导航制导与传感技术领域若干问题的思考

发表时间:2021/6/17   来源:《科学与技术》2021年第29卷6期   作者:温向华
[导读] 导航制导与传感技术是自动化学科中的重要部分,这一技术的开发研究与国家安全和国民经济发展密切相关
        温向华
        国营长虹机械厂    广西桂林市  541002  
        摘要:导航制导与传感技术是自动化学科中的重要部分,这一技术的开发研究与国家安全和国民经济发展密切相关。本文主要对目前导航制导与传感技术领域的发展进行探讨,并对学科中存在的若干问题展开思考。
        关键词:导航制导;传感技术;飞行器控制
        导航制导与传感技术在航天军事领域极其重要,该技术涉及到的领域众多,例如光学、机械、计算机等都与这一技术密切相关。随着科技的发展,对这一技术的需求也越来越多,例如我国民用导航与位置服务领域,市场需求较大,仅在2015年,导航产业估值高达数千亿元。作为一门交叉学科,其发展的重要性关乎到国家安危,本文梳理了近年来技术领域发展的问题,以推动导航制导与传感技术学科的快速发展。
一、研究现状及研究目标
        从国家层面来讲,导航制导与传感技术在航天,领空,海疆等领域都极为重要,这类技术在交通运输,精密制造,遥感测量等民用领域也发挥着重要作用,为社会带来了巨大的经济效益。随着国民经济的飞速发展,对这类技术的需求越来越高,无论是国防还是民用领域每年都耗费大量的资金进行研发。目前,一些发达国家对这类技术有较大优势,对我国也进行了长时间的技术封锁,近年来虽然我国在导航制导与传感技术领域取得一定进展,但与国外发达技术相比仍存在较大差距[1]。
(一)研发规较小,投入资金不足
        我国大多数研究团队都面临着经费不足的困扰,这项技术研发周期长,需要投入较多资金。研究该技术需要一定的门槛,高等学校开设这类专业经验不足,缺乏理论知识职称,学科建设处于弱势。
(二)部分理论与实际结果存在脱节
        目前对导航制导与传感技术研究上过于偏向理论研究,忽视了工程的约束和要求,存在碎片化现象。部分高效过于追求论文和引用的科研评估体系,导致缺乏创新。总体而言,这门学科应该更注重于实践,把解决工程中的实际问题作为检验理论的标准,鼓励工作者理论与实践相结合应用[2]。
(三)现有的导航研发技术不足
        由于技术垄断的影响,目前我国导航制导与传感技术很难在航天领域发挥重要作用,尤其是空间站建设、探月工程等都需要依赖这一技术。这些项目工程量较大,且存在较多未知性,给控制技术带来重大挑战。例如在导航领域,国外无缝导航精确度较高,可达到分米级别,但是我国国内仍存在较大差距。分离地研究导航制导技术与传感技术研究成果较多,导航制导一体化建设研究存在不足。
        总而言之,我国在航天载人工程、高分辨率观察系统、机器人、导航与位置服务等领域都需要依赖这一技术。我们应该充分认识到实践的重要性,不能将论文作为唯一评判标准,将理论与仿真实验相结合,逐步进化推导方法。
二、若干重点研究领域和研究方向
        (一)、深空深海复杂运动体的自主导航与控制
        研究目标与内涵:深空深海工作环境测控手段有限,且容易受到外界影响,工作中有极大的未执行,对自主性有较高的要求。这项运动体本身体积较大,对续航,精度,密度等有较高要求,且缺乏参照信息。所以,要实现这类运动体的自主导航控制,对科研工作者而言是一项巨大挑战。深空探测器在探测过程中处于未知环境,所以需要利用自主导航技术进行工作,研究开展较难[3]。
        研究需求与研究现状:深空探测器工作环境比较复杂,且飞行时间更长,难以依赖地面进行控制,所以精确度和可靠性一直是难以解决的问题。为了满足这一需求,需要大力开发自主导航技术,海洋问题一直是战略问题,我国在深海勘测方面长期处于劣势,一些发达国家长时间的技术封锁对我国领海安全构成了严重威胁。所以目前需要打破这一僵局,发展导航与传感技术极其重要。


