水下地形匹配輔助導航技術研究

鄒煒孫玉臣

（1.海裝西安局某代表室西安710000）（2.海軍工程大學武漢430033）

水下地形匹配輔助導航技術研究

鄒煒1孫玉臣2

（1.海裝西安局某代表室西安710000）（2.海軍工程大學武漢430033）

在簡要介紹水下地形匹配輔助導航基本概念基礎上，從地形匹配輔助導航算法、水下數字地圖技術、水下地形匹配導航系統構成及試驗等不同方面，詳細介紹了水下地形匹配輔助導航所涉及的主要問題及研究進展，可為相關研究領域提供參考。

地形匹配；自主導航；數字地圖；水下導航；輔助導航

Class NumberU674.941

1 水下地形匹配輔助導航的基本情況

1.1 水下自主導航的主要現狀

水面艦船、潛艇、自主攻擊性UUV等航行器遠程精確自主導航定位是海軍裝備建設發展急需解決的重點和難點問題之一。慣性導航系統具有較好的自主性、實時性和準確性，是水下潛器自主導航系統的必要設備，但慣性導航系統的導航誤差隨時間而累積，必須定期用外部信息對其進行校準。目前多采用天文導航信息、無線電導航信息和衛星導航信息來校準慣導，無線電導航和衛星導航在戰時極易受電磁干擾而失去作用，使用上存在隱患。接收外部信息對于水面航行艦船來說較容易實現，但對于水下航行的潛艇及水下UUV來說，接收外部校準信息，需浮出或接近水面，這勢必影響其隱蔽性，且浪費航程［1］。因此在各類平臺及水中兵器等潛器的軍事應用中，實現完全自主遠程精確導航定位是至關重要的，也是各國海軍努力的方向。

地球磁場、重力場和地形場是良好的輔助導航信息源，其中陸地地形匹配輔助導航技術經過30多年的發展，已趨于成熟并成功運用于飛行器導航中［2］。目前，國外正大力將地形匹配技術推廣應用于艦船、潛艇和其它水下航行器，早在1997年出爐的“2000-2035美國海軍技術”發展戰略研究中，就提出了“要在2005年將水下航行器的導航精度比2000年提高10倍”的目標，并明確指出要完成這一任務主要依靠采用地形匹配技術，由此可以看出這一技術的重要性。

1.2 水下地形匹配導航的基本概念

水下地形匹配導航是一種具有自主性和隱蔽性的水下無源輔助導航定位方法。其原理框圖見圖1。

該方法首先對潛器任務海域的水下地形進行勘測，并依據測繪標準構建該海域的水下三維基準數字地形圖數據庫。在潛器執行任務時，利用傳感器獲得潛器所在位置的海底地形信息，并與數據庫中的基準數字地形圖進行比對，經過連續測量和合適的算法匹配，最終確定潛器的準確位置信息。將該匹配位置信息與慣導信息進行融合處理，可以較好修正由于陀螺等傳感器漂移及數據外推產生的定位誤差，輔助慣性導航系統完成水下自主遠程精確導航定位［3］。因此地形匹配導航一般不作為獨立的導航系統使用，而是作為慣性導航系統的輔助系統使用。水下地形匹配導航方法可有效減少潛器的導航定位誤差，提高潛器的生存能力，理論上講，該方法與水下潛器的航行時間和航行距離沒有關系，可以保證潛器在長時間水下隱蔽航行之后，仍準確地到達任務部署水域，順利完成作戰任務的要求。

1.3 水下地形匹配導航主要涉及領域及研究方向

水下地形匹配輔助導航是一項復雜的系統工程，涉及諸多技術領域的發展和配合，其關鍵技術涉及了海洋測繪、導航控制、計算機視覺與圖像圖形處理等領域。由于水下環境較陸地環境更加復雜，水下地形匹配相關設備的研制和試驗進行也相對困難，因此其應用所涉及的主要問題與陸上地形匹配輔助導航有所差別。

從目前的研究情況看，水下地形匹配導航的主要研究方向包括：水下地形測量和基準水下數字地形圖的制作；水下地形匹配方法、匹配準則和匹配算法的研究；水下地形特征分析和數字地圖分辨率的定性、定量分析；水下地形匹配導航航路規劃技術；水下潛器慣導解算算法、初始對準和誤差補償方法等多方面內容。其中，基準水下數字地圖的制作和水下地形匹配算法的分析是該應用研究的基礎，而水下地形分析、航路規劃和潛器慣導解算及誤差補償是成功實現高精度水下地形匹配導航的保證。

