大深度無人潛航器研究現狀及發展趨勢

任 翀，李 楠，杜照鵬

（1.中國船舶集團有限公司第七一〇研究所，湖北 宜昌 443003；2.青島海洋科學與技術試點國家實驗室，山東 青島 266237）

0 引言

“海斗深淵”指6 000 m以下深度的海洋空間，簡稱“深淵”，是人類知之甚少又難以企及的區域[1]。目前，深淵科學研究是海洋科學研究的前沿領域之一。探索深淵需要相應的技術裝備支撐，深淵探測裝備技術已成為各海洋強國競逐的焦點。

無人潛器（Unmanned Underwater Vehicle，UUV）是深淵科研、工程及軍事應用領域的重要技術裝備。依據控制方式的不同，UUV可分為無人自主潛航器（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）、有纜遙控潛器（Remotely Operated Vehicle，ROV）和自主遙控復合型潛器（Autonomous Remotely-operated Vehicle，ARV/Hybrid Remotely Operated Vehicle，HROV）等。其中，AUV能夠依靠其自治能力完成任務，具有機動靈活、使用成本低、作業范圍大、環境適應能力強等特點；ARV配備與母船連接的纜索，能夠以自主、遙控、半自動等多種模式作業。AUV、ARV已成為各海洋強國競相發展的熱點深淵技術裝備。本文介紹了最大作業深度6 000 m以深的大深度AUV、ARV的研究現狀及應用領域，分析了其主要關鍵技術，并展望了其發展趨勢。

1 研究現狀

無人潛航器研制始于 20世紀 50年代。進入21世紀，隨著結構材料、智能控制、導航定位、能源推進及傳感器等技術的不斷發展，無人潛航器的工作深度、自主控制、續航時間及作業能力均大幅提升。以美歐為代表的海洋科技強國大力發展大深度無人潛航器裝備，多型大深度AUV、ARV已實現業務化應用[2-3]。

1.1 國外研究現狀

1）美國。

美國在大深度無人潛航器領域居世界領先地位，主要研發應用機構包括美國海軍水下作戰中心、海軍研究局、國防部高級研究計劃局（DARPA）等軍方單位以及伍茲霍爾海洋研究所（WHOI）、華盛頓大學、麻省理工學院、Hydroid公司、Teledyne公司、波音公司和洛克希德·馬丁公司等科研院所和企業。上述機構研發了多型大深度AUV/ARV，部分典型產品技術指標如表1所示。

REMUS系列 AUV是美國性能最先進、列裝最多、應用最廣泛的無人潛航器系列，采用模塊化設計，能夠搭載不同類型任務載荷完成多種使命任務，已大量出口英、日、澳等國。該系列AUV工作水深最大的型號為REMUS 6000（圖1（a）），最大工作水深6 000 m，由美國海軍和WHOI聯合研發、Hydroid公司制造。該型AUV曾在2010年成功搜尋到法航447的發動機殘骸。

WHOI研制了自治遙控混合型無人潛水器（HROV）“海神”號（Nereus，圖1（b）），工作水深 11 000 m，2009年在馬里亞納海溝完成了10 902 m水深下潛試驗，是史上首臺抵達海洋最深處的無人潛水器。2014年，“海神”號在新西蘭克馬德克海溝9 990 m深度丟失。此后，WHOI與美國航空航天局（NASA）合作研發了Orpheus級全海深AUV（圖1（c）），2018年建成2臺。該AUV借鑒“立方體衛星”（CubeSat）理念，采用緊湊型、模塊化、低成本、集群作業設計，可以在海溝狹窄水域航行、著陸并能夠集群作業，已應用于HADEX（Hadal Exploration Program）研究計劃。

