利用GPS测试船舶航速的算法研究

简要介绍了GPS的定位原理和测速原理,并对利用GPS测试船舶航速的四种算法进行了说明.在多个船舶航速算例的基础上,进行了分析并得出结论.     

高速集装箱船在实海域中的耐波性预报

耐波性是衡量船舶性能优劣的一个重要衡量指标.基于数值计算以及船测海浪数据,对3100箱集装箱船进行耐波性方面的预报.给出船舶具体的航行海域,结合该海域的海浪统计资料对船舶运动进行长期预报.在海浪谱的选择上,考虑到能够更加真实的描述实际海浪,计算中选择使用了方向谱.     

科技期刊文摘

1）利用GPS测试船舶航速的算法研究．丁举．船舶工程．2005（5）：5～8．简要介绍了GPS的定位原理和测速原理．并对利用GPS测试船舶航速的四种算法进行了说明，在多个船舶航速算例的基础上。进行了分析并得出了结论。     

船舶避碰控制系统模型研究

将船舶避碰操作视为一类控制问题,建立运动船舶在随机障碍目标环境中的避碰闭环控制系统模型;其中运动船舶为被控对象,随机障碍目标的航迹检测由雷达、红外传感器及声纳传感器等完成,并作为该系统的输入,对运动船舶航迹的检测由GPS、GPS/INS等完成,而避碰的本质就是要维持一定的控制偏差.     

远海作业锚泊定位大型抓斗船时域耦合分析

在环境复杂、作业水深较大的远海开敞海域进行作业时,大型抓斗船需采用锚泊定位方式,且船体运动响应受风浪影响较大。同时,在抓斗提升和旋转过程中,抓斗运动速度快,提升质量大,抓斗出水时全船所受载荷发生瞬时变化,加上复杂环境载荷的作用,对船舶安全具有很大影响。以适用于远海开敞海域、采用锚泊定位方式的200m3级大型抓斗疏浚船为研究对象,建立了船舶的水动力计算模型,对其运动响应RAO和载荷RAO进行了计算分析。考虑船舶主体、抓斗及锚泊系统之间耦合作用的影响,对抓斗作业时提升和旋转过程中船舶运动响应和锚泊线张力进行时域动力分析,得到了该船动力载荷结果,为后续的设计工作提供基础。     

基于船舶运动信息的航行海域海浪特性预报

以船舶自身为波浪测量仪,致力于采集方便而又尽可能少的船舶运动信号以提取航行海域实时海浪特性.由于估计中不依赖原始理论计算的传递函数,不需要附带波浪采集装置,而仅利用航行中船舶运动的观测序列完成海浪谱反演,故该海浪测量方法可适应船舶自身运动参数的变化.另一方面,由于反演估计的船舶运动频率响应特性,与事先计算或以其它实验方法得到的船舶运动频率响应特性得以比较,可以深化、修正对许多不易实时测量的海浪激励状态与船舶运动响应关系的认识,并积累船舶工程研究设计所必需的相关海域海浪谱信息.     

大型船舶直线航迹自校正控制研究

随着科技的发展,大型船舶的操控技术也随之变得越来越先进。为保证大型船舶在操纵和停靠过程中能够安全航行,加强大型船舶的航迹研究具有十分重要的意义。一般而言,影响大型船舶直线航迹的因素有航道条件、大型船舶密度和气象条件等,因此以航迹自校正控制系统的技术为切入口,对大型船舶的操纵技术展开研究,并由此提出相关完善策略,为大型船舶在复杂海域以及风浪海域中的安全航行提供技术支持。     

珠江口船舶定线制修订研究

本文通过对珠江口现有船舶定线制及通航环境的调查和统计分析,提出了设立进出广州港的大型船舶推荐航路作为该海域现存定线制的修订方案,该方案符合该海域大型船舶的习惯航路。通过使用推荐航路起到分隔大小船舶交通流的作用,同时又能减少担杆水道分道通航的压力,不会对不使用船舶定线制的船舶造成严重影响;该方案实施后将有利于降低交通流交汇区水上事故和第四通航分道西行分道大型船舶搁浅事故的发生率。将进一步提高和发挥珠江口船舶定线制保障船舶航行安全,提高船舶航行效率的作用。     

论GPS罗经在通航安全评估实船试验等方面应用的先进性和可行性

水上水下活动通航安全评估需要通过实船试验来测定船舶精确航迹线和操纵性要素,据此分析该活动对通航安全的影Ⅱ向。但传统方法和普通GPS均无法满足要求。北京星网宇达科技开发有限公司运用航空航天测控和卫星导航技术,开发出多天线GPS定位测姿系统。运用其中的XW—ADU3602屏显GPS罗经和XW—G15603MEMS惯性／卫星组合式航姿测量系统,探索在内河水上水下活动通航安全评估实船试验中作为船舶操纵性参数的测试和动态纪录设备,取得了较高精度的航向、速度向、漂角、速度及航迹纪录曲线,通过计算机分析,得到了较高精度的船舶操纵性参数（冲程、测速、舵效、旋回要素、操纵性指数K、T值等）和分析曲线,为内河船舶在横流中进出船闸引航道、靠离码头、     

基于AQWA的大型LNG船码头系泊分析

随着船舶吨位的迅速增加,大型船舶码头系泊的安全性越来越受到人们的关注.本文应用多体水动力学软件AQWA,研究了大型LNG船码头系泊时,在风、浪、流联合载荷作用下船舶的运动响应,得到了LNG船码头系泊时整体运动响应及系缆绳所受张力.研究结果可为同类船舶在码头系泊时提供参考.研究方法可作为分析船舶码头系泊的一种新方法.     

