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海洋智能无人艇水面通信技术

时间:2023-10-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了满足未来海洋通信和海上运输的需求,USV通信系统的可靠性至关重要。因此,如何感知USV的实时导航状态信息,对其进行整合,并最终将其分发到地面控制中心,目前来说仍然是一个难点。本章针对USV通信系统的问题,分别介绍了水声通信和无线通信技术。实验表明,USV可以有效地作为一个移动中继节点并且可以有效地描述其通信能力。

海洋智能无人艇水面通信技术

为了满足未来海洋通信和海上运输的需求,USV通信系统的可靠性至关重要。实际上,USV的通信系统可以大致分为水声通信和无线通信两部分。

其中,水声通信系统负责将水下采集到的数据传至水面,但是由于水声信道的复杂性、海洋环境的恶劣性和USV操纵的特殊性,水声通信的质量容易受到影响。因此,要构建可靠的USV水声通信系统,需要将建模和估计联系起来。而无线通信系统指的是USV与地面控制站、其他航行器、各种传感器和其他设备等进行协同控制之间的通信,负责将数据分发到地面控制中心,但是由于海面上特殊环境的影响(如风、海、浪等),影响了通信数据传输。因此,如何感知USV的实时导航状态信息,对其进行整合,并最终将其分发到地面控制中心,目前来说仍然是一个难点。

本章针对USV通信系统的问题,分别介绍了水声通信和无线通信技术。(www.xing528.com)

在水声通信部分,基于水声通信距离、USV运行条件和海洋环境对水声通信影响的主要因素,分别建立了通信能量损失模型、USV运动模型和海洋环境影响模型,接着分析了三种模型之间的相互作用,建立了USV水声通信链路强度模型。实验表明,USV可以有效地作为一个移动中继节点并且可以有效地描述其通信能力。该模型可以用于USV移动节点的组网,为网络的构建提供了依据。

在无线通信部分,提出了一种基于移动通信技术的空-地-海一体化通信控制系统。为了将数据分发到地面控制中心部分,为USV建立了一个通信协议,使其能够正常通信,并编写了一个浏览器/服务器(B/S)体系结构,使地面控制中心能够与上位机进行通信。该通信系统实现了多台USV之间的实时通信,并实现了基于多台USV、覆盖卫星无人机、水下传感器等设备的基本组网结构。

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