第10卷第2期 智能系统学报 Vol.10 No.2 2015年4月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Apr.2015 D0:10.3969/j.issn.1673-4785.201503006 网络出版地址：htp:/www.cmki.net/kcms/detail/23.1538.TP.20150326.1013.001.html 主要海洋环境因素对水下航行器航行影响分析 王奎民 (中国人民解放军海军驻锦州地区军事代表室，辽宁锦州121000) 摘要：分析总结了水下航行器的自身结构、环境和任务的特点以及复杂海洋环境对航行器的安全造成的威胁。从 海流干扰、海水透明度、跃层及海洋内波等水文环境要素的形成原理及其对航行器的影响等方面，分别总结了各主 要海洋环境因素对水下航行器航行状态的有利与不利影响，同时避免各要素直接或间接造成的各种不利影响的方 法，结合航行器自身的结构特点和任务需求，充分利用海洋环境因素，可以使航行器在安全性、经济性、操纵性以及 作战能力等方面有较大的增强和改善。提出根据不同任务对海洋环境因素做威胁权值评估，并根据其威胁度，在自 主航路规划过程中适当修订航线。通过仿真验证了该方法对航路准确定和安全性的提高。 关键词：水文环境：水下航行器：海流干扰：海水透明度：跃层；海洋内波 中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1673-4785(2015)02-0316-07 中文引用格式：王奎民.主要海洋环境因素对水下航行器航行影响分析[J].智能系统学报，2015,10(2)：316-323. 英文引用格式：WANG Kuimin.Influence of main ocean environments on the navigation of underwater vehicles[J].CAAI Transac- tions on Intelligent Systems,2015,10(2):316-323. Influence of main ocean environments on the navigation of underwater vehicles WANG Kuimin (Navy Military Representative Office in Jinzhou,Jinzhou 121000,China) Abstract:This paper analyzes the characteristics of underwater vehicle's configuration,environment and missions, and the menace of complex ocean environment.The advantage and disadvantage of the main ocean environmental factors to the navigation states of underwater vehicles,as well as the methods for avoiding all kinds of disadvanta- geous influences caused by all kinds of factors are concluded.The main areas consist of current disturbance,seawa- ter transparency,thermal layer and ocean internal wave.The vehicle enhancement and improvement in the perform- ance of security,economy,maneuverability and operational performance can occur by combining the configuration characteristic of underwater vehicle and the mission requirements.This paper proposes to assess the threat weight of the ocean environmental factors according to different missions based on the degree of threat and underwater vehicle modified route in its autonomous sailing.Finally,the simulation proved that the method increases the accuracy and safety of its route. Keywords:hydrological environment;underwater vehicle;current disturbance;seawater transparency;thermal layer;ocean internal wave 海洋占据地球70%的面积并且蕴含着丰富的 至军事上的利用成为各种争夺的焦点。水下航行器 生物资源、海洋矿物资源等。因此，对海洋的民用甚 作为勘测和开发海洋资源最有效的工具被各国重 视。水下航行器以其水下隐蔽航行作战、灵活机动 收稿日期：2015-03-04.网络出版日期：2015-03-26. 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51179038). 以及极强的水下攻击力而著称，经常被应用在探测、 通信作者：王奎民.E-mail:wangkuimin2.014@163.com. 侦查、跟踪甚至水下作战。其航行环境主要包括地第 １０ 卷第 ２ 期 智 能 系 统 学 报 Ｖｏｌ．１０ №．２ ２０１５ 年 ４ 月 ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｐｒ． ２０１５ ＤＯＩ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃４７８５．２０１５０３００６ 网络出版地址：ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ ／ ２３．１５３８．ＴＰ．２０１５０３２６．１０１３．００１．ｈｔｍｌ 主要海洋环境因素对水下航行器航行影响分析 王奎民 （中国人民解放军海军驻锦州地区军事代表室，辽宁 锦州 １２１０００） 摘 要：分析总结了水下航行器的自身结构、环境和任务的特点以及复杂海洋环境对航行器的安全造成的威胁。 从 海流干扰、海水透明度、跃层及海洋内波等水文环境要素的形成原理及其对航行器的影响等方面，分别总结了各主 要海洋环境因素对水下航行器航行状态的有利与不利影响，同时避免各要素直接或间接造成的各种不利影响的方 法，结合航行器自身的结构特点和任务需求，充分利用海洋环境因素，可以使航行器在安全性、经济性、操纵性以及 作战能力等方面有较大的增强和改善。 提出根据不同任务对海洋环境因素做威胁权值评估，并根据其威胁度，在自 主航路规划过程中适当修订航线。 通过仿真验证了该方法对航路准确定和安全性的提高。 关键词：水文环境；水下航行器；海流干扰；海水透明度；跃层；海洋内波 中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３⁃４７８５（２０１５）０２⁃０３１６⁃０７ 中文引用格式：王奎民．主要海洋环境因素对水下航行器航行影响分析［Ｊ］． 智能系统学报， ２０１５， １０（２）： ３１６⁃３２３． 英文引用格式：ＷＡＮＧ Ｋｕｉｍｉｎ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｍａｉｎ ｏｃｅａｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅｓ［Ｊ］． ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃ⁃ ｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ， ２０１５， １０（２）： ３１６⁃３２３． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｍａｉｎ ｏｃｅａｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ＷＡＮＧ Ｋｕｉｍｉｎ （Ｎａｖｙ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ Ｏｆｆｉｃｅ ｉｎ Ｊｉｎｚｈｏｕ， Ｊｉｎｚｈｏｕ １２１０００， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅ＇ｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ， ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｍｉｓｓｉｏｎｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｎａｃｅ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ ｏｃｅａｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｏｃｅａｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｏ ｔｈｅ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｓｔａｔｅｓ ｏｆ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅｓ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ａｖｏｉｄｉｎｇ ａｌｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｄｉｓａｄｖａｎｔａ⁃ ｇｅｏｕｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ａｌｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｆａｃｔｏｒｓ ａｒｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ． Ｔｈｅ ｍａｉｎ ａｒｅａｓ ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ， ｓｅａｗａ⁃ ｔｅｒ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ， ｔｈｅｒｍａｌ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ｏｃｅａｎ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｗａｖｅ． Ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍ⁃ ａｎｃｅ ｏｆ ｓｅｃｕｒｉｔｙ， ｅｃｏｎｏｍｙ， ｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃａｎ ｏｃｃｕｒ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ｔｈｒｅａｔ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｏｃｅａｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｉｓｓｉｏｎｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｔｈｒｅａｔ ａｎｄ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｒｏｕｔｅ ｉｎ ｉｔｓ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｓａｉｌｉｎｇ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｉｔｓ ｒｏｕｔｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ； ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅ； ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ； ｓｅａｗａｔｅｒ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ； ｔｈｅｒｍａｌ ｌａｙｅｒ； ｏｃｅａｎ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｗａｖｅ 收稿日期：２０１５⁃０３⁃０４． 网络出版日期：２０１５⁃０３⁃２６． 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１７９０３８）． 通信作者：王奎民． Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗａｎｇｋｕｉｍｉｎ２０１４＠ １６３．ｃｏｍ． 海洋占据地球 ７０％的面积并且蕴含着丰富的 生物资源、海洋矿物资源等。 因此，对海洋的民用甚 至军事上的利用成为各种争夺的焦点。 水下航行器 作为勘测和开发海洋资源最有效的工具被各国重 视。 水下航行器以其水下隐蔽航行作战、灵活机动 以及极强的水下攻击力而著称，经常被应用在探测、 侦查、跟踪甚至水下作战。 其航行环境主要包括地