舰艇航向标校基线方位角的精确测量方法研究

导航装备的航向参数直接关系到舰艇航行的安全和舰载作战武器系统的精确打击能力,标校该参数首先要建立高精度的测量基线。文章研究了利用天文测量技术实现舰艇航向标校基线方位角精确测量的方法,包括时角法、高度法、解析法、任意单星法等,每一种方法均满足舰艇航向标校基线方位角测量的精度要求,综合应用这些方法,可以在任意纬度、有无天文年历情况下实现标校基线方位角的高精度测量。     

航向动态性能标校检测系统

提出了航向动态精度标校检测方法,给出了具体实施方案。该方案能解决陀螺导航装备出厂前或维修后的动态性能测试问题,对保证装备质量有着重要意义。     

舰船平台罗经航向误差的标校

为了使舰船平台罗经在安装和使用过程中,更准确有效地标校输出航向,从平台罗经的基本原理及特点出发,结合实际操作经验,重点介绍了几种测量平台罗经输出航向误差的方法,并介绍了数据处理的相关知识,然后将这些方法测量出的误差对平台罗经进行了标校.经后续试验验证,标校后的平台罗经输出航向完全能满足舰船导航及舰载高精度系统的精度要求.所介绍的测量方法,对舰船平台罗经以及其它载体上的平台罗经的标校都有重要的意义.     

精密导航设备航行试验精度的计算机辅助测量

本文提出了对惯性导航系统、平台罗经系统等精神导航设备航行试验精度测量的计算机辅助方法。该方法利用计算机对叠标图象和导航设备计算机发送的中行信息进行组合处理，从而能够实时动态地测量出精度导航设备的航行误差。该方法与以前的人工测量法相比，有着精度高、实时性和自动化程度高等优点。     

基于GPS基线向量的舰载火箭弹姿态测量方法

提出一种利用GPS载波信号相位差测量技术进行实时确定弹体姿态的方法。通过对载波相位差测量航向和姿态原理的分析,建立GPS姿态确定的单差模型,推导采用GPS多天线姿态测量技术实时获取弹体飞行姿态的解算算法,应用最小二乘法估计解算基线向量,然后对GPS姿态估计算法进行仿真计算。仿真结果验证了模型、算法的正确性和有效性。     

基于GPS基线向量的舰载火箭弹姿态测量方法

提出一种利用GPS载波信号相位差测量技术进行实时确定弹体姿态的方法。通过对载波相位差测量航向和姿态原理的分析,建立GPS姿态确定的单差模型,推导采用GPS多天线姿态测量技术实时获取弹体飞行姿态的解算算法,应用最小二乘法估计解算基线向量,然后对GPS姿态估计算法进行仿真计算。仿真结果验证了模型、算法的正确性和有效性。     

舰艇真航向动态测量中方位角解算的影响因素分析

舰艇真航向动态测量是利用航向角与方位角、舷角的关系来解算真航向。其中方位角的精确解算是保障动态检测精度的一个重要因素。本文从理论上分析了舰艇航行状态下纵横摇、GPS天线高度对GPS定位和方位角解算的影响及GPS与电子经纬仪安装位置不重合对方位角解算的影响,并进行了仿真分析,为方位角的精确解算提供了有力的理论依据。     

基于大地基准点的舰载雷达零位标校方法研究

介绍一种基于码头上已知的基准点对舰载雷达天线进行标校的新方法,给出了标校的数学模型,对模型转换引起的真值误差进行了估算,并研究了基准点、雷达、方位标相对位置关系对标校精度的影响,给出了保精度的相对位置关系范围。     

基于变形测量的舰船航向标校方法

为了解决目前航向标校中的船体变形无法克服和采样时间不同步的问题,根据单摄像机三维姿态测量原理,通过若干台摄像机经过多层甲板的传递测量,最后综合各级接力站测量的结果可以得到安装在甲板层艏艉线上的参考物相对于安装在导航平台上的摄像机系统的姿态角,从而减小船体变形对航向标校的影响。并利用软件定时器进行同步录取解决读数时间不同步问题。通过理论分析表明,该方法可有效的提高测量精度,并可拓展使用到所有基座不通视的被试武器系统和测量设备之间的三维姿态测量。     

智能型航向数据再发送装置的研制

本文介绍了一种向数据再发送装置，该装置可实现航向信号模／数转换／航向转换情况诊断、航向数据自动累计以及航向数据的自动连续发送等功能，该装置与分罗经连接在一起，使罗经航向信号不仅能以模拟量的形式输出，而且还可以数字量的形式输出，给数字化的导航设备提供高精度的航向数据。     

基于声相关测速的舰船旋回航迹参数研究

舰船在做旋回航行时,可能造成GPS、平台罗经和惯导等导航设备出现较大误差,甚至导致不能给出正常导航参数,这对处于复杂航道行驶或处于高度机动作战的舰船可能带来灾难。针对这种情况,文章通过对声相关测速理论的研究、分析,论证设计了舰船在做旋回航行时的航迹参数的确定方法,来弥补这些不足,并进而简化声相关测速设备的设计。     