此外，美國還研制了Sentry，MBARI，ABE，Odyssey，Puma，Jaguar等6 000 m級AUV。

2）俄羅斯。

前蘇聯在深海潛水器結構材料研發及制造等方面取得了突出成果，蘇聯解體后，相關技術對俄羅斯發展大深度AUV起到了支撐作用。俄羅斯研制了MT-88、“大鍵琴”-2R-PM等6 000 m級AUV 以及“勇士”-D（Vitjaz-D，圖 1（d））12 000 m級AUV。“勇士”-D系統由自主下潛器、海底站和指揮控制設備等組成。其中，海底站通過纜索與母船連接，作為水下基站與下潛器實現雙向水聲通信。2020年，“勇士”-D在馬里亞納海溝成功下潛至10 028 m，創造了無人深潛系統自主下潛的世界紀錄。

圖1 國外大深度AUV/ARVFig.1 Foreign deep-sea AUVs/ARVs

3）英國。

英國南安普頓海洋研究中心（NOC）研制了Autosub 系列 AUV。其中，Autosub 6000（圖 1（e））最大工作水深6 000 m，采用雙葉螺旋槳設計，曾多次在印度洋熱液區、南北極冰下區等海域執行任務。該系列的最新型號為 Autosub LR，通過融合水下滑翔機技術，其重量僅為 Autosub 6000的三分之一，能夠實現6 000 km的長航程以及6 000 m的大潛深。實現該性能的關鍵包括單葉螺旋槳減阻技術與低功耗技術等。另外，Autosub LR比早期型號更加緊湊，是Autosub系列中首型不需要布放和回收設備的AUV。

4）法國。

法國是 AUV技術水平較高的國家之一，第一臺用于海洋地球物理調查的 AUV就誕生在法國。法國研制的Epaulard型和Nautile型AUV最大下潛深度均為6 000 m，完成了多次深海調查任務。ECA公司研制了A6K（圖1（f））6 000 m級AUV，具有較強的續航及近底作業能力。

5）挪威。

挪威 Kongsberg公司研制了 HUGIN系列AUV。其中，HUGIN 6000和HUGIN Superior（圖1（g））均具備 6 000 m 水深作業能力。HUGIN Superior是該系列的最新型號，采用可熱插拔的62.5 kWh鋰聚合物電池，比同尺寸的HUGIN 6000增加了30%的電池容量，使HUGIN Superior能夠搭載額外的任務載荷，有助于提升其作業能力。另外，通過采用先進的定位技術，其導航性能優于其他同類AUV。

6）冰島。

冰島Gavia公司研制的SeaRaptor（圖1（h））AUV最大工作水深 6 000 m，具有模塊化載荷接口。因其母公司 Teledyne在海洋傳感器領域居領先地位，SeaRaptor集成了Teledyne旗下RESON、Rd Instruments、BlueView等子公司的眾多高性能傳感器，也可按需定制其它傳感器載荷。另外，SeaRaptor的傳感器、電池、數據存儲器等均可現場快速更換，有助于提升有效作業時間，高效開展深海調查、測繪、勘探、搜索等多種應用。

7）加拿大。

加拿大ISE公司研制的Explorer（圖1（i））AUV采用模塊化設計，最大工作水深6 000 m，具有運維成本低、配置靈活和續航時間長等特點。該AUV曾在北極地區完成超過 10 D的連續冰下作業，實施了超過1 000 km的持續觀測，充電和數據傳輸也可在冰下完成。

1.2 國內研究現狀

1）中國科學院沈陽自動化研究所。

20世紀90年代起，沈自所聯合國內多家科研機構與俄羅斯共同研制了我國首臺 6 000 m級AUV——CR-01（圖2（a）），隨后在此技術基礎上研制了 CR-02（圖 2（b））。“十二五”、“十三五”期間，沈自所研制了潛龍系列 AUV。其中，潛龍一號（圖2（c））與其改進型潛龍四號（圖2（d））均為6 000 m級AUV，已交付國家深海基地、大洋協會等應用單位。在ARV方面，沈自所研制了問海1號（圖2（e））6 000 m級ARV，已交付中國地質調查局青島海洋地質研究所，這是我國首臺交付工程應用的ARV。沈自所還研制了海斗號（圖2（f））和海斗一號（圖 2（g））全海深 ARV，填補了我國萬米作業型無人潛水器的空白。海斗一號自2020年起多次開展萬米深潛與科考應用，最大下潛深度為10 908 m，刷新了我國潛水器下潛深度紀錄，全球首次實現了挑戰者深淵西部凹陷區大范圍、全覆蓋巡航探測[4]。

