我國有海監(jiān)、海事、漁政、海關(guān)、公安邊防海警部隊(duì)五支執(zhí)法力量，呈現(xiàn)出多頭管理、職能交叉的特點(diǎn)。其中，海監(jiān)的主要職能是依照有關(guān)法律和規(guī)定，對國家管轄海域（包括海岸帶）實(shí)施巡航監(jiān)視，查處侵犯海洋權(quán)益、違法使用海域、損害海洋環(huán)境與資源、破壞海上設(shè)施、擾亂海上秩序等違法違規(guī)行為，并根據(jù)委托或授權(quán)進(jìn)行其他海上執(zhí)法工作；海事局主要負(fù)責(zé)國家水上安全監(jiān)督和防止船舶污染、船舶及海上設(shè)施檢驗(yàn)、海上安全救生等職能；漁政的任務(wù)主要為漁業(yè)保護(hù)和漁業(yè)執(zhí)法；海關(guān)是以緝私為主要任務(wù)；公安邊防海警部隊(duì)的主要任務(wù)是維護(hù)中國管轄海域的治安秩序，也是中國海上執(zhí)法機(jī)構(gòu)中最為準(zhǔn)軍事化的力量，隸屬公安部邊防管理局管轄。相應(yīng)的，這五支執(zhí)法力量均有其直屬的執(zhí)法船艇。
在敏感水域進(jìn)行各種水文、氣象、水下地貌等信息調(diào)查，海洋調(diào)查、海洋測繪、勘測和安防等海上作業(yè)既危險又有不確定性，這時無人系統(tǒng)就派上用場了。實(shí)時數(shù)據(jù)的獲得能力，將為重要海洋調(diào)查工作提供有效的數(shù)據(jù)支撐。目前，無人艇可應(yīng)用于海底地形測量、航道測量、海事搜救等領(lǐng)域。無人艇一般具備極高的航行穩(wěn)定性，可以搭載多種海洋探索設(shè)備進(jìn)行協(xié)同工作。如今國內(nèi)的無人艇可設(shè)定遙控、半自主、全自主三種航行工作模式，能夠在4級海況環(huán)境下正常運(yùn)行。動力方式為油電混合，在純電工作模式下還具備紅外隱身能力。近年來，以無人艇船為代表的智能船舶還在環(huán)境監(jiān)測、區(qū)域巡航等領(lǐng)域頻頻“拋頭露面”，相關(guān)的國內(nèi)外研究成果也是層出不窮。
紅外搜索跟蹤傳感器成為關(guān)鍵設(shè)備
紅外搜索跟蹤系統(tǒng)是多傳感器系統(tǒng)中的一個設(shè)備，可以解決及時探測/跟蹤/分辨低信噪（和雜波）比空中目標(biāo)的技術(shù)難題。紅外搜索跟蹤系統(tǒng)是一種被動紅外跟蹤系統(tǒng)，可通過三角測量法，并結(jié)合激光測距機(jī)獲得距離信息。因此，紅外搜索跟蹤系統(tǒng)可作為戰(zhàn)場決策的工具，但是，它們成本很高，不僅表現(xiàn)在資源方面，而且因?yàn)樗鼈冊谥T如海岸作戰(zhàn)中存在戰(zhàn)術(shù)不確定性和局限。然而，先進(jìn)紅外搜索跟蹤技術(shù)在不斷發(fā)展，包括將其它多個傳感器（如光學(xué)目標(biāo)指示器、雷達(dá)、激光測距機(jī)/指示器以及陸基紅外搜索跟蹤和前視紅外組件）的信息進(jìn)行融合，并結(jié)合可靠的實(shí)時數(shù)據(jù)鏈及決策和導(dǎo)航輔助功能。FLIR 船載紅外成像儀光電系統(tǒng)，專為海事應(yīng)用而設(shè)計(jì)，能適應(yīng)海上各種惡劣天氣，實(shí)現(xiàn)各種觀察搜索和監(jiān)視取證Flir。
在法律法規(guī)層面，相關(guān)的研究工作也已提上議事日程。今年2月，美國、挪威、丹麥等9個IMO成員國向海上安全委員會提交了在無人船領(lǐng)域確定立法范圍的方案。此外，美國、英國等國已啟動無人船的國內(nèi)立法程序。