2 地形匹配輔助導航算法

水下地形輔助導航的關鍵技術之一就是地形匹配算法。目前，國內對地形匹配算法方面的研究較廣泛，發表的文章也較多。綜合來看，根據水下地形數據使用方式的不同，地形匹配算法可分為地形高度匹配（Terrain Elevation Matching，TEM）技術和區域景象相關匹配（Scene Matching Area Correla?tor，SMAC）技術兩大類。SMAC技術具有較高的定位精度，但它對設備和地形數據要求高，所以主要用于高精度制導武器的末端制導。而TEM技術的定位精度雖然不如SMAC，但它對設備和數據的要求相對較低，且不易受外界環境變化的影響，應用較廣。由于水下地形圖像信息的實時獲取困難，因此多使用TEM技術。

在TEM技術中，依據估計準則的不同，又可以將現有的地形匹配算法分為三種：地形相關匹配算法，基于擴展卡爾曼濾波的匹配算法和基于直接概率準則的匹配算法［4］。

2.1 地形相關匹配算法

地形相關匹配算法是地形輪廓匹配（Terrain Contour Matching，TERCOM）系統的核心算法，其基本原理是：當潛器經過設定航線上某些特定地形區域時，通過測深聲納、壓力傳感器等測量設備，獲得沿航線的海底地形高程數據，將實測數據與存儲設備中的基準數據進行相關度計算，依據最佳匹配算法確定潛器的地理位置。由于地形相關匹配方法是基于最小二乘估計理論，在估計過程中沒有考慮被估參數和觀測數據的統計特性，因此不是最優估計方法。

2.2 基于擴展卡爾曼濾波的匹配算法

基于擴展卡爾曼濾波（Extended Kalman Filter，EKF）的匹配算法是構建桑迪亞慣性地形輔助導航（Sandia Inertial Terrain Aided Navigation，SITAN）系統的主要理論依據。其原理是：當潛器在設定航路上航行時，首先由慣導系統提供基準位置信息，通過存儲器內基準數字地圖指示的地形特征，獲得測量的預測值。然后將實際測量值與預測值的差值和數字地圖上對應區域的斜率值通過卡爾曼濾波器進行處理，得到慣導系統狀態誤差的估計值。最后使用估計值對慣導參數進行修正，得到更準確的潛器導航信息。該算法通過卡爾曼濾波原理把慣導數據與測量數據結合起來進行連續的迭代處理，達到對慣導系統實時修正的目的。但該算法存在地形線性化處理的問題，所以會不可避免的引入誤差。

2.3 基于直接概率準則的匹配算法

基于直接概率準則的匹配算法首先是由New?ton Johnson和Wang Tang在1990年提出，其后Enns R、Morrell D和Niclas B也分別對該算法進行了改進和完善［5-6］。其中基于粒子濾波（Particle fil?ter，PF）的匹配算法就是一種改進算法。該算法以貝葉斯估計、馬爾科夫過程和蒙特卡洛理論為基礎，將系統狀態濾波估計轉化為計算基于可得信息當前狀態的條件概率密度分布，并將后驗概率密度分布用許多包含系統狀態和權值的粒子表示，用粒子群的分布變化近似概率的遞推過程，從而實現對系統狀態的連續估計。基于直接概率準則的匹配算法不但可以解決非線性問題，還能解決非高斯條件下的問題，是一種全局最優濾波算法。雖然目前還沒有該算法實際應用的報道，但許多仿真結果證明了這種算法優于前兩者。

2.4 國內外研究現狀

國外對匹配算法的研究比較傾向于基于擴展卡爾曼濾波和基于直接概率準則的匹配方法。包括Lucido L和Opderbecke J等在1996年國際圖像處理年會上提出的多尺度組合算法［7］、Karlsson R和Gustafsson F在2003年IEEE國際統計信號處理會議上提出的粒子濾波改進算法［8］、Nygren I和Jansson M在2004年海洋工程年會上提出的地形互相關算法［9］等。瑞典皇家科學院信號處理實驗室的Yingrong Xie在其2005年的碩士論文中詳細地討論了幾種水下地形匹配算法，并通過真實海底地圖進行了仿真，得到了各種算法的特性。

