舰艇真航向动态测量方法中舷角的误差修正及仿真

舰载电子经纬仪相对于岸上物标的舷角测量精度会直接影响舰艇真航向的解算精度。在航行过程中,舰艇会因风浪产生摇摆,舷角的测量精度也会受到影响。本文主要分析了不同摇摆情况对电子经纬仪测量的影响,同时利用坐标变换原理和舰艇提供的姿态信息推导出舷角测量的误差修正数学表达式。最后采用Matlab语言对文中修正方法进行编程与仿真验证。仿真结果表明,误差修正较好地改善了舰艇摇摆对舷角测量的影响,保证了舷角测量的精度,从而为舰艇真航向动态测量研究提供了有力的理论依据。     

一种改进的基于GPS某型舰船姿态解算算法

载波相位GPS测姿实施中,其姿态解算是核心技术之一,目前有多种姿态解算算法,其中对于单基线姿态测量,直接算法因具有原理简单、计算速度快、实时性好等特点被广泛应用。但在舰船测姿实施中,对姿态角的测量会产生一定的误差。采用直接算法在解算中没有对粗大误差和GPS信号缺失进行处理,使得解算结果误差较大。因此提出一种改进的舰船姿态解算算法即基于自适应卡尔曼滤波的姿态解算算法。建立航向角和纵摇角的解算模型,从理论上推导了基线越长,航向角测量精度越高;航向角的解算精度比纵摇角的解算精度高;基于自适应卡尔曼滤波的姿态解算算法的解算精度比直接法的解算精度高。通过仿真实验,对上述推理进行验证,航向角的解算精度比纵摇角的结算精度高出一个数量级;改进算法的解算精度比直接算法的解算精度高出一个数量级。     

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。     

基于模型的舰艇机动系统设计

舰艇机动是为了达到某种战术目的而进行的理论和方法。为避免受航海人员心理素质或机动绘算水平影响而导致编队作战中不必要损失的发生,设计了基于模型的舰艇机动系统。通过分析舰艇机动基本原理构建系统的数学模型,提出通过采集舰载雷达和GPS的相关数据,以获取敌我双方初始阵位及航向航速的方法,并利用VC++6.0编程进行数据预处理及模型解算。实际运行效果表明,系统稳定、可靠,能够准确、快速地计算出机动结果。     

归心改正理论在舰船真航向动态测量中的应用

采用计算方位和测量舷角相结合的方法进行真航向测量时,由于舰船安装条件有限,舰位测量设备DGPS和经纬仪不可能安装在同一位置。直接将DGPS测量的舰位作为经纬仪中心的位置会影响到方位角的计算结果,进而影响航向测量精度。本文采用归心改正理论根据DGPS测量的舰位推算经纬仪中心的精确位置,根据此位置计算出的岸标真方位的精度得到了提高,最终提高航向测量的精度。     

基于双GPS接收机的船舶定向系统实现

构建了基于双GPS接收机的船舶定向系统软件和硬件系统.在讨论接收机间单差相位观测方程以及接收机和卫星间双差相位观测方程的基础上,提出了一种快速整周模糊度求解方法,来解算双GPS天线形成的基线矢量,从而得到船舶的航向角和俯仰角.通过静态实验和动态实验结果验证了该系统的可行性.     

舰载拖曳线列阵声呐对潜定位技术研究及性能分析

结合舰艇拖曳线列阵声呐实际搜潜装备,利用舰载线列阵声呐测得的潜艇目标方位信息,建立了基于方位量测的舰艇对潜艇目标定位的数学模型;给出求解潜艇运动参数的定位算法,并对定位误差进行了分析.在定位模型及算法的基础上,仿真研究了潜艇与舰艇之间的初始距离、舰艇测得潜艇目标初始方位角、潜艇航向、潜艇航速、航行段总时间内方位角量测次数等因素对定位性能的影响;给出仿真结果并进行了分析.该研究结果对于指导实际反潜具有一定的实用价值.     

基于北斗降维双差模型的舰艇快速定姿算法研究

根据北斗GEO卫星的特殊星座构型,提出一种基于北斗降维双差模型的舰艇快速定姿算法。根据北斗GEO卫星的特点,在初始定位误差较小的情况下,忽略z轴误差带来的影响,建立降维双差模型。利用B_1和B_2频点形成宽巷组合,根据初始伪距值计算宽巷模糊度初始值,并解算基线向量候选值;通过模糊度函数法对候选值进行判决,得到最优基线向量,解出宽巷模糊度;最后以得到的最优基线向量为初始基线向量,利用B_1频点观测值形成2个双差观测方程,解算B_1频点模糊度,进行舰艇定姿。利用北斗实测数据进行仿真验证,结果表明该方法解算B_1频点模糊度成功率高,确定的航向角标准差为0.16°,纵摇角标准差为0.07°,是一种高效快速的舰艇定姿算法。     