在國內(nèi)，我國正在全面推進(jìn)的“互聯(lián)網(wǎng)+”“中國制造2025”“智慧交通”等戰(zhàn)略規(guī)劃明確提出了“提高船舶智能化水平，培育智能船舶等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，提升水上交通運(yùn)輸數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平”的發(fā)展方向和工作要求。戰(zhàn)略路徑清晰，我國船舶工業(yè)屆推進(jìn)船舶數(shù)字化、智能化步伐正加速……
無人艇用光電系統(tǒng)的解決方案主推產(chǎn)品： FLIR M系列
光電和紅外現(xiàn)在或多或少地綁定在一起，光電傳感器提供晝間觀察能力，紅外提供晝夜觀察能力，但光電傳感器的觀測范圍更廣。未來我們需要更好的傳感器及傳感器融合技術(shù)和輔助目標(biāo)識別技術(shù)，我們需要分辨率更高、防區(qū)外距離更遠(yuǎn)傳感器，這就要求更大更好的焦平面陣列。
紅外熱成像光電系統(tǒng)
FLIR提供的紅外熱像產(chǎn)品，區(qū)別于普通的熱成像光電系統(tǒng)和光學(xué)設(shè)備，它具有以下特性。
FLIR熱像海事陀螺穩(wěn)像系統(tǒng)；FLIR熱像視頻跟蹤系統(tǒng)；帶有雷達(dá)與視頻聯(lián)動功能；搭配成套船用計(jì)算機(jī)、海事信息處理軟件平臺，且本系統(tǒng)既能實(shí)現(xiàn)自動控制，也能實(shí)現(xiàn)手動控制；FLIR紅外熱像制冷系列觀察10KM ，紅外熱像非制冷系列觀察3KM；FLIR的產(chǎn)品,既能前端控制，也能后端控制，還可設(shè)置控制優(yōu)先級別；既能縱向傳遞信息，也能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息共享；實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域全天候偵察監(jiān)視，及時可靠，形象直觀地獲取海域、低空異常情況等要求。
高端的光電系統(tǒng)與雷達(dá)聯(lián)動實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)目標(biāo)信號與光學(xué)圖像相聯(lián)動的遠(yuǎn)程監(jiān)控，將大大提高目標(biāo)搜索和跟蹤的速度和精度，提高了對海偵察情報效益。由于該系統(tǒng)還可遠(yuǎn)程傳輸和控制，因此可廣泛的應(yīng)用于海上搜救，環(huán)保監(jiān)測等環(huán)境極其惡劣的重要場所。
海軍實(shí)驗(yàn)性態(tài)勢感知系統(tǒng)（SAWS），包括兩個放置在航空母艦艦頭和艦尾的光電紅外傳感器，能提供360°監(jiān)視能力
軍用光電紅外傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢是傳感器融合，多種類型的傳感器融合及建立相對數(shù)據(jù)提供產(chǎn)品的軟件是長遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵。它和傳感器一樣成本高昂，解析更多數(shù)據(jù)需要縮減原始數(shù)據(jù)與實(shí)用信息之間的時間。
方案需求分析
在技術(shù)上無人艇相對于無人機(jī)的技術(shù)難度更大：
海況比空中更復(fù)雜?？罩兄饕紤]空氣動力學(xué)，而無人船面對的則是水，流體不僅要面對推力，更要面對各種涌動。因此，流體的建模非常復(fù)雜，而且現(xiàn)在一直做的都不是特別好，這是目前行業(yè)性的難題。
海上的障礙物更多。無人機(jī)空中飛行的障礙物是相對較少的，而水面行駛則要面臨包括島礁以及其他船只等各種障礙物。