國內在地形匹配算法研究方面，以哈爾濱工業大學、西北工業大學和海軍工程大學為主對常用的TERCOM、SITAN和基于直接概率準則的匹配方法進行了水下地形匹配模型的仿真，并分析了幾種主要算法的特點，提出了具體的改進方法［2～3，8］。邊少鋒、鄭彤等將常用于地磁匹配的ICCP匹配算法運用到海底地形匹配輔助導航中，也取得了理想的匹配效果［6］。徐遵義用Hausdorff距離作為水深實時測量曲線與海底地形圖水深曲線之間的度量函數，提高了匹配的精度［7］。目前在該方向的研究國內外仍在火熱進行中，新算法和各類改進仍在不斷出現［10］。

3 水下數字地圖技術

正如飛機、導彈等空中平臺的地形匹配導航系統需配備基準陸地數字地圖一樣，要進行水下地形匹配導航的水下平臺也需要相應的水下基準數字地圖。從水下地形匹配導航應用角度看，水下數字地圖關鍵技術主要包括地圖數據格式與表征、水下地形圖的測繪、地形數據分析、基準地形圖的制作與可視化等。由于地理信息系統方面的研究比較成熟，大地測量技術也比較發達，這里僅簡要說明水下數字地圖所涉及的難點問題。

3.1 水下地形圖關鍵技術

從描述水下環境的地圖數據格式上來說，數字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）具有便于存儲、更新、傳播和計算機自動處理以及多比例尺特性，特別適合各種定量分析與三維建模的顯著特點，廣泛應用于地學、測繪、遙感、工程計算、環境規劃等許多領域，在軍事上，特別是空中平臺的導航上也有重要的應用。因此從目前的研究結果看，采用數字高程模型作為表征水下地形的基本模型用于水下地形匹配導航是合適的嘗試。

由于水下環境與空中環境差異巨大，水下地形測量面臨著許多難題。如受測深聲納波束寬度、工作頻率、信息率等海洋測量手段和海洋環境的限制，海底地形測量的精度和準確度難以達到較高水平。數字地圖的分辨率是表征數字地圖表達地形精細程度的重要參數，也是直接影響地形匹配精度的重要因素。經仿真研究表明［11］，分辨率很小時，信噪比小，計算量大，耗時長；分辨率很大時，匹配誤差均值下限隨之線性增加，因此地圖分辨率太小或者太大都不會得到較高的匹配精度。如何確定基準地形圖的分辨率本身就是值得研究的重要問題。特別是誤差籃子、匹配網格數等參數都與分辨率和匹配精度相關，要明確的選定分辨率等參數，除了綜合考慮上述各方面因素之外，還要根據任務的要求，再加上試驗與計算反復分析確定。即使對于同一幅數字地圖，水下平臺在不同的測量采樣間隔和航行速度下，數據的匹配性能也會不同。

在地圖分析技術已有效解決匹配區選擇的條件下，匹配區面積大小和相鄰匹配區間距的確定也是應用中的難點之一。圖幅的大小可以從絕對大小和相對大小兩種角度來理解。絕對大小是指地圖實際代表的地理區域的面積大小，一幅用于水下地形匹配輔助導航的數字地圖的絕對大小，要保證水下潛器在慣導系統存在誤差的情況下，從潛器開始匹配到結束的全過程都能夠使潛器處于地圖覆蓋的區域之中。而相對大小是指含有數量上足夠多、范圍足夠廣的網格，以保證完全覆蓋匹配算法所需要搜索的全部網格區域。由于匹配區的地圖不可能無限大，因此這里所說的保證覆蓋應理解為以一個較高的概率覆蓋，這一覆蓋概率還有待進一步研究。同時，相鄰匹配區域的間隔大小應保證潛器在慣導系統的作用下能夠可靠進入匹配區。而該分析與航路規劃又是密切聯系的。

此外，由于受到洋流等因素影響，水下平臺的運動和姿態的穩定性遠不如空中平臺，如何消弭因為姿態的不穩定而造成的測量誤差，保證測量精度和實際導航應用均值得深入探討。將潮汐周期隨經緯度變化等各種海洋水文信息與海洋地形信息整合到一起，形成有特色的海洋地理信息系統，為各類潛器提供軍事海洋環境信息保障，本身就是一個大的研究方向和工程領域。