基于GPS信号多普勒补偿的空中目标探测方法

针对现代雷达面临的恶劣战场环境,提出了基于GPS反射信号处理的空中目标探测方法。介绍了一种基于分组信号FFT处理的多普勒补偿算法,抑制了目标多普勒频移对GPS信号自相关性能的破坏。对FFT处理后信号进行不同的多普勒模糊度修正,然后对修正结果脉压后取大,消除了多普勒测量模糊,实现了对目标速度的准确测量。仿真表明：在多普勒完全补偿的情况下,该方法可获得40Hz的多普勒测量精度和良好的信号处理增益,扩展了多普勒测量范围和精度,能够实现空中目标探测。     

磁阻传感器在载波相位测姿中的应用

GPS载波测姿精度高、启动快,但容易受干扰影响,存在固有的周跳现象.为此提出了一种利用磁阻传感器辅助GPS测姿的新方法,基于载波测量的双差方程,通过基线长度和磁阻航向的双重约束,提高模糊度估计的可靠性和测量的稳定性.实际测试结果表明,该方法有效地剔除了载波姿态测量的异常值,具有应用价值.     

GPS航姿测定方案及误差分析

该文提出了用两台ＧＰＳ接收机测量同一颗卫星所得的伪距差求算舰船的航向角和姿态角的方法，推证了航向角和姿态角的计算公式。通过误差分析，讨论了影响ＧＰＳ航姿测定的各项误差，提出了ＧＰＳ航姿测量方案。     

长江干线D级GPS控制网的布设和数据处理

长江沿线的控制测量是进行流域规划和港口建设的基础性工作.由于涉及长距离测量和跨河测量,测量精度要求高,因此,常规的三角网、三边网工作量难以完成长江干线大规模的测量任务.GPS技术具有精度高、测量速度快、进行跨带测量简单的特点,通过实际测量工作,探索GPS技术在长江干线D级控制网建设中的应用及测量布设方案和数据处理方法.实践表明,测量结果完全达到国家标准.     

GPRSTK在航潮位测量及在天津新港航道的实现

在分析传统潮位测量方法和潮位模型缺陷的基础上,给出了GPS在航潮位测量方法。基于GPSRTK动态定位技术,系统地研究了GPS RTK在航潮位测量、数据处理的基本理论和流程,并对潮位测量和数据处理中的GPS RTK高程质量控制、姿态改正、动态吃水改正、潮位提取、垂直基准转换5个关键问题进行了深入研究,最终确定了测量船测量期间的在航潮位。将这些研究成果应用到天津新港航道的在航潮位试验中,2 d的试验结果表明,GPS在航潮位测量方法相对传统的潮位测量方法在实施的简便性、精度等方面具有较大的优越性。鉴于该方法的特点以及航道的特点,建议该方法广泛推广应用于航道在航潮位测量中。     

考虑算法的实船试航船速测量不确定度分析

实船试航中影响船速测量结果的因素很多,对其进行测量不确定度分析时应考虑的不确定度来源也有很多。采用“测量不确定度表示指南”规定的方法,将船速算法作为不确定度源,对其测量结果进行了不确定度分析。不确定度分析以某油船为例,分别考虑了实际航速平均法和逐点法两种算法,并对两种算法得到的结果作了讨论。     

某水声测距定位系统信号控制处理方法探析

介绍了对GPS时钟信号进行高低频调制的原理以及减少测时误差的方法和电路设计,对信号接收与检测电路各模块功能实现和设计进行了简要分析。结果表明,经过处理的时钟信号与声信号通过换能器进行相互转换能够在水介质中传输不失真,通过接收电路各模块的处理能够得到强度较高且规整的信号,满足检测使用要求。     

GPS多普勒定位法的研究

本文提出了ＧＰＳ信号多普勒频移的测量方法，给出了定位解算的数学方法，并与子午仪系统的多普勒定位法和ＧＰＳ的伪距定位法进行了比较。     

潜航器轨迹跟踪与航向预测算法

海况条件较差时,基于水下单点GPS定位系统的潜航器实时定位有较大测量误差,不利于潜航器的轨迹跟踪与航向预测。针对误差服从高斯分布的水下单点GPS定位系统,提出基于改进型扩展卡尔曼滤波算法的GPS跟踪方法和基于回归分析算法的航向预测方法。通过测试与仿真,对定位设备采集到的数据进行对比分析,试验结果表明,上述算法显著提高了轨迹测量精度与航向跟踪能力,准确绘制出了潜航器的实时航行轨迹与航向预测线,可应用于潜航器的轨迹跟踪项目中。