無人機(jī)一般風(fēng)過大時便不能起降了，但無人船則要求承受更大的風(fēng)浪，無人船除了生命保障系統(tǒng)外，其他系統(tǒng)跟有人船的要求都是一樣的。這些都意味著無人船的避障相比無人機(jī)會難更多。
“船在海上的姿態(tài)會有 3 個自由度的運(yùn)動，俯仰、偏航和滾動。所以，控制系統(tǒng)是無人船的核心也是難點(diǎn)?！睆埡２ū硎?。
據(jù)了解，控制的基本過程主要有三步，首先是輸入，通過各種傳感器找到無人船的狀態(tài)，并比較這個狀態(tài)跟理論狀態(tài)有沒有偏差，然后通過設(shè)定的控制規(guī)律修正這個偏差，之后再測量輸入，循環(huán)往復(fù)。張海波介紹其中便涉及到 3 個技術(shù)難點(diǎn)：
問題一，為了更全面地了解無人船周邊的情況，可能會用到各種傳感器，包括雷達(dá)、攝像頭、聲吶等等，但問題就在于如何融合這些傳感器所采集的數(shù)據(jù)。張海波表示，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中這個問題已經(jīng)基本解決了，但到了產(chǎn)品化方面還是有些困難。
問題二，對無人船而言制導(dǎo)也是一個難點(diǎn)，知道了無人船的狀態(tài)，但怎么修正？其實(shí)即使是對于稍微簡單的空氣，由于溫度等因素，人類也是很難做出一個標(biāo)準(zhǔn)方程的，因此需要進(jìn)行大量的風(fēng)洞試驗(yàn)，而流體則更復(fù)雜，需要做類似風(fēng)洞試驗(yàn)的實(shí)地測試。而且，即使是通過了這個試驗(yàn)，其與真實(shí)海況也還是不一樣的。
問題三，如何執(zhí)行制導(dǎo)方案？由于慣性，船制動和倒車的滯后是很長的，如何操作船上的舵之類的設(shè)備也是一個問題。
方案原理分析
光電系統(tǒng)原理
光電系統(tǒng)賦予小型無人艦更多任務(wù)，使它們不僅能伴護(hù)大型戰(zhàn)艦，還能有更多功能。紅外熱像儀旨在提高艦載光電傳感器的能力，大幅增強(qiáng)水面艦的偵察監(jiān)視能力?！贝┩刚趽踹M(jìn)行成像"，力求使水面艦和潛艇乘員能穿過霧、霾、雨、雪的遮擋捕獲到目標(biāo)圖像。
克服天氣障礙——濃霧。霧中的細(xì)小水汽顆粒會讓光發(fā)生散射，會導(dǎo)致乳白化天氣條件，即便是如今最先進(jìn)的光電傳感器也無法穿透它。
光電系統(tǒng)的優(yōu)勢
光電系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。首先，在低角情景下，光電系統(tǒng)不受鏡面效應(yīng)或天線掃掠的影響，能夠很好地解決低角度跟蹤問題。和雷達(dá)相比，光電系統(tǒng)能夠較好地對付慢速運(yùn)動目標(biāo)、雷達(dá)反射截面積小的目標(biāo)和雜波環(huán)境中的目標(biāo)。
美國研制的SeaFLIR 230陀螺穩(wěn)定塔系統(tǒng)，屬于艦載光電系統(tǒng)的一種，可用于執(zhí)行偵察、監(jiān)視和目標(biāo)捕獲、海上搜救、水面搜索、隱蔽作戰(zhàn)、態(tài)勢告警及輔助無人駕駛等任務(wù)。
光電產(chǎn)品方案
FLIR在為世界各地的軍隊(duì)，海岸警衛(wèi)隊(duì)和政府機(jī)構(gòu)建立機(jī)載和海上熱成像儀方面，已有25年的經(jīng)驗(yàn)，且已經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)證實(shí)。 M系列水平/俯仰利用此項(xiàng)功能，重新定義了海上多傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì).