2）哈爾濱工程大學。

哈爾濱工程大學研制了悟空號（圖2（h））全海深AUV，2021年實現10 896 m深潛，刷新了俄羅斯“勇士”-D創造的10 028 m的AUV潛深世界紀錄。悟空號在萬米深海中與母船直線距離超過15 km，仍可準確傳輸狀態信息至母船，上行峰值通信速率達2 003 bps，數據包接收正確率超過93%。

3）上海海洋大學。

上海海洋大學研制了彩虹魚號（圖 2（i））全海深ARV，2016-2017年在馬里亞納及新不列顛海域5 000～11 000 m深度的多條海溝開展了海試。該項目計劃建設“深淵科學技術流動實驗室”，由 1艘科考母船、1臺全海深 HOV、1臺全海深 UUV和3臺全海深著陸器組成。

4）上海交通大學。

上海交通大學研制了思源號（圖 2（j））全海深ARV，2021年完成了深海試驗，最大下潛深度8 072 m，最長海底工作時間超過8 h，完成了海底探測和取樣等多種測試。

5）青島海洋科學與技術試點國家實驗室。

海洋國家實驗室海洋高端裝備聯合實驗室（中船重工集團部分）研制了問海號（圖2（k））全海深AUV，2021年完成了萬米級海試及試驗性應用，最大下潛深度10 218 m，最高航速5 kn，最長續航里程40 n mile（2 kn航速條件），是目前國內航速最快、續航里程最長的全海深無人自主潛航器。

圖2 國內大深度AUV/ARVFig.2 Domestic deep-sea AUVs/ARVs

2 應用領域

1）深淵科學研究。

深淵是指水深大于6 000 m的海域，雖然只占全球海底面積的 2%，但是垂直深度占全海深的45%，在海洋科學研究中具有重要意義。深淵環境的特點是高壓、低溫、黑暗、地殼運動活躍、生態系統奇特。作為國際海洋科學研究的前沿，深淵科學正逐漸形成深淵地質學、深淵水文學、深淵化學、深淵生物學、深淵微生物學和深淵生態學等各個分支科學。由于深淵的獨特性和重要性，發達國家從20世紀中葉開始對深淵展開調查，實施了多項深淵科學研究計劃，為未來開發利用深淵資源搶占先機。例如，美國開展了HADES（Hadal Ecosystem Study）、HADEX等研究計劃并發展了 Orpheus全海深 AUV等探測裝備，英國和日本聯合開展了HADEEP（Hadal Environment and Education Program）深淵探測計劃等。我國也瞄準深淵科學研究前沿，大力發展深淵科技，以提升我國在全球深淵科學領域的影響力。

表2 國內大深度AUV/ARV主要技術指標Table 2 Main technical specifications of domestic deep-sea AUVs/ARVs

2）深海資源勘探開發。

隨著人類社會的發展，陸地資源開發程度激增，資源匱乏矛盾凸顯，各國紛紛將視線轉向海洋。隨著技術的進步，各國海洋資源開發進程持續加速，未來海洋資源勘探開發將逐步由淺海轉向深海。除了常規油氣資源，深海礦產資源還有多金屬結核、富鈷結殼、多金屬硫化物、富稀土沉積物等多種類型，多分布在數千米水深的海底區域。另外，天然氣水合物也主要分布在數百至數千米水深區域。我國潛龍系列AUV 用于多金屬結核、富鈷結殼、多金屬硫化物、天然氣水合物等多種深海資源勘查已累計下潛近百次。大深度無人潛航器在深海資源勘探、開發作業等領域將發揮重要作用。

