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《水下滑翔机组网通用规范第2部分:编队控制》
标准编制说明
一、工作简况
1任务来源
根据自然资源部办公厅关于印发2023年度自然资源标准制修订工作计划的通
知,由天津大学牵头起草海洋行业标准《水下滑翔机组网通用规范第2部分:编队控
制》(标准计划号:202320024),国家海洋标准计量中心、青岛海洋科技中心(原青
岛海洋科学与技术国家实验室发展中心)、崂山国家实验室、中国电子科技集团公司
电子科学研究院参加起草。由全国海洋标准化技术委员会归口管理。
2制定背景
海洋是高质量发展的战略要地,蕴含着丰富的资源,具备重要的战略利益。自党
的十八大第一次提出“建设海洋强国”以来,我国在海洋资源开发、海洋经济转型、
海洋生态保护、海洋权益与安全等方面取得了重大进展。党的二十大报告再次提出
“要发展海洋经济,保护海洋生态环境,加快建设海洋强国”的要求,在推进国家安
全体系和能力现代化,坚决维护国家安全和社会稳定方面,海洋都是其中的重要环
节。在海洋强国事业的建设中,海洋科学技术的发展起到了重要作用,各型海洋装备
在对海洋的观探测、海洋安全维护等方面发挥了重要作用。
水下滑翔机组网是实现海洋环境大范围、长期连续、立体观测的重要手段。编制
水下滑翔机组网通用规范,有助于提高组网效率,实现对特定海域的高时空分辨率水
文气象信息多方位立体耦合观测,实现观测数据多信道传输,实现海上突发情况的快
速响应以及对敏感海区的多源水文气象数据观测及处理,有效提升我国海洋环境信息
的获取能力。其他水下无人系统参照执行,可扩大组网范围,推动组网规模化和常态
化,更有效地实现对海洋的观探测。
水下滑翔机组网编队控制是实现组网的关键手段,通过编队控制可对编队类型和
各控制要素按照适用的控制方法进行控制,开展任务规划与实施,组建具有稳定性和
可扩展性的观测网,保障组网作业范围和工作效能,可大幅度提升海洋科学研究和海
洋安全保障效能,对于海洋特征分析以及海洋运动机理探析有着重要意义。
1
得益于成熟的水下滑翔机技术,美国、欧洲以及澳大利亚等国家纷纷开展了水下
滑翔机编队任务,布放水下滑翔机网络,进行全覆盖常规化网络观测,包括自主海洋
观测网(AOSN)、欧洲滑翔机观测站(EGO)、综合海洋观测系统(IOOS)等。
国内在水下滑翔机网络组建方面进行了相关研究,包括组网协同观测、控制、信
息传输等。天津大学2014年开始选用3台“海燕”水下滑翔机开展编队试验;2017
年与青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心等单位联合,运用18台水下滑翔机及
总计30余台套海洋设备组建了三位立体综合观测网;2019年,青岛海洋科学与技术
试点国家实验室组织开展了我国最大规模的异构组网综合观测,参与组网的以“海
燕”水下滑翔机为代表的无人系统达74台(89台次)。中国科学院沈阳自动化研究所
等单位也开展了相关试验。
在标准化方面,我国各型水下滑翔机软硬件接口、通讯协议、数据结构等各不相
同,尚未有相关的标准化文件。由天津大学牵头成立的编写组,已编制了《水下滑翔
机通用技术要求》和《水下滑翔机总体设计指南》两项标准,对水下滑翔机单机设
计、生产和检验等方面的要求开展了标准化的研究和应用;水下滑翔机组网通过规范
系列标准已获得第1部分:总则的立项。
起草组在现有研究基础上,编制本文件。编制水下滑翔机组网系列通用规范,有
助于提高组网效率,其他水下无人系统参照执行,可扩大组网范围,更有效地实现对
海洋的观探测。
3主要工作过程
2019年至2022年,结合我国水下滑翔机组网的研究情况,以及国外水下滑翔机
研制现状,编写组整理组网相关过程和规范性文件,形成标准草案。
2022年2月,根据自然资源部办公厅关于征集2023年度自然资源标准制修订工
作计划建议的函,天津大学联合国家海洋标准计量中心、青岛海洋科学与技术国家实
验室发展中心、中国电子科技集团公司电子科学研究院,提交了标准草案和建议书。
2023年7月24日,在自然资源部办公厅关于印发2023年度自然资源标准制修订
工作计划的通知中,下达了该标准立项计划。
2023年9月28日,天津大学以线上会议形式召开了标准启动会,会议由国家深
海基地管理中心、自然资源部第二海洋研究所、解放军3101
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