方案產(chǎn)品優(yōu)勢
在M-324CS采用了2倍和4倍電子變焦，并通過13毫米鏡頭擴(kuò)展性能。
該M-324CS可以在超過2英里的范圍檢測小型船只。活動陀螺穩(wěn)定提供穩(wěn)定的圖像，在波濤洶涌的大海上系統(tǒng)提供最先進(jìn)的、遠(yuǎn)距離光學(xué)圖像。
負(fù)載一個可見日光索尼FCBEX1010模塊36倍光學(xué)變焦相機(jī)，光線能力很弱的情況下攝像頭之間可進(jìn)行切換，連續(xù)變焦鏡頭操作比電子變焦操作簡便。
有效的陀螺穩(wěn)定功能
即使在條件惡劣的海洋中，仍能提供穩(wěn)定的影像
這對于完全利用海事系列的遠(yuǎn)距離成像功能至關(guān)重要。
1.無人艇主要用于執(zhí)行危險以及不適于有人船只執(zhí)行的任務(wù)。
一旦配備先進(jìn)的控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和武器系統(tǒng)后，可以執(zhí)行多種戰(zhàn)爭和非戰(zhàn)爭軍事任務(wù)，比如，偵察、搜索、探測和排雷；搜救、導(dǎo)航和水文地理勘察；反潛作戰(zhàn)、反特種作戰(zhàn)以及巡邏、打擊海盜、反恐攻擊等。
2.觀察和識別功能，加強(qiáng)艦載作戰(zhàn)系統(tǒng)的綜合能力，縮短系統(tǒng)反應(yīng)時間。
比如導(dǎo)彈的探測和告警。對于導(dǎo)彈防御而言，已經(jīng)不單單是依靠雷達(dá)的問題，還需要紅外傳感器來改善探測導(dǎo)彈的能力，特別是在對付高速、低雷達(dá)截面目標(biāo)以及由于干擾或不良傳播條件而使雷達(dá)性能退化。
另一種艦載光電系統(tǒng)，法國推出的VIGY OBSERVER多傳感器觀察系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種緊湊型圈景陀螺穩(wěn)定多傳感器觀察系統(tǒng)，適合安裝到巡邏艦等小型船只上。
光電系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域是支援艦載雷達(dá)。當(dāng)雷達(dá)需要靜默的時候，光電系統(tǒng)可以為艦艇防御提供支援。當(dāng)光電系統(tǒng)能夠跟蹤特定目標(biāo)時，艦載雷達(dá)將有更多的時間和能量用于執(zhí)行其他功能。第四個任務(wù)是紅外搜索和跟蹤。在艦艇試圖進(jìn)行“隱身”的特殊情況下，采用紅外搜索和跟蹤這種被動的探測和跟蹤設(shè)備，水面艦艇仍然可以具備一定的對空和對海監(jiān)視能力。
案例1：218B型巡邏艇將成為泉州邊防支隊(duì)最先進(jìn)的近海執(zhí)法巡邏艇
備先進(jìn)的通訊導(dǎo)航設(shè)備、光電取證設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，搭載遙控水炮，能全天候、全方位對海上違法犯罪活動進(jìn)行觀察監(jiān)控。同時，船艇還將配備高速摩托艇、氣脹式救生筏等先進(jìn)裝置，極大提升船艇裝備的火力和在惡劣海況條件下的執(zhí)法執(zhí)勤能力。
案例2：近日，F(xiàn)LIR（Raymarine）和美國海岸警衛(wèi)隊(duì)簽訂了5000萬美元的導(dǎo)航電子設(shè)備合同，以提升美國海岸警衛(wèi)隊(duì)的集成導(dǎo)航系統(tǒng)-2（SINS-2）。作為合同的一部分，F(xiàn)LIR（Raymarine）將為超過2000艘美國海岸警衛(wèi)隊(duì)的船艇提供導(dǎo)航電子設(shè)備，涵蓋從小型船艇到大級別艇的各類船艇。
所供系統(tǒng)包括 FLIR Raymarine多功能導(dǎo)航顯示噐雷達(dá)、聲吶、遙控儀表和自動駕駛儀。這些設(shè)備將采用Raymarine LightHouse操作系統(tǒng)，方便操作、升級，并將包括專門為美國海岸警衛(wèi)隊(duì)研制的先進(jìn)功能。