3）深遠海水下搜救。

深遠海水下搜救是大深度無人潛航器的重要應用方向之一。早在1963年，就有美國“阿爾文”號與“科夫”號無人潛水器協作搜尋、打撈西班牙海溝失落氫彈的成功案例。近年來，荷蘭將HUGIN AUV用于馬航MH370水下搜尋；美國軍方也曾使用Bluefin AUV搜尋馬航失聯客機；REMUS AUV成功搜尋到法航447的發動機殘骸。大深度無人潛航器因其作業可靠、智能化程度高而成為深遠海水下搜救的重要工具。

4）深海地形測繪。

目前水下地形測繪主要依靠多波束測深系統。在淺海地形測繪任務中，船載多波束測深系統可獲得高分辨率的水下地形數據，但在深水區域，受到水深影響，即便是開角較小的多波束也會因傳播距離的增加而導致其分辨率降低，無法獲得高精度的水下地形數據。大深度無人潛航器能夠抵近海底航行測繪，可以獲得高精度的深海地形數據，是深海地形測繪的關鍵技術裝備。

3 關鍵技術

大深度無人潛航器研制與應用是多學科交叉融合的復雜系統工程，需要重點突破總體設計與集成、深海結構與材料、高效能源動力、高速水下通信、組合定位導航、自主感知與控制等關鍵技術。

1）總體設計與集成技術。

大深度無人潛航器涉及的專業學科多達數十種，在總體設計方面需要加強協調，在滿足總體技術要求的前提下，對各項技術指標予以統籌兼顧。另外，大深度無人潛航器要在深海環境以及有限的空間、能源等約束條件下集成搭載多種設備，對總體布局、電磁兼容、能耗控制和作業模式等提出了挑戰。總體設計與集成的目標是既要實現無人潛航器低阻力和高效率的空間運動，又要保證能源、推進、控制、感知、通信、作業等模塊高效工作。在無人潛航器總體設計與集成方面，需要根據任務需求，采用多學科設計優化（MDO）、建模仿真等手段，通過分析、優化、決策反復迭代，對無人潛航器的總體布局、流體外形、結構材料以及能源動力、作業載荷、通信、導航與控制模塊等進行設計，提高空間利用率，降低系統重量，提升多任務能力，降低運維成本，利用有限的資源實現最佳的系統性能。

2）深海結構與材料技術。

大深度無人潛航器工作于深海惡劣環境，其結構與材料需滿足耐高壓/沖擊、耐腐蝕、抗附著等要求。在結構方面，耐壓殼體結構設計、仿真分析、密封以及制造工藝等技術是重要突破方向。在材料方面，金屬結構材料實現了從鋼到鈦合金的轉變，高分子材料和復合材料實現了耐壓應用，結構功能一體化材料發展迅速。

耐壓殼常規結構形式包括球形、圓柱形、橢球形、錐形、倒楔形及其組合形式等。目前，環形肋骨加強的耐壓圓柱殼在無人潛航器中應用最為廣泛。結合球殼的最佳重排比與圓柱殼較高空間利用率的優點，發展出了藕節形耐壓殼結構形式，球殼之間的連接方式是該結構設計的關鍵環節。另外，基于仿生學原理，還發展出了以鵝蛋殼為原型的蛋形及多蛋交接形耐壓殼等新型結構形式。

傳統無人潛航器結構材料以鋼、鈦等金屬及其合金材料為主，鈦及鈦合金因具有較高的比強度和優異的耐腐蝕性能而應用廣泛。考慮到結構減重需求，減重后兼具高強度、高韌性的鈦合金成為無人潛航器研制的關鍵技術問題。在高分子復合材料方面，纖維增強樹脂基復合材料以其高比強度、高比模量、耐腐蝕、提供靜浮力等特性成為大深度輕量化耐壓艙體的候選材料之一。在固體浮力材料方面，目前主要采用空心玻璃微球與樹脂基材通過熱固化成型制備。由于浮力材料在大深度無人潛航器中占比巨大，輕量化的固體浮力材料是重要的突破方向。在密封材料方面，深海耐壓結構主要采用橡膠密封，存在長期使用老化、溫度適應性差和易磨損等隱患，近年來，具有低模超彈、可形狀自回復、耐腐蝕、耐磨損特征的鈦鎳形狀記憶合金成為備受關注的新型類橡膠金屬密封材料[5]。另外，深海潤滑材料、減阻材料、聲隱身材料及抗腐蝕涂層等也是重要的突破方向。

