无人水面舰艇

无人水面舰艇或USV像船一样在海洋表面漫游，收集海洋学和大气数据，但没有人在船上。海上或岸上的操作员可以远程控制USV或对其进行编程，以执行预先计划的任务，并以最少的实时人力输入做出决策。

Saildrone 无人水面舰艇 （USV） 主要由风能和太阳能提供动力，能够在恶劣和偏远的环境中长时间运行，从三个月到一年不等，只需最少的监督，实时收集和传输海洋和大气数据到岸上。目前的三种Saildrone USV型号的长度从7到22米（23到72英尺）不等，具有不同的有效载荷和能力。NOAA在北极，太平洋，大西洋和南大洋使用Saildrone USV来跟踪鱼类和哺乳动物，测量海洋酸化和二氧化碳，绘制海底地图，并从飓风内部观察海洋和大气相互作用。图片由Saildrone提供。 下载最大版本 （460 KB）。

它们是如何工作的？

USV没有单一的设计。USV可以在商业上“现成”购买或定制。它可能类似于摩托艇、帆船、宇宙飞船、冲浪板，甚至是大型浴缸玩具。最终，它的形式和其他特征将取决于它的功能。它需要做什么？它需要去哪里？完成工作需要多长时间？这些问题的答案以及更多内容将有助于确定其传感器有效载荷和功率、尺寸和推进类型。今天，许多USV及其携带的系统由风能，太阳，海浪和/或其他形式的可再生能源提供动力。

USV通常从船上或码头部署，有些甚至有自己的部署系统。他们可以单独使用一艘船，也可以与其他USV一起操作。或者，他们可以与自主水下航行器（AUV）和遥控飞行器（ROV）合作，收集相关数据并为海底同行提供导航支持，指示和通信链路，以实现实时通信，监控和数据共享。有些甚至用作其他无人系统的移动对接、数据传输和充电站。

DriX是一艘7.7米长（25英尺长）的潜艇形无人水面舰艇（USV）。DriX是柴油动力的，能够进行远程控制和监督自主操作。可定制的DriX可以携带多种传感器，并可以与水下航行器配对，通过声学调制解调器跟踪和引导它们。NOAA已经测试了DriX作为与NOAA船托马斯杰斐逊一起的附加测绘平台，并支持使用DriX绘制Papahānaumokuākea海洋国家纪念碑的近岸海底，并与鹦鹉螺号勘探船的深水测绘作业相结合。图片由海洋探索信托基金提供。 下载最大版本 （360 KB）。

接下来会发生什么？

除了通信和导航仪器外，USV还可以配备许多与船舶，AUV和ROV相同的传感器。传感器收集有关海洋表面以上和以下环境的数据，通常通过卫星实时发送到船舶和/或岸上。海洋学数据包括测深、水温、盐度、溶解氧、洋流、波高和周期以及声音。大气数据包括气温、风速和风向、大气压力和湿度。USV还可以携带相机来捕获视频和静止图像以及收集水样的系统。

C-Workers是一系列无人水面舰艇（USV），用于具有不同自主性的各种应用。这里显示的USV是定制的C-Worker 4，是C-Workers中最小的。这艘4.2米（14英尺）的柴油动力浅水USV配备了标准的测绘设备。NOAA已将其从NOAA船上部署，以绘制阿拉斯加北极海床的部分地图，并从岸上绘制桑德贝国家海洋保护区湖床的部分地图，同时还在寻找沉船。图片由NOAA海岸调查办公室提供。 下载最大版本 （1.2 MB）。

为什么它们很重要？

鉴于其灵活性，USV的传感器有效载荷可以配置为同时满足多个目标。一般来说，USV收集的数据有助于科学知识，资源管理和保护，海上安全，气候监测，天气预报，应急响应，国土安全，海上能源和电信行业等。更具体地说，USV用于绘制海底，水柱和海洋栖息地;开展海洋哺乳动物和渔业种群评估;监测水和空气质量;改进栖息地适宜性、飓风预报和风暴潮模型;定位海洋遗产资源;并检测海洋垃圾、漏油、有害物质和非法活动。

USV也开始用于数据收集以外的目的，包括作为货“船”和客运渡轮。

USV正迅速成为海洋科学工具箱中最受欢迎的工具，其能力正在迅速提高。一般来说，USV比传统的舰载作业更有效率。它们更便宜，更环保，更安全（因为人们不必出海）。此外，它们可以访问偏远和危险的地方，推进AUV和ROV操作，并且几乎可以从任何地方部署。而且，由可再生能源驱动的USV可以长时间运行。尽管如此，USV不会取代船只，人员，AUV或ROV。相反，它们将与它们一起使用，平衡每个的优势和劣势，以增加数据收集的范围、规模和速度。

波浪滑翔机使用波浪能进行推进，使用太阳能为其电子系统和传感器充电，使它们能够行驶数百英里并运行长达一年。每个波浪滑翔机由一个连接到海底单元的表面浮子组成，该浮子控制沿编程或遥控路径的速度和方向。NOAA使用波浪滑翔机研究Papahānaumokuākea海洋国家保护区的座头鲸，阿拉斯加威廉王子湾的冰川融化以及北极的环境变化，并为天气预报提供信息。图片由NOAA太平洋海洋环境实验室提供。 下载最大版本 （3.3 MB）。

30 年 2022 月 400 日，五月花号自主船（在海试期间看到这里）从英国普利茅斯穿越大西洋抵达马萨诸塞州普利茅斯，沿途收集科学数据。NOAA的科学家为其旅程的成功做出了贡献，类似于15年前朝圣者所经历的旅程。这艘无人水面舰艇长49米（50英尺），是由人工智能“船长”驾驶的穿越大西洋的最大水面舰艇。五月花号自主船由太阳能驱动的混合动力电动机提供动力，并装有 126 多个传感器，旨在帮助保护海洋的未来。图片由 IBM 提供。 下载最大版本 （<> KB）。