從水下地形匹配導航應用來說，進行航路規劃過程需要水下數字地圖的可視化。雖然地形匹配只是一個數據處理的過程，對于計算機而言完全可以在后臺進行，但是不論從實驗研究還是最終應用的角度來說，能夠將水下地形匹配導航的全過程以一種可視化的方式呈現出來，都是非常必要的。目前國內正在研究以現有的電子海圖為基礎，將地形匹配與之對接，使其能在電子海圖上顯示匹配導航的全過程。

3.2 國內外研究情況

海底地形數據庫是進行海底地形匹配導航所需的基本數據源。海底地形圖為海底地形導航提供了基本條件，但要使之適合海底地形匹配導航的需求，還需對其基本數據進行組合優化和數據結構的重新設計。美軍為此已經建立了包含海底地形結構的三維電子海圖的標準。

美國的NIMA（National Imagery and Mapping Agency）機構已建立了一個名叫DBDB0.5的海底地形數據庫，其分辨率達到0.5角分。為配合海軍彈道導彈計劃（Fleet Ballistic Missile，簡稱FBM計劃），美國的NAVOCEANO（NAval OCEAN-graphic Office）也開發出類似DBDB0.5的海底地形數據庫，只是其分辨率更高，并在近期已廣泛應用于彈道導彈水下潛艇（ballistic missile submarines，SSBN）艦隊［12］。

國內在水下地形匹配導航應用的水下數字地圖制作方面研究情況未見詳細報道，但有部分單位對水下數字地圖及其測量技術進行了初步研究，結合匹配算法和測量儀器特性，對地形圖的分辨率要求及地形精度對導航精度的影響等具體關鍵問題進行了研究。在數字地圖制作方面，分別提出了“基于Delaunay三角形的三維數字地圖生成算法”、“基于電子海圖的海底地形生成方法”、“基于多波束和ArcGIS的海底地形數據庫建立”等方法。海軍工程大學還對因特網上公開的部分海域水下地形數據進行了整理，并自主購置儀器設備，塔建了簡易水下地形測量系統，對木蘭湖湖底地形進行了較完整的測量，制作了可以進行原理演示試驗和仿真應用的木蘭湖湖底數字地形圖。

4 水下地形匹配輔助導航的系統構成與試驗

4.1 系統構成和試驗平臺

水下地形匹配輔助導航系統的基本構成包括慣性導航系統、深度傳感器與測深設備、速度傳感器與速度估計、基準水下數字地形圖和地形匹配模塊（見圖1）。在水下地形輔助導航系統中，參考導航系統一般采用慣性導航系統以提供主要的導航信息；水下潛器距海平面的深度由自身攜帶的深度傳感器測量，潛器到海底的深度可以采用聲納測深裝置；匹配模塊主要是采用計算機系統來完成，它內部存儲了預定區域的基準水下數字地形圖，該基準數字地形圖需要事先利用水面艦船或潛器進行測繪并分析得到。

由于直接進行水下潛器的水下地形匹配輔助導航試驗非常困難，因此，在研究初期大多是利用水面艦船進行水下地形匹配導航試驗，即建立一個由水面艦船搭載的試驗平臺，完成水下地形的探測及數字地圖形成和水下地形匹配導航的原理演示及驗證兩項工作。該試驗平臺包含的主要設備有慣性導航系統、測深聲吶、航速測量裝置、導航處理計算機及相關水下地形匹配輔助導航系統軟件，此外還需配備GPS等定位設備，用于指示標準航路和準確位置信息。

在試驗平臺搭建方面，所能查找到的資料中，并沒有詳實的實物搭建實例和具體的軟件程序介紹。多數資料都只是對相關的系統流程框圖和試驗方法進行了簡要介紹和討論。

對于地形匹配導航系統的核心慣性導航系統，可以是平臺慣導系統或者捷聯慣導系統，水下兵器使用的多位捷聯慣導系統，其關鍵技術包括慣性導航解算算法、誤差補償方法及初始對準等。