3）高效能源動力技術。

大深度無人潛航器需要在深海長時間作業，對能源動力提出了較高要求，需要滿足能源密度高、安全性好、易于維護、成本低、能夠承受深海水壓等條件，因此，高效能源動力技術是無人潛航器技術的重要突破方向，具體包括鋰離子電池、燃料電池、小型核能裝置以及水下能源補給等。

鋰離子電池能量密度約為160 Wh/kg，具有電動勢高、循環使用壽命長等優點，是無人潛航器普遍采用的水下能源，但易形成枝晶，引起短路、著火、爆炸，存在一定安全隱患。鋰聚合物電池可以避免鋰離子電池不正確充放電導致能量蓄積引發爆炸燃燒情況的發生，且電芯可以塑造成不同形狀，也是無人潛航器主流電池類型之一。各國正在研發鋰離子電池的替代品，目前鋰硫電池能量密度已達450 Wh/kg，鋰-空氣電池也在研制過程中。

美國海軍正在開發大容量、高功率密度的燃料電池技術，其制定的中遠期 UUV動力系統功率密度發展目標達500 Wh/kg。Fuel Cell Energy公司、General Atomics公司和Infinity公司等參與了該技術研究，這些公司采用了多種技術路線，包括質子交換膜、固態氧化物、金屬燃料等燃料電池類型，以及甲醇、JP-10燃油、鋁水反應等制氫方式。挪威國防研究機構FFI（Forsvarets Forsknings Institutt）也設計了基于質子交換膜燃料電池的長航時 AUV燃料電池方案，其比能量達260 ～ 400 Wh/kg[6]。

小型核動力裝置因水下續航長、隱蔽性好、可達航速高等特點受到重視，美、英等國潛艇已實現全核化。美、俄、韓等國大力發展小型壓水堆，單堆熱輸出功率數百兆瓦至一千兆瓦。小型核能裝置在無人潛航器上具有良好的應用前景，例如美國NASA已研制出迷你反應爐，日本開發了小型潛水器反應堆SCR等。

在功耗控制方面，由于各任務模塊需在能源受限的情況下共用系統電力，這就要求各任務模塊嚴格控制功耗，通過元器件高度集成和各模塊工作模式的優化，在滿足任務需求的條件下，降低作業功耗，增加可執行任務時間。

在推進方式方面，無舵化矢量推進已成為重要的發展趨勢。傳統AUV多采用螺旋槳推進、槳舵協同姿態控制方式。導管螺旋槳推進裝置能夠提高推進效率、降低噪聲，在軍用潛航器上應用較多。噴水推進器推進效率高于螺旋槳，但存在結構復雜、成本高昂等缺點，在矢量推進領域有所應用。

另外，通過水下充電提供能源補給，利用溫差能等可再生能源補給，柴電混合動力，以及通過與水下滑翔機技術融合降低推進能耗等技術也將得到更多研究和應用[7]。

4）高速水下通信技術。

目前，水聲通信是無人潛航器主要的通信手段。由于水聲信道受到多途效應影響嚴重、頻率信道選擇性衰落、可用頻帶資源有限、誤碼率高等因素限制，致使其通信距離和速率的提升空間有限，而藍綠激光、中微子等新型通信技術正在快速發展。在跨介質隱蔽通信方面，利用中繼浮標/潛標/海底基站建立數據鏈路實現跨介質通信是目前最成熟的手段，甚低頻/超低頻（VLF/SLF）無線電通信、激光致聲等隱蔽性更高的通信手段也是各國競相發展的重要方向[8]。

