水声定位导航技术的发展与展望
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高精度水声综合定位技术从“跟跑”到局部领先
面向我国海底矿产资源精细调查、勘探、开采的作业需求，紧密结合 7 000 m 载人潜水器“蛟龙”号、“潜龙 1 号”水下无人机器人（AUV）、深海空间站等重大海洋装备与工程的亚米级定位需求，依托“科学”号科考船，科技部于“十二五”安排了“深水高精度水下综合定位系统研制”项目，发展相关的技术和设备，形成了一套具有自主知识产权水下综合定位系统样机，可以在 7 000 m 海深内提供高精度定位服务。
该样机于 2015 年起服役于“科学”号科考船，同年 5 月至 7 月参加了“2015 马努斯热液-南海冷泉航次”，圆满完成了水下综合定位系统的海上验收，并为该航次的海底地形地貌测量、冷泉热液喷口发现等工作提供了水下优质可靠的定位信息。此次海试首次实现了深海超短基线和长基线有机结合的综合定位跟踪模式，在单周期内同步保障了水下平台的高精度导航和水面对水下平台的跟踪监视，定位精度优于 0.5 m，并实现了国内首次成功完成复杂海山地形下精准可靠长基线作业，获取了我国首个亚米级冷泉热液地形地貌图。
在深海高精度水声综合定位系统引导下，我国“深海勇士”号载人潜水器 2017 年 9 月 29 日在南海 3 500 m 深处仅 10 min 就快速找到预定的海底目标，实现了“大海捞针”，这标志着我国深海高精度水声定位装备与技术达到国际领先水平。深海定位精度首次达到 0.3 m、定位有效率超过 90%，综合技术水平进入世界领先行列。成功支撑了刚刚结束的我国“深海勇士”号载人深潜首航试验和我国最先进科考船“科学号”南海综合调查科学考察 2 次任务，为我国开展万米深渊“马里亚纳海沟”科学探索等深海实践，奠定了坚实的技术与装备基础。
面向我国重大发展战略需求的水声定位导航技术（图 1），其主要需求特征体现在“深、远、精、多”，即“深海底、远距离、精度高、多用户”。从“十五”到“十二五”，我国的深海实践已经从 4 500 m 步进至 7 000 m，目前 11 000 m 的深渊科学与技术正在如火如荼展开；作用距离由已达的 8 000 m 正在向 12 000 m 迈进；定位精度从几十米量级以进步至优于 0.5 m，新的需求将精度要求提至 10 cm；而可接入的目标数也从单目标定位到满足水下多作业平台的集群定位。我国水声定位导航技术已基本完成了“跟跑”，进入“并跑”的初级阶段，其中万米级高精度定位导航处于领跑阶段。