在導航解算算法方面涉及到的問題眾多，其中平臺導航算法比較成熟，而在捷聯系統中，加速度計是沿載體坐標系安裝的，它只能測量沿載體系方向的比力分量，傳統捷聯解算算法要進行導航解算，需要將載體系中的比力量轉換到導航系下，實現這種轉換的矩陣就是姿態矩陣，根據姿態矩陣的元素可以單值的確定載體的姿態角。由此可見，傳統捷聯算法中的姿態矩陣起到了平臺的作用，因此又稱為“數學平臺”。顯然，姿態矩陣解算的實時性和精度，在很大程度上決定了捷聯系統的解算速度和精度，因此在整個捷聯系統解算中姿態矩陣的實時解算是關鍵算法。

傳統的姿態解算算法有歐拉角法、方向余弦法和四元數法等，其中四元數畢卡算法簡單、計算量小，因而在工程實際中常采用。后續研究人員針對四元數法存在的諸多問題進行了不斷的改進［13］。

在誤差補償方面，對于平臺慣導系統和捷聯系統，線運動對慣性元件的影響基本相同，因此與載體的線運動有關的靜態誤差模型的形式也基本相同，而平臺系統中對靜態誤差的研究已經比較成熟了。對于捷聯系統，由于慣性元件直接固連在載體上，將直接承受載體角運動干擾的影響，因此，與載體角運動有關的那部分動態誤差影響嚴重，對其模型研究十分重要，但對這部分誤差模型的研究目前還不成熟。此外，在捷聯系統中與線運動及角運動有關的隨機干擾均作用于慣性元件上，相比平臺系統而言，捷聯系統的隨機誤差也比較嚴重。因此，解決捷聯慣導系統下的匹配導航問題面臨更大的挑戰。

4.2 國外海上試驗與在水下潛器上的應用研究

由于海底地形和地形輔助導航系統與武器裝備和作戰使用密切相關，各國對這方面的技術細節是保密的，所以國外武器是否裝有水下地形匹配系統還不得而知，但從各種會議期刊和報道中能夠得知各國都很注重這方面技術的研究和試驗，有些國家已經完成了該項技術在AUV上的測試試驗［14］。以下僅簡要列出國內外在該領域的研究和發展情況：

1）瑞典皇家科學院電器工程分院的Ingemar N在讀博期間完成了海底地形匹配試驗平臺的搭建，通過兩次海上試驗結果證明了自己提出的地形相關匹配算法的可行性。

2）美國專利技術局的官方網站上也提供了一種由Sabatino和Anthony E等設計的地形匹配輔助導航系統方案圖，并提供了系統的硬件組成圖。

3）瑞典Link?pings大學電子工程系的Tobias K在其2005年的碩士論文中詳細地討論了用于水下地形輔助導航的匹配算法和試驗平臺的搭建方法，通過湖上試驗，得到了湖底的區域水下地形圖，并利用模型仿真驗證了基于粒子濾波的水下地形匹配算法在輔助導航上應用的可行性。

4）2002年5月到6月，北約組織六家單位進行多次海試，其中挪威KONGSBERG研制的HUGIN潛器就裝備有FFI研制的地形輔助導航設備。該機構網站給出了對該潛器性能的介紹以及在網站上對HUGIN導航系統的結構框圖介紹。

5）瑞典Saab水下航行器系統公司生產的AUV62系列魚雷型水下潛器也具有水下地形匹配輔助導航功能。2003年，瑞典海軍通過潛艇發射該型潛器，并對AUV62的系統進行了測試。為了長時間航行，采用了鋰電池代替鉛酸電池，驅動泵噴推進系統，航速在3節到11節之間。為了達到導航試驗的目的，該AUV配備了齊全的導航設備，其慣性導航測量裝置包括激光陀螺Kearfott T16-B、加速度計、多普勒測速儀，還裝備了GPS接收機和水下相機，并將多波束測深聲納EM7200安裝于潛器前段。該聲納主要用于進行探礦和地形輔助導航，各傳感器間通過局域網總線結構實現信息的互通。測深儀和慣導系統的數據通過總線傳送到PC-104計算機中進行相關運算。其地形匹配算法采用一種非線性地形相關度匹配算法，它的性能優于通常使用的線性匹配算法。盡管該算法不能顯式地給出估計誤差于克拉美羅界的差距，但通過實驗證明，這種方法在大多數情況下都能相當逼近克拉美羅界。