高速水聲通信技術已由非相干通信向相干通信發展。正交頻分復用（OFDM）通信技術已應用于水聲高速數據通信系統中，取得了較大的數據速率與通信距離積，其他技術如多入多出（MIMO）和時反水聲通信技術等也在不斷發展和完善。

藍綠激光通信在海水中的穿透距離可達300 m，通信穩定，信息容量大，抗干擾能力強，缺點是通信前要進行精確對準。美國海軍通過試驗證實了藍綠激光通信能夠在幾乎全天候氣象和海洋條件下高速傳輸數據。DARPA認為藍綠激光通信各項關鍵技術已經足以應用于實際軍事系統。

中微子穿透能力強，在海水中的衰減小，可以使無人潛航器在深水中不間斷地實時傳輸信息，信道穩定，傳輸信息容量大。美國實施了以中微子為載體的通信試驗，結果表明，必須借助類似大功率粒子加速器這樣的大型設備才能進行中微子通信，技術要求復雜，離實際應用還有相當的距離。

利用浮標/潛標/海底基站等作為中繼通信節點可以使無人潛航器無需上浮便能與岸基進行跨介質隱蔽通信。除了預先布設的中繼節點，無人潛航器自身也可攜帶中繼通信浮標載荷，例如洛克希德·馬丁公司的深海快速通信系統（CSD）即以此方式實現了水下與陸空的雙向通信。未來中繼通信浮標將向大深度、小型化、雙向雙工等方向發展，功能也將由單一的中繼通信向導航、探測等多功能一體化方向發展。

甚低頻/超低頻無線電通信作為傳統的跨介質通信手段，可以穿透到水下100 m左右。該技術的缺點是岸站生存能力差、傳輸頻帶窄、隱蔽性差，冷戰后逐漸退出使用，但相關技術研究并未停止。例如，美國高頻主動極光研究項目（HAARP）能夠激活大氣層中的電離層作為天線產生極端低頻波束穿透海水傳輸信息。

基于激光致聲原理，從空中向水中發射帶信息編碼的激光信號，在水中轉換為聲信號，無人潛航器接收該聲信號并恢復編碼信息，可以實現空中到水下的激光致聲通信。利用該技術，在深遠海環境下，空中節點與無人潛航器之間能夠建立可靠的通信網絡。激光致聲通信機動性強、隱蔽性高，已經成為各海洋強國競相發展的新興技術。

5）組合定位導航技術。

目前水下定位導航面臨環境復雜、信息源缺乏的局面，發展高精度、高可靠性的定位導航技術是大深度無人潛航器研制的關鍵環節，具體包括深海環境下組合定位導航、海底高精度定位、海底地形匹配定位導航、重力場與地磁場定位導航等[9]。

無人潛航器普遍采用慣性導航裝置與多普勒計程儀組合的方式進行導航，由于大深度無人潛航器難以頻繁浮出水面對慣導進行校準，國外一些機構采用其它設備輔助定位的方式，例如挪威HUGIN系列 AUV通過采用慣導及計程儀利用水下超短基線定位裝置進行輔助定位的組合導航，提升了導航精度。

隨著深海慣性導航裝備技術的發展，使得大深度無人潛航器的導航定位精度持續提升，有望不依賴輔助設備便可達到較高的導航精度。

目前發展最快的水下導航技術是多傳感器配置、多信息融合的組合導航技術，以慣導/計程儀導航為核心，配置多種傳感器加以輔助，如全球定位系統（GPS）、長基線/超短基線聲學導航、水下定位應答（UTP）、地球物理信息導航等。針對不同應用場景，水下導航系統配置可靈活變換，以滿足不同任務需求。

