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无线自动实时水下声学定位系统
摘要：最近的声学遥测定位系统能够以几厘米至几米的规模重建生物体的位置和轨迹。但是，它们提出了几种后勤约束，包括接收器维护，校准程序和对实时数据的访问有限。我们在这里提出了一种基于到达的时间差异（TDOA）算法和全球移动（GSM）通信技术的新颖，易于人才，能量自我的水下定位系统，能够实时找到标记的海洋生物体。我们使用在鱼和底栖无脊椎动物中使用连续和编码标签的经验示例来说明该系统的应用。对操作系统的原位实验测试表现出与当前可用的声学定位系统相似的性能，全球定位误差为7.13±5.80 m（平均值±SD），三分之一的pINGS可以定位在远距离浮标的278 m内。尽管需要进行一些改进，但该原型的设计为自主，可以在各种环境（河流，湖泊和海洋）中从表面部署。事实证明，这对于实时监测各种物种（底栖和全骨）很有用。其实时属性可用于快速检测系统故障，优化部署设计或生态或保护应用。
圣克罗伊水下跟踪靶场维修/升级
位于美国弗吉尼亚州圣克罗伊岛的海军水下跟踪靶场只是这些设施之一。该水下跟踪设施由海军承包商于 20 世纪 60 年代建造，在安装时遭受了一些损坏，并且由于靶场设施遭受雷击而进一步损坏，雷击成功进入海底电缆并严重损坏了安装在 3,000 英尺深处的水听器跟踪阵列。第一次雷击损坏发生在 1968 年。对一些跟踪阵列和岸上的防雷系统进行了维修。防雷系统于 1972-3 年进行了维修。第二次雷击损坏发生在 1973 年 9 月，损坏了 11 个跟踪阵列中的 5 个。此外，1973 年 5 月在靶场上作业的一艘潜艇对几个已安装的系统造成了损坏。1973 年 11 月，FPO-1 的任务是评估损害情况并规划所有水下阵列的修复行动，以及保护靶场建筑免受进一步雷击。
太阳能 ROV：利用可再生能源推进水下探索。
摘要 — 考虑到遥控机器人 (ROV) 在进行检查、数据收集和海底探索方面的重要性，本文提出了一种太阳能 ROV 解决方案。太阳能用于为 ROV/AUV 供电，经过适当设计的太阳能电池板可为 Blue ROV 提供 5 小时的性能。正在考虑使用小型 10Hp/12kg ROV 进行水下活动，其能量需求负载为 943.68W。为了满足这一需求，太阳能电池板安装在浮动平台上以产生必要的电力，并通过细致的计算确定太阳能模块的最佳数量和尺寸。为了确保连续运行，逆变器、充电控制器和电池组的尺寸也应相应调整。所提出的模型使用 COMSOL Multiphysics 环境优化了硅太阳能电池。COMSOL Multiphysics 中的模拟根据设计参数验证了结果，确认结果符合计算值。使用太阳能系统可提高运营效率，同时确保海上活动的长期可持续性。太阳能 ROV 代表着利用可再生能源在几内亚湾和其他地区进行环保、高效的水下勘探迈出了重要一步。
使用 DIFAR 声纳浮标估计水下目标的深度
摘要：在现代反潜战中，有各种方法可以在二维空间中定位潜艇。为了更有效地跟踪和攻击潜艇，目标的深度是一个关键因素。然而，到目前为止，找出潜艇的深度一直很困难。本文提出了一种利用 DIFAR（定向频率分析和记录）声纳浮标信息（例如在 CPA（最近接近点）时或之前的接触方位和目标的多普勒信号）估计潜艇深度的可能解决方案。通过将勾股定理应用于目标和 DIFAR 声纳浮标水听器之间的斜距和水平距离来确定目标的相对深度。斜距是使用多普勒频移和目标的速度计算出来的。水平距离可以通过对两个连续的接触方位和目标的行进距离应用简单的三角函数来获得。仿真结果表明，该算法受仰角影响，仰角由声纳浮标与目标之间的相对深度和水平距离决定，精确测量多普勒频移至关重要。关键词：深度估计，DIFAR（定向频率分析和记录）声纳浮标，水下目标，多普勒效应
使用单束...
