协同导航的概念来源于Hermann Haken在1969首次提出的协同学概念，协同是自然界和人类社会的各种事物普遍存在有序、无序的现象，在一定条件下有序和无序之间会相互转化，无序就是混沌，有序就是协同，这是一个普遍规律。协同现象在宇宙间一切领域中都普遍存在，没有协同，人类就不能生存，生产就不能发展，社会就不能前进。在一个系统内，若各种子系统（要素）不能很好协同，甚至互相拆台，这样的系统必然呈现无序状态，发挥不了整体性功能而终致瓦解。相反，若系统中各子系统（要素）能很好配合、协同，多种力量就能集聚成一个总力量，形成大大超越原各自功能总和的新功能。Andrew等于2000年在《战略协同》中形容：“协同就是‘搭便车’，当企业的其他部分可同时、无成本利用另一部分积累资源的时候，协同效应就会发生。”另外，关于协同效应和互补效应，他从资源形态和资产特性的视角进行分析，解释说明了两者异同点，可以简单概括为“协同效应的实现主要是通过使用隐性资产，而互补效应的实现是通过使用可见资源”。2004年，Tim Hindle总结了Andrew和其他人等关于实现企业之间相互协同的方法，提出企业可以通过对资源共享、垂直整合、与供应商谈判、协调策略和其他的方法来实现业务协同。

水下导航不同于陆空导航，陆空导航可利用陆标、无线电、卫星、光学等导航信息源，但是水下导航可利用的信息源就非常少。在水介质下，电磁波传播能量损失较高，导致无线电导航、卫星导航基本无法使用；由于水下环境复杂、光线条件恶劣，可视距离短，光学导航在很大程度上受到了限制，难以利用。惯性导航是一种不依赖于外部信息的自主导航系统，具有隐蔽性好、抗干扰能力强、数据更新率高、短期精度较高、稳定性好等优点，并且能够提供导航需要的参数，较为适合水下导航。但是随着时间的增加，会因系统漂移造成误差积累，从而难以满足远航程的要求。不管是单AUV还是多AUV协同系统，对自身位置的精确估计都是极为重要的环节，尤其是在多AUV协同系统中，有效的任务规划和分配、避障处理、行为控制等所有群决策实现的前提都是AUV的高精度导航定位，因此AUV的导航定位系统必须具有远距离、长时间、高精度的定位能力。只有具有这样的定位能力，才能够有效地实现多AUV协同系统的高度自主化和智能化，以完成精确目标搜索、大范围警戒等复杂任务。此外，精确的定位能力也是多AUV系统安全回收的一个关键技术。随着科技的发展以及海洋战略的提出，仅通过惯导系统将难以满足水下导航高精度和高可靠性的要求，所以需要通过其他方法对导航误差进行修正。

组网AUV协同导航是基于水声通信网络和水声探测网络的多网合作定位形式，可通过水声通信技术，共享各个AUV的自主定位信息以及各个AUV所携带传感器采集到的信息，并将获取到的量测信息进行融合处理，可有效抑制导航过程中随时间推移引起的定位误差，从而提高导航系统的定位精度。协同导航系统的显著优势在于无需配置高精度、高成本的导航传感器，也可实现高精度的定位，以及由多AUV天然冗余性所带来的单AUV无法比拟的可靠性。

组网AUV协同不仅引入了新的导航方式（组网AUV协同导航），也带来了执行任务能力和执行任务效率上的显著优势。多AUV的有机联合可大大提高AUV在未知环境中协同执行目标搜索、地形建模、海洋资源开发等任务的能力。随着海洋工程任务越来越复杂，组网AUV协同作业已成为当前海洋工程和军事海洋领域的热点问题。对于大范围的复杂海洋观测、监测任务，单个AUV需要花费大量的时间，作业效率低。例如，2014年，利用“蓝鳍金枪鱼”（Bluefin-21）搜索失踪航班MH370过程中，搜索宽度约200 m，单次下潜6 h，仅能搜索约5 km的距离，搜索范围十分有限。多AUV的协同观测，可以扩展单AUV平台的感知范围，提高执行任务的效率，在国际上得到广泛重视。由多个AUV携带观测传感器组成“组网AUV水下协同观测系统”如图5-1所示，可实现对较深水域的大范围移动观测，可更快地覆盖目标区域，减少使用母船的成本，减少定位、通信的成本和复杂度，当使用多个专用的航行器时还可以降低整个系统的成本。协同合作系统不仅可以令各个平台分工合作节省整体运作时间，还可以建立一个庞大的容错系统，增加系统的稳固性。当某些航行器遭遇突发原因丧失独立导航能力时，可以通过协同导航在一定程度上恢复这些航行器的导航定位能力。(www.daowen.com)

图5-1　组网AUV水下协同观测系统

组网是一个跨学科的概念，组网AUV的概念最初来源于多学科交叉而成的多AUV系统，多AUV是在单AUV的基础上发展起来的，组网AUV研究的核心问题之一就是如何在现有AUV的基础上，通过多AUV的协同来执行大型或者复杂的任务，组网AUV在综合能力、工作效率、并发操作等方面都具有单机器人所无法比拟的优势。组网AUV协同最基本的要求就是各个AUV之间的通信，协同导航是建立在AUV间数据信息共享基础上的。组网AUV的理论研究尚处在初级阶段，在具体实现过程中还有很多挑战和很多值得研究的问题。组网AUV的使用所面临的技术是相关的协同导航技术、水声通信网络技术、时间同步技术、组合通信技术、智能软件技术等。