MIMU/GPS/磁传感器组合导航系统信号处理

针对MIMU/GPS/磁传感器组合导航系统,进行了GPS信号调理、MEMS陀螺仪降噪以及磁传感器误差补偿研究。用双线性趋势外推法与MIMU陀螺仪信息对GPS信号进行处理,用AR（3）误差模型对MEMS陀螺仪去噪建模,用旋转标定方法对磁传感器进行误差补偿。通过对自行研制的MIMU/GPS/磁传感器组合导航系统与高精度组合导航系统的室外跑车比对试验,验证了上述信号处理及误差补偿方法的有效性。     

基于泊松方程的磁罗盘磁域自差修正

电子磁罗盘是现代车辆导航中重要设备,但至今尚未应用到船舶导航上。针对船载磁航向测量中存在的各种误差,分析了船载情况磁罗盘系统误差的形成原因和机理,在此基础上系统地研究了船载特殊情况中数字磁罗盘误差校正问题,并且具体给出基于泊松方程的磁域的误差修正方法,实验结果表明,该方法简单有效地实现磁航向误差校正,且补偿精度高、成本低。     

MIMU/GPS/磁罗盘组合导航系统算法研究

在自行研制的微小型MIMU/GPS/磁罗盘组合导航系统上,深入研究了组合导航算法。该组合导航系统用FPGA芯片为主控制器,以TI公司高性能DSP芯片TMS320C6713作为导航解算协处理器。它采用了圆锥误差补偿和划船误差补偿的现代捷联导航算法和18阶状态变量的扩展Kalman滤波算法进行了组合导航参数计算。经室外车载试验表明,该组合导航系统的水平姿态误差小于0.2°,航向角误差小于0.3°,定位精度小于5m。     

Research on integrated navigation method for AUV

The principles of the SINS/DVL integrated navigation system are introduced, and the compass status accuracy is compared. When the heading is changed, the dead reckoning algorithm using the heading information of the SINS （Strapdown inertial navigation systems） and DVL （doppler velocity log） is adopted to substitute the SINS/DVL integrated system. The simulation results show that the method can improve the accuracy of integrated navigation system when AUV （autonomous underwater vehicle） is in motion.     

跨平台船用JLR-7700MK2型GPS仿真系统

由于大部分航海院校及培训机构采用真机设备进行船用GPS设备的教学培训，而采用真机培训成本较高，受场地因素制约，偏离航向和动态航行信息显示等功能无法在实验室环境内完成。基于大圆航线算法实现了仿真设备的航线设计和绘制功能，仿真结果更符合航海实践。采用CSS技术对GPS仿真系统界面进行布局，实现了仿真界面的自动适配功能。基于HTML5技术进行系统的跨平台开发，实现了PC端和移动端JLR-7700MK2型GPS设备的仿真。该系统实现了GPS真机的主要功能的基础上，有效的弥补了真机受场地约束的缺陷，并能够跨平台使用，可满足航海院校及培训机构学生的实操培训需求。     

区间平滑在船用INS/GPS姿态组合导航系统事后评估中的应用

组合导航系统事后区间平滑算法处理数据精度较在线滤波算法高,通常以经过事后处理的惯导状态信息作参考,对中低精度的舰船导航设备工作性能进行评估。在以速度、位置作为观测量的INS/GPS量测方程的基础上,增加姿态外部修正信息,采用固定区间平滑算法进行处理得出高精度的评估数据,进而分析舰船导航设备的数据输出精度。仿真分析结果表明,增加姿态信息并结合固定区间最优平滑算法的处理方法,可以使系统的姿态测量精度获得大幅度提高,并能克服最优滤波对平台误差角初期估计精度低的缺点,可以作为一种评估舰船导航设备工作性能的事后分析方法。     

舰舵参数记录分析仪设计与实现

介绍舰舵参数记录分析仪的系统设计原理、记录模块的组成和电路的实现方法。该记录分析仪用于对舰船航行过程中的罗经航向、计程仪航速和GPS舰位等数据进行实时采集和记录,并依据采集数据辨识舰船运动模型参数,以便于操舵控制系统的设计与维修调试。     

基于多平台信息融合的船舶导航技术

为保证船舶航行的安全性,对传统综合导航平台的技术实现进行分析,提出基于多平台信息融合的导航技术实现方案。在对船用雷达导航系统（Radar Navigation System,RNS）、船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）、罗经和计程仪的导航数据进行分析的基础上,设计以数据融合为支撑的船舶导航系统架构,并以实例验证该技术的可行性和有效性。该技术可有效发挥不同平台的导航信息优势,对船舶综合导航系统的优化具有一定的参考价值。     

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。