射射线线-简简正正波波理理论论的的基基本本公公式式；最最先先发发现现负负跃跃层层浅浅海海中中信信号号波波形形的的多多途途结结构构，给给出出了了简简明明的的计计算算公公式式，能能准准确确地地预预报报波波形形结结构构；从从物物理理上上预预言言了了“在在一一定定距距离离范范围围内内，浅浅海海声声场场的的空空间间相相关关随随距距离离增增大大而而增增强强，远远距距离离低低频频声声场场具具有有很很强强的的空空间间相相干干性性”，经经海海上上实实验验已已得得到到证证明明，领领先先获获得得最最大大间间距距达达600米米、最最远远距距离离达达130公公里里的的

38、空空间间相相干干实实验结果。验结果。87学习研究声学所声学所李启虎：李启虎：中国科学院院士。水声信号处理和声纳设计专中国科学院院士。水声信号处理和声纳设计专家。长期从事信号处理理论和声纳设计、研制家。长期从事信号处理理论和声纳设计、研制工作。结合我国浅海声传播的特点，应用信息工作。结合我国浅海声传播的特点，应用信息论、数字信号处理、水声工程等理论，解决了论、数字信号处理、水声工程等理论，解决了一系列一系列水声信号处理水声信号处理中的问题。研究了自适应中的问题。研究了自适应波束成形的稳态特性，给出了用频率域最优传波束成形的稳态特性，给出了用频率域最优传输函数求解波束指向性的表达式。给出在海洋输

39、函数求解波束指向性的表达式。给出在海洋噪声背景下检测微弱信号的增益计算方法。解噪声背景下检测微弱信号的增益计算方法。解决了在时间上非平稳、在空间上不均匀的噪声决了在时间上非平稳、在空间上不均匀的噪声场对经典理论应作的修正的问题。提出了指导场对经典理论应作的修正的问题。提出了指导声纳设计的重要依据声纳方程的一种新的表声纳设计的重要依据声纳方程的一种新的表达方式。在水下目标的被动检测中提出利用声达方式。在水下目标的被动检测中提出利用声信号的相位信息估计目标方位的新方法，还提信号的相位信息估计目标方位的新方法，还提出了用自适应阵处理方法完全分离在空间上不出了用自适应阵处理方法完全分离在空间上不生叠的

40、多个点源信号的新算法。生叠的多个点源信号的新算法。88学习研究710710研究所研究所710710研究所：研究所：中中国国船船舶舶重重工工集集团团公公司司第第七七一一研研究究所所，是是我我国国舰舰船船科科技技、海海洋洋工工程程重重点点骨骨干干研研究究所所，海海军军武武器器装装备备合合格格承承制制方方，国国家家863、973高高技技术术项项目目研研究究单单位位，国国家家一一级级保保密密资资格格单单位位。七七一一所所始始建建于于1958年年，历历经经3次次搬搬迁迁，现现总总部部位位于于长长江江之之滨滨、世世界界水水电电旅旅游游名名城城湖湖北北省省宜宜昌昌市市，在在北北京京、上上海海、武武汉汉、三

41、三亚亚设设有有分分支支机机构构。下下设设10个个研研究究室室、2个个装装备备生生产产部部和和2个个试制工厂。试制工厂。89学习研究726726研究所研究所726726研究所：研究所：七二六研究所隶属于中国船舶重工集团公司，主要从事水声七二六研究所隶属于中国船舶重工集团公司，主要从事水声对抗系统及其设备的研制。是一所以水声对抗，舰船综合消对抗系统及其设备的研制。是一所以水声对抗，舰船综合消防，水下目标探测与水声导航为重点专业的国防军工科研机防，水下目标探测与水声导航为重点专业的国防军工科研机构。经过二十多年的专业扩展，目前已形成规模和特色的高构。经过二十多年的专业扩展，目前已形成规模和特色的高

42、技术产品有：海洋声学环境测量分析仪、水声导航测深仪、技术产品有：海洋声学环境测量分析仪、水声导航测深仪、船舶消防系统和设备、系列超声产品、智能建筑电子用消防船舶消防系统和设备、系列超声产品、智能建筑电子用消防报警和安全防范系统及设备、系列照明灯具。报警和安全防范系统及设备、系列照明灯具。90学习研究760760研究所研究所760760研究所：研究所：大连测控技术研究所始建于大连测控技术研究所始建于1975年，隶属于中国船舶重工年，隶属于中国船舶重工集团公司。是从事船舶噪声振动检验测试、海洋工程测试研集团公司。是从事船舶噪声振动检验测试、海洋工程测试研究、海洋应用物理研究、海洋环境研究及海上试