        (二)开放和拒止环境下无缝定位导航技术及应用
        研究目标与研究现状:针对城市中实行的自动驾驶技术和人员定位导航的应用需求,结合大数据以及互联网技术的最新发展,现如今已经逐步进入物联网时代,大部分车辆现在都配备自动驾驶技术,不仅为人们带来了便利,也是科技的一种进步。这些现代化技术提高了人们的生活质量,加速了城市经济建设,在医疗,教育等行业也取得了巨大优势。例如自动机器人在驾驶过程中能捕捉人员移动的未知和速度等信息,通过大数据处理能做出刹车、急停等动作,从而实现自动驾驶,这也是未来的一大研究趋势。目前,车辆定位主要通过卫星导航,但是在停车场或者隧道内,信号容易受到干扰,无法提供精确定位,近年来逐渐实现了WiFi导航和仿生导航等新手段,虽取得了一定进展,但是仍不能满足全面化需求。
        研究意义与应用前景:现如今自动驾驶技术都融合了多种定为手段,已经能解决大部分在城市道路中遇到的问题,这也是我国科学家日日夜夜的研究成果。随着新型传感技术的出现,通过云端和终端交互式协同做为定位手段,提高了定位精确度,让我国自动驾驶技术更上一层楼[4]。
三、人才培养与国际合作方面的建议
        国内导航制导与传感技术领域与发达国家仍存在一定差距,缺乏实践,理论与实际应用存在严重脱节。在这条道路上有许多困难需要克服,为了缩小与发达国家的差距,应该不断自主创新,研发新技术,打破技术壁垒。虽然这一领域技术保密性较强,存在一定的技术封锁,应该加大对人才的培养,加强国际之间的交流合作。可适当引进国外高端人才,加强基础建设,重视知识产权保护。
        对于人才培养一定要提高人才待遇,这一技术学科属于交叉性学科,对人才的依赖程度较强,各大高校需要打造专业化团队,高校间可实行联合培养计划,加强创新群体建设。相关部门应该根据人才发展特点,调整人才评价体系,保证该科学领域中的优秀人才能获得优良待遇。国家应该加强对青年人才队伍的自主,培养更多的年轻专家,重视国外人才引进,让专业型人才更为丰富,促进人才在单位间的流动,这样才能带动整个团队的发展。
        在国际合作方面应该扩展交流合作模式,从多层次多渠道角度出发,促进技术交流。可以从以下几方面入手:第一,鼓励开展学术交流和国际会议,让我国优秀人才有更多锻炼学习的机会,找到自身的不足之处,这样才能更好进行改进。第二,鼓励开展双边交流和项目合作,不仅需要引进人才,还需要与发达国家进行技术沟通,学习先进技术。充分利用国际先进水平推动我国导航制导与传感技术的发展应用。
        结束语
        导航制导与传感技术在民用领域和航天领域都有重要作用,这项技术的发展也受到了全世界的广泛关注。这项技术长期以来受到严重的技术封锁,我国急需打破这一现状,开展自主创新。促进导航制导与传感技术的发展,提高我国在国际上的竞争力,同时应该加大相关交叉学科领域的交流合作。国家应该大力培养相关人才,提高人才待遇,重视理论与实践相结合,才能取得更大突破。重视研究成果,努力打破技术壁垒,提高自主创新力度,
        参考文献:
        [1]范晋祥, 刘嘉. 精确制导自动目标识别智能化的挑战与思考[J]. 航空兵器, 2019, v.26;No.309(01):34-42.
        [2]王学萍. 当代高炉炼铁技术若干问题的探索与思考[J]. 甘肃科技, 2020, v.36(05):56-57.
        [3]沈清华、孙雨、邓神宝、王进科、邓理思. 新形势下流域新型基础测绘若干问题的思考[J]. 水利规划与设计, 2020, No.203(09):95-97+107+142.
        [4]郭雷, 房建成. 导航制导与传感技术研究领域若干问题的思考与展望[J]. 中国科学:信息科学, 2017, 047(009):P.1198-1208.
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