所以 , 别再说“海狼”撞山是因为主动声纳没打开啦!
那么 , 除声纳之外 , 为潜艇水下航行导航定位的手段还有哪些呢?
Part.2
在水下航行的潜艇 , 究竟如何导航定位?
大家可能对水面舰船、汽车等的导航定位比较熟悉 , 只要有详尽的海图或地图 , 再有海上航标或公路指示牌等 , 就能安全、便捷地上路并准确到达目标的 。
但是 , 潜艇水下航行 , 既无法看到航行标志、也无法接收GPS信号、更不能有效接收无线电信号 , 甚至连接收指令信息都要求在规定的时限完成 。 特别是核潜艇等执行水下隐蔽航行任务时 , 艇上连过大的声响都不允许发出 。
这种情况下 , 潜艇导航、定位和避碰是如何实现的呢?是不是只有声纳这一种手段呢?
实际上 , 现代潜艇还普遍装备有先进的电子海图系统、惯性导航系统、地磁场定位系统、重力场定位系统和海底地形/图像匹配系统等 。
其中 , 惯性导航系统是确保水下潜艇确定并保持航向的先进导航设备 。 该系统的主要元器件是陀螺仪和加速度计 , 它根据陀螺的输出建立导航坐标系、根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置 。
而且 , 惯性导航系统是自主式导航系统 , 抗干扰性能强 , 既不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量 。 非常适合需要长时间在水下隐蔽航行的潜艇 。
该系统装载在潜艇上 , 通过测量潜艇的加速度 , 自动进行积分运算 , 获得潜艇瞬时速度和瞬时位置数据 , 并显示在导航坐标系中 , 从而得到潜艇航行的航向、速度、偏航角和位置等信息 。
潜艇的航向、速度感知问题经惯性导航系统解决后 , 还要解决好潜艇自身位置、潜艇与水下各种航行障碍物(碍航物)相对位置和与水下其他运动目标之间的位置感知关系 , 建立起全方位的相对运动态势 , 才能有效地避免碰撞 , 确保安全航行 。
此时 , 就需要综合运用地磁场、重力场定位系统和海底地形/图像匹配系统等 , 与声纳系统一道 , 将潜艇自身的位置、航向、航速等信息 , 潜艇周边海洋环境信息 , 不明潜艇、水雷、冰山和海底碍航物等信息 , 通过电子海图系统 , 以综合态势图的形式呈现出来 。 潜艇指挥员据此操纵潜艇规避危险并对敌实施攻击等 。
可以说 , 现代潜艇除了声纳系统外 , 还依靠多种系统相互补充与印证 , 并通过智能化显示技术 , 及时发现碍航物、准确规避各类航行危险 , 确保水下航行的潜艇在既定航向、深度安全航行 。
潜艇航行安全问题一直牵动人心 , 此次“海狼撞山”事件也再度引发了各方对于潜艇航行安全的关注 。 因此 , 正如我国外交部发言人汪文斌所说的 , 只有详细说明事故相关情况 , 才能充分回应各界的关切和疑虑 。
参考文献:
1 。 杜召平等著《国外声呐技术发展综述》 , 载《舰船科学技术》2019.41-1 。
出品:科普中国
【“海狼撞山”,真是因为主动声纳没开吗?】本文首发于中国科普博览
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