6）自主感知與控制技術。

無人潛航器在航行與作業過程中無須人工實時控制，能夠根據自身狀態及外部環境自主做出決策。由于大深度AUV與母船通信不便，其自主作業能力的重要性更加凸顯。無人潛航器自主感知與控制技術包括自主感知、自主航行控制、自主路徑規劃、自主對接與回收、集群協同等技術。

自主感知技術是指無人潛航器通過傳感器采集數據，對多傳感器信息進行融合處理，獲取環境及目標信息，支撐態勢評估、行為決策和作業規劃，實現基于任務目標的智能信息感知與融合處理等。

自主航行控制是指無人潛航器具備適應海洋環境而自主控制運動的能力。例如根據海水密度或海流等外界環境參數，無人潛航器自主調整航行控制參數，實現高效航行；根據海底地形起伏，無人潛航器自主控制距底高度，實現海底地形測繪等。

自主路徑規劃技術是指無人潛航器能夠根據任務需求、海洋環境、運動約束、通信約束等約束條件，自主規劃出最優航跡航路，以規避障礙或危險區域、節約能源、高效完成任務等。

自主對接與回收技術是指無人潛航器在水面/水下對接機構支持下，實現自主導引對接、能源補給、數據交換和裝備回收等。導引方式包括聲、光、電磁等多種；能量與數據傳輸可通過有線、無線等方式實現；對接回收機構包括平臺式、箱（籠）式、導向罩式、魚雷管式等多種類型。

集群協同技術是指在作業集群中無人潛航器及其它作業裝備具備信息共享能力、任務規劃能力、協同導航能力、協同作業能力，實現集群協同作業。各種水下裝備協同作業能夠打破單一裝備作業效率有限的制約，是執行水下復雜任務的有效方式。

4 發展趨勢

1）深海遠程長續航。

隨著能源、導航等技術的進步，發展、改進及應用全海深、長航程無人潛航器已成為各海洋科技強國的目標。多國正在研究燃料電池、小型核能裝置等體積小、能量密度高的能源，結合推進與減阻等技術，可顯著提升無人潛航器續航力。適應深海應用場景的組合導航技術正獲得重點發展，通過高效率、高精度水下導航來支撐無人潛航器深遠海作業。

2）模塊化標準化。

大深度無人潛航器通常搭載多種類型的探測及作業設備，以應對不同的任務需求，但這也增加了無人潛航器本身的負載，降低了作業效率。通過軟硬件模塊化設計，可以實現面向不同需求的快速配置變更，同時減輕無人潛航器自身重量及體積，提高作業效率。通過標準化通用化設計，能夠提升系統應用的靈活性并降低運維成本。

3）智能集群協同。

由于單一無人潛航器的作業效能有限，通過搭載無人機、中繼浮標、小型AUV等任務載荷，以及與其它類型裝備構建智能集群，通過多種類型裝備有機結合、異構集群協同作業，能夠提升作業效率，已經成為重要的發展趨勢。隨著物聯網、云計算和大數據等技術的發展，大深度無人潛航器作為海洋物聯網的關鍵節點將發揮重要作用。

5 結束語

2016年習近平總書記指出，“深海蘊藏著地球上遠未認知和開發的寶藏，但要得到這些寶藏，就必須在深海進入、深海探測、深海開發方面掌握關鍵技術”，為我國深海裝備技術發展指明了方向。無人潛航器在深淵科研、工程、軍事等領域具有巨大的發展潛力與廣闊的應用前景。可以預見，隨著相關技術的進步，作業范圍更廣、續航能力更強、智能化程度更高、多種功能集于一體的大深度無人潛航器將得到快速發展。目前，部分國家錯誤地視我國崛起為其挑戰，對我國實施技術封鎖，包括無人潛航器在內的多種設備都對我國禁售。面對這種國際環境，我國發展大深度無人潛航器技術只能走自主創新的道路。聚焦我國重大戰略需求，開展大深度無人潛航器及相關技術研究，推動深海觀測技術、裝備和產業發展，對于支撐海洋強國建設具有重要意義。