4.3 國內研究進展

海軍工程大學近年來較系統研究水下地形匹配導航的實現方法、總體方案和關鍵技術，進行了基于慣性導航平臺及地形匹配輔助導航的導航定位算法設計，研究了平臺運動補償等提高導航定位精度的具體方法和技術，實現了完整的水下地形匹配輔助導航軟件系統設計和仿真。

在上述工作基礎上，設計了水下地形匹配輔助導航系統總體方案，購置了部分必需設備，搭建了簡易的船載水下地形匹配輔助導航原理試驗系統，在木蘭湖進行了湖底地形測量，進行了數字地圖的制作，并隨后在湖上進行了初步的水下地形匹配導航定位原理驗證試驗，取得了階段性的結果，初步證明了方案的可行性。

5 結語

本文從地形匹配輔助導航算法、水下數字地圖技術、水下地形匹配導航系統構成及試驗等不同方面，介紹了水下地形匹配輔助導航所涉及的主要問題及研究進展，結果表明，目前國外在水下地形匹配技術上投入了很大人力物力進行研究，西方一些國家已經設計出了具備水下地形匹配功能的試驗系統并進行了多次水上試驗，安裝有該系統的小型水下潛器也獲得了技術上的突破。因此，利用地形匹配技術作為輔助導航手段來提高水下運動體導航精度完全可行，它有望成為新一代水下遠程高精度自主導航定位的有效手段。

［1］李臨.海底地形匹配輔助導航技術現狀及發展［J］.艦船電子工程，2008，28（2）：17-19.

［2］劉承香.水下潛器的地形匹配輔助定位技術研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工程大學，2003.

［3］辛廷慧.水下地形輔助導航方法研究［D］.西安：西北工業大學，2004.

［4］馮慶堂.地形匹配新方法及其環境適應性研究［D］.長沙：國防科學技術大學，2004.

［5］諶劍，張靜遠，嚴平.一種基于粒子濾波的水下地形匹配算法研究［J］.海軍工程大學學報，2008，20（6）：107-112.

［6］鄭彤，邊少鋒，王志剛.基于ICCP匹配算法的海底地形匹配輔助導航［J］.海洋測繪，2008，28（2）：21-23.

［7］徐遵義，晏磊，寧書年，等.基于Hausdorff距離的海底地形匹配算法仿真研究［J］.計算機工程，2007，33（9）：7-21.

［8］諶劍.基于粒子濾波的水下地形匹配算法研究［D］.武漢：海軍工程大學，2008.

［9］羅軒.水下地形匹配輔助導航數字地圖技術研究［D］.武漢：海軍工程大學，2009.

［10］張靜遠，諶劍，李恒，等.水下地形輔助導航技術的研究與應用進展［J］.國防科技大學學報，2015，37（3）：128-134.

［11］諶劍，嚴平，張靜遠.基于數字圖像處理的海底三維地形重建方法［J］.計算機仿真，2009，26（10）：90-93.

［12］馬建林，來向華，郭德方.基于多波束和ArcGIS的海底地形數據庫建立［J］.海洋學研究，2005，23（3）：8-13.

［13］劉承香，孫楓，曹潔.SINS/GPS/DVL組合導航系統的容錯研究［J］.中國慣性技術學報，2003，11（6）：11-16.

［14］Bar-Itzhack I Y，Harman R R．In-space Calibration of a Gyro Quadruplet［R］.AIAA-2009-4152，2009.

Summary of Underwater Terrain Matching Aided Navigation Technology

ZOU Wei1SUN Yuchen2
（1.Xi'an Military Representative of Navy Equipment Department，Xi'an710000）（2.Naval University of Engineering，Wuhan430033）

Based on the fundamental concept of underwater terrain matching aided navigation，the main problems and re?search progress on underwater terrain matching aided navigation are introduced in detail，including the aspects of terrain matching aided navigation algorithm，underwater digital map technology，test of underwater terrain matching navigation system，and so on. The results can provide reference for related research field.

terrain matching，autonomous navigation，digital map，underwater navigation，aided navigation

U674.941

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.08.002

2017年2月4日，

2017年3月18日

鄒煒，男，工程師，研究方向：水中兵器裝備技術與管理。孫玉臣，男，碩士研究生，助理工程師，研究方向：水聲換能器技術。