43、验技术服务究、海洋应用物理研究、海洋环境研究及海上试验技术服务的科研事业单位。下设研究室、软件开发中心、国家级重点的科研事业单位。下设研究室、软件开发中心、国家级重点实验室、国家级检测中心、海上试验船队及所属民品集团公实验室、国家级检测中心、海上试验船队及所属民品集团公司。建所以来，圆满完成多项科研和试验任务，获国家及省司。建所以来，圆满完成多项科研和试验任务，获国家及省部级以上科技成果奖上百项，部分已达国际先进水平。近几部级以上科技成果奖上百项，部分已达国际先进水平。近几年，承担着大量的基础性研究及国家重点科研任务，为我国年，承担着大量的基础性研究及国家重点科研任务，为我国科研事业的发展做出

44、了应有的贡献。科研事业的发展做出了应有的贡献。91学习研究703703研究所研究所703703研究所：研究所：第七第七O三研究所（哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所）隶属中国三研究所（哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所）隶属中国船舶重工集团公司，位于黑龙江省松花江畔重工业名城哈尔船舶重工集团公司，位于黑龙江省松花江畔重工业名城哈尔滨市。第七滨市。第七O三研究所组建于三研究所组建于1961年，主要从事船舶蒸汽，年，主要从事船舶蒸汽，燃气动力装置和工业用锅炉、汽轮机、燃气轮机、机械传动、燃气动力装置和工业用锅炉、汽轮机、燃气轮机、机械传动、自动控制以及电站、热能工程等应用研究、设计、生产和成自动控制以及电站、热

45、能工程等应用研究、设计、生产和成套供货；从事新产品、新技术开发研究、建设工程总承包、套供货；从事新产品、新技术开发研究、建设工程总承包、科技咨询服务、技术转让、国内外贸易以及经济技术合作等科技咨询服务、技术转让、国内外贸易以及经济技术合作等业务。业务。闻雪友院士我国舰船燃气轮机的著名专家，四十多年来一直活跃在研制工作的第一线，见证经历了我国舰船燃气轮机发展的全过程，走过多个从设计到应用的大循环，并身体力行地将创新技术向燃气轮机民用领域应用推广，其担任主任设计师的我国第一台航空涡轮喷气发动机舰用化改装的大马力舰用燃气轮机获全国科学大会奖。92学习研究中国中国船舶工业总公司船舶工业总公司199

46、9年年7月月1日，由日，由中国船舶工业总公司中国船舶工业总公司改组而成的改组而成的中国船舶中国船舶工业集团公司工业集团公司（简称中船公司）和（简称中船公司）和中国船舶重工集团公司中国船舶重工集团公司（简称中船重工）正式成立。（简称中船重工）正式成立。形成适度竞争。在适度竞争的同时，两大集团还形成合力，形成适度竞争。在适度竞争的同时，两大集团还形成合力，联合承接大宗船舶订单。联合承接大宗船舶订单。在中船重工与中船集团分别成立后，我国国内造船业界就形在中船重工与中船集团分别成立后，我国国内造船业界就形成了这两家大型企业集团与地方及其他企业的成了这两家大型企业集团与地方及其他企业的“三足鼎立三足鼎

47、立”态势，标志着中国船舶工业已进入新的发展时期。态势，标志着中国船舶工业已进入新的发展时期。中国船舶重工集团公司中国船舶重工集团公司93学习研究3.7水下定位、导航技术在海洋资源开发中的应用实例94学习研究动态定位和井口重入技术动态定位和井口重入技术深海钻探深海钻探：钻探船停在4-5km以上的海面，把钻杆插到海底，然后再向下钻探。如果船一移动，长达几千米的钻杆一下就会扭断，这就需要建立动态定位系统。风暴袭来，或发生其他意外情况，只好起钻开航。随后需要利用声纳重入井口，并引导钻杆穿过急流落到安置在进口的“漏斗”内，进入原来的井口。95学习研究具体做法：具体做法：在海底放一个水声应答器作为基准点，同时在船上布放三个水听器进行应答测距。在下钻作业时船上向基准点应答器发出脉冲，应答器收到信号之后发出回答脉冲，这回答脉冲被船上的三个测距水听器收到，这时可以测出三个水听器与基准应答器的距离。当外界条件使船位移时，水声应答器测距系统随即测出这三个距离的变化。将这些数据送入计算机，计算出船位的水平移动量，再开动几个可变螺距的推进器，使船复位，也就是使三个距离和原来的一样。这样，船在不断运动中保持位置不变。美国钻探船美国钻探船“ “格洛玛格洛玛挑战者挑战者” ”号用的重返和动态定位系号用的重返和动态定位系统统 96学习研究201197学习研究

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水下定位与导航技术材料

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