船舶也可自动驾驶？怎么走？何时转向？海洋探测“指挥家”帮您安排( 二 ) 作者：尉佳

顾名思义，实时计算就是导航系统对船舶与设备的当前坐标、速度、时间进行实时存储并计算，确定船舶相对于上一个计算点前进了多少距离，用了多少时间，速度变化是多少。这需要导航系统具有超强的计算能力与判断能力，时间误差精度控制在毫秒级，距离误差精度控制在亚米级。

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图中橙红色部分为水鸟，通过卡环固定在地震电缆上，利用线圈感应与地震电缆通信，它的作用是通过改变“翅膀”的角度以实现深度的变化，从而带动电缆实现升降（供图/尉佳）
除了实时计算前进距离的功能外，结合控制水鸟、定位尾标以及其他多道地震勘探的重要附件，导航系统能够实时计算出拖带电缆偏移测线的角度（专业术语为羽角），电缆在水中的方向与姿态，电缆的沉放深度以及各个控制附件距离船体的距离。

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图为青岛海洋地质研究所自主研发的多用途水面自主测量平台，平台可按照预先规划的路径，自主开展海底地形地貌、浅部地层结构、重磁场以及海流等探测任务，获取有人船舶难以测量区域的数据(供图/尉佳)
导航控制系统能够全方位全自动地控制整个调查仪器的状态，使得实验室中的科考队员随时掌握仪器动态，及时判断工作开展的程度与质量，确保整个工程高质量、高效率以及高精度的圆满完成。
自动识别系统——让定位监控更机敏
大家见惯了城市道路中的车水马龙，其实在海洋勘探工作区域中，尤其是近海区域，船舶的穿梭也很忙碌。与陆上车辆不同的是，船舶的体积与质量通常远远大于陆上的车辆，所以船舶在海上的安全制动距离要比陆地上汽车的制动距离大得多。

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导航控制系统可以显示调查船周围的渔船(圆形为调查船)(供图/尉佳)
导航控制系统利用船舶自动识别系统发出的信号，清楚地定位出几十海里范围内的所有船只，之后根据船舶的速度、航行方向、相聚距离，实时计算出周围船舶是否处于安全范围。当船舶进入风险范围后，导航控制系统能够主动提示船舶驾驶人员，提前做出高频喊话、主动避让，同时科考人员能及时判断危险程度，提前做好设备的开关以及数据的保存。
通常情况下，大型船舶能够及时沟通与避让，最让科考队员们头疼的是“星云密布”的渔船。渔船、渔网等障碍物时常会影响到海洋科考任务，在无法通过的区域，科考船只好改变计划，偏离测线，这也给科学考察工作增加了时间成本。
自动化航行新图景——协同作业

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多用途水面自主测量平台可与母船协同作业，提高母船作业效率，是一种智能化程度高、安全高效的技术手段(供图/尉佳)

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科研人员在甲板上调试多用途水面自主测量平台(供图/尉佳)
现阶段，国内外已经开发出双船作业，主船利用声学装置，通过导航控制系统的设计规划、实时计算、同步传输等功能，控制副船进行联合协同海洋探测。随着船舶自动化航行技术的提升，导航控制系统的精度能够联合多只无人船、无人机乃至无人潜器协同作业，构建“一主多副”的走航式海洋探测平台集群，实现全方位、多角度、多手段以及多深度的联合协同作业方式。