摘要 - 在Wobot机器人的定位中，由于电磁波衰减或由于水浊度而导致的光相机，它不能依靠传感器（例如GPS）。声纳对这些问题免疫，因此尽管空间和时间分辨率较低，它们仍被用作水下导航的替代方案。单光声声纳是传感器，其主要输出为距离。与Kalman滤波器（例如Kalman滤波器）结合使用时，这些距离读数可以纠正通过惯性测量单元获得的本地化数据。与多光束成像声纳相比，单光束声纳廉价地集成到水下机器人中。因此，本研究旨在开发使用单光声声和基于压力的深度传感器的低成本定位解决方案，以纠正使用卡尔曼过滤器的静止折线线性定位数据。从实验中，每个自由度的单束声纳能够纠正本地化数据，而无需复杂的数据融合方法。索引术语 - Kalman过滤器，本地化，声纳，内部机器人
水下网络安全加密的量子密钥分发
摘要 — 安全性是水下声学网络的一个重要方面，水下声学网络通常用于关键任务场景，例如沿海监视、快速环境评估和水雷对抗应用。声学信道的广播性质使其容易受到各种攻击，例如欺骗、中间人和干扰。此外，缺乏标准化的密钥分发系统使数据保密性具有挑战性。在本文中，我们研究了量子密钥分发 (QKD) 在水下网络中的使用，以确保通信的保密性和完整性。虽然在陆地领域，一次性密码本协议（要求密钥长度等于消息长度）的使用受到 QKD 速率低于无线电传输比特率的限制，但在水下领域，声学信道的有限带宽使 QKD 也成为一次性密码本协议的有效方法。该系统通过模拟器和现场测试进行了测试：结果表明，QKD 可以成为保护水下声学网络的有效系统。
NEREUS HYBRID水下机器人车辆
Nereus车辆将使科学家能够探索海洋的偏远地区，例如在极地冰盖和深沟下，深度为10 972m（36 000英尺）。技术限制阻止了常规，对这些远程区域的经济有效访问，而最后的4500m海洋仍然在很大程度上尚未探索。深度潜水的新解决方案。Nereus Hybrid远程操作的车辆（HROV）是为单个系统探索和研究需求而设计的。它可以用作海底调查的自动驾驶汽车，也可以在束缚/ROV模式下以样品或深海动物的方式操作。在单个巡航部署期间，HROV NEREUS在其两种操作模式之间进行了hrov nereus转换。NEREUS的海上试验于2007年11月在2500m的夏威夷群岛进行。此处报告了车辆的概述及其初步试验的结果。
异质自主水下航行器的合作声学导航方案
（UUV）。UUV 家族有两个独立的分支：遥控机器人 (ROV) 和自主水下机器人 (AUV)。每个分支都有其优点和局限性，以及特定的任务。AUV 和 ROV 之间的区别在于 AUV 采用“智能”，例如传感和自动决策。它们的“头脑”中预定义了操作计划，使它们能够自主执行任务。ROV 由人类在系绳（电缆、光纤等）基础上的通信链路的帮助下进行远程控制。然而，将 AUV 技术应用于 ROV（将其转变为“智能”ROV）正在减少这两个分支之间的差异。书名中原本就有“智能”二字，我觉得这个名字很贴切地揭示了UUV的发展趋势。所以，AUV是本书大部分文章的主题。
用于使用自主水下航行器进行海底战争的数据融合架构
IV. 候选架构 ................................................................................................49 A. 功能分析 ..............................................................................................49 1. 行为分配 ..............................................................................................49 2. 功能需求 ..............................................................................................51 B. 架构综合 ..............................................................................................55 1. 功能架构 ..............................................................................................55 2. 输入 / 输出数据 ......................................................................................64 3. 物理架构 .............................................................................................66 4. 接口定义 .............................................................................................75 C. 性能特性 .............................................................................................78 1. 马尔可夫链 .............................................................................................79 2. 建模范式 .............................................................................................79 3. 仿真分析 .............................................................................................81