在能源、国防和海洋科学领域，无人水面交通工具(usv)现在是我们沿海水域的常客。确保他们的导航和态势感知至关重要。在下面的案例研究中Sonardyne解释了如何确保强大的USV导航，即使传统的导航辅助设备退出。
所面临的挑战
无人水面舰艇(usv)正迅速成为国防、能源和科学领域的标准工具。无论是用于地雷对抗措施还是海上风电场场地特征调查，它们都被证明是有价值的，低占地面积和低物流平台，可用于不断增加的阵列或操作。
但usv依赖不间断的GPS或GNSS信号更新来告知他们的态势感知，安全导航，并可靠地定位他们正在收集的任何数据。导航和定位所需的卫星授时信号丢失可能发生在高层建筑周围或悬崖附近或峡湾内的港口和港口，在这些地方，GPS或GNSS接收机可能无法与天空保持清晰的视线。它也可能发生在海上风电场，通过故意的信号干扰或性能下降，被称为欺骗。
填补USV导航的空白
当存在这种风险时，必须考虑替代导航传感器和仪器——否则usv需要远程驾驶，这将增加超视距操作的费用和风险。这是英国国防科学技术实验室(Dstl)发现的一个挑战。
Dstl认为有必要在具有挑战性的环境中帮助自动驾驶汽车运行。因此，通过英国国家国防与安全加速器(DASA)，具有挑战性的环境中的自主竞赛开始解决影响当前自主技术军事效能的因素，我们是被选中帮助解决这一挑战的公司之一。
解决方案
我们与USV制造商合作SEA-KIT采用已经用于无人和自主水下航行器(UUV/AUV)导航的传感器，并在其中一艘usv上进行测试。具体来说，我们取得了市场领先地位SPRINT-Nav混合惯性导航仪器，并集成到SEA-KIT X级USV。然后我们将其与本地实时运动学(RTK) GPS定位进行了测试。
声学-惯性导航合一
SPRINT-Nav已经被证明是自主和无人潜航器(AUV/ uuv)的可靠导航仪器，这些潜航器在有效地拒绝GPS或GNSS的环境中运行。
它的目的是创造一个“最好的世界”;一种一体化的声学惯性传感器，取代了单独的多普勒速度测井(DVL)、压力传感器和INS/AHRS，节省了成本、电缆和集成挑战。通过紧密集成这些分离，SPRINT-Nav提供了一流的性能。随着SPRINT-Nav Mini的加入，它也可以在一个更小更轻的包装中使用。
结果
我们的SEA-KIT X上的SPRINT-Nav的测试环境是在普利茅斯湾。这是一个非常繁忙的海洋环境。没有可靠GPS信号的USV不仅死在水里，而且对他人也有危险。此外，如果没有可靠的导航，其有效载荷将缺乏有效的态势感知能力。
为了在这种环境下测试SPRINT-Nav，我们计划在距离海底不同高度的不同海底进行一系列测试。从本质上讲，我们试图对船上的传感器施加压力，以观察系统是否会按照规格执行。
SPRINT-Nav作为USV导航仪进行压力测试
我们运行了很多次这样的运行，但是有一次运行是系统性能的一个很好的例子。这次任务持续了13个多小时，行程87公里。在跑步的过程中，我们遇到了很多麻烦。幸运的是，由于我们集成了SPRINT INS(带有霍尼韦尔环形激光陀螺的AHRS)和SPRINT- nav中的Syrinx DVL，我们能够补偿运动。
为了让系统尽可能复杂，我们在远离端口的直线上运行。所以，本质上，我们是在长时间地推算死亡，没有绝对的参考。
成功:<0.01%的旅行距离
结果呢?当距离原点最远(30km)时，峰值误差低于距离的0.01%，而在距离87km时，峰值误差上升到0.016%。在回来的路上，我们还进行了典型的反地雷(MCM)任务或典型调查的割草机模式。通过将SPRINT-Nav集成到USV上，我们证明了我们可以在拒绝的环境中提供连续和弹性的导航解决方案。
试验之后，SPRINT-Nav和SPRINT-Nav迷你已被选择并集成到多个额外的USV平台上，包括海洋无限的无敌舰队和混合水面和水下无人平台。
*“动态世界中的自主”竞赛由国防部首席科学顾问研究计划的“自主孵化器”项目资助，该项目旨在:确定和开发基础研究和技术，以支持国防领域无人系统的开发和部署，该系统可能通过DSTL自主计划和其他研究与发展计划成熟。万博mantex手机官网