基于北斗降维双差模型的舰艇快速定姿算法研究

根据北斗GEO卫星的特殊星座构型,提出一种基于北斗降维双差模型的舰艇快速定姿算法。根据北斗GEO卫星的特点,在初始定位误差较小的情况下,忽略z轴误差带来的影响,建立降维双差模型。利用B1和B2频点形成宽巷组合,根据初始伪距值计算宽巷模糊度初始值,并解算基线向量候选值;通过模糊度函数法对候选值进行判决,得到最优基线向量,解出宽巷模糊度;最后以得到的最优基线向量为初始基线向量,利用B1频点观测值形成2个双差观测方程,解算B1频点模糊度,进行舰艇定姿。利用北斗实测数据进行仿真验证,结果表明该方法解算B1频点模糊度成功率高,确定的航向角标准差为0.16°,纵摇角标准差为0.07°,是一种高效快速的舰艇定姿算法。     

基于GPS测量系统的舰载作战系统动态航向对准技术研究

针对舰载导航系统对准的实际需求,介绍一种在舰艇动态条件下,利用GPS完成导航系统航向对准的方法,对其中的对准过程和数据处理方法进行详细介绍。通过精度分析,证明该对准方法满足航向对准的要求,同时对保障条件要求低,便于操作,为舰载作战系统的航向对准提供了新的选择。     

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。     

基于实时预报的舰船综合姿态信息系统研究

舰艇在波浪中航行发生船体弹性变形,使得各部位的航向值、纵横摇值不同。舰艇目前普遍使用独立式姿态基准方案消除弹性变形影响,保障舰载武器的性能发挥,部分舰艇采用多个姿态测量设备分舱布置方案。根据船体梁波浪载荷和弹性变形的研究,运用船舶水弹性理论,研究得到舰船弹性变形实时预报模型,进而构建舰艇姿态综合信息系统,即在舰艇两到三个部位布置姿态测量装置,实时测量所在部位航向、纵横摇等信息,通过舰船实时预报装置,解算所关注位置的姿态信息,由信息实时发送装置向相关用户实时发送,达到消除舰艇弹性变形对电子、武器装备性能发挥影响的目的。分析了舰艇姿态综合信息系统相比其它解决方案的优点。     

舰船瞬时航向测量方法研究磁

舰船武器系统海上航行精度测试[1]需要真航向进行系统误差分析,而舰船在没有装备真航向测量系统情况下,如何提供真航向测量数据一直是需要解决的难题。论文采用舰船高精度光电跟踪仪、有源岸标和差分GPS定位设备,对舰船瞬时真航向测量方法及其可行性进行了深入细致的分析与研究,最终确定出系统瞬时航向测量精度是否满足使用要求。     

一种新型弹体飞行姿态角解算方法

为了解决弹体姿态解算问题,提出了一种利用三轴地磁传感器测定弹体姿态角的新方法。该方法利用构建的弹体姿态数学模型,分别推导出弹体滚转角、弹体俯仰角、弹体磁航向角的解算方程。仿真结果表明:该方法可以实现旋转弹体姿态滚转角、俯仰角和磁航向角的测量,并有效的抑制了误差,实用价值性高。     

基于单边定位法的远程目标指示系统分析研究

面向水面舰艇超视距攻击作战需求,提出了远程目标指示系统解算流程图,并结合单边定位法构建了远程目标指示解算模型和误差修正模型,并对数据传输时延修正模型及数据传输误码率与传输可靠性进行了分析,为远程目标指示系统的设计开发提供了指导和借鉴,为实现精确的超视距目标攻击提供了信息保障。     

舰船GPS航姿测量技术研究

本文介绍了全球定位系统(GPS)在舰船航姿测量系统中的应用及发展简史,重点论述了应用GPS载波相位差技术进行航向姿态解算的原理、存在的主要问题及解决方法.最后指出了利用GPS系统与惯性导航系统相组合,研制导航和定姿一体化、微型化的综合智能系统这一发展前景.     

基于蒙特卡洛法的舰艇规避鱼雷效能推演评估

研究水面舰艇有效机动规避声自导鱼雷的问题,以提高舰艇对抗来袭鱼雷的作战效率.针对以往舰艇规避鱼雷二维对抗态势模型的不足,建立了三维空间下的鱼雷弹道模型、自导检测模型、舰艇规避模型以及鱼雷对抗误差模型,运用Matlab工具,对舰艇机动规避鱼雷的对抗过程进行了推演,并采用蒙特卡洛法定量分析了影响舰艇规避鱼雷生存概率的主要因素.推演结果表明,规避航向和航速对舰艇生存概率有较大影响,根据鱼雷报警距离和报警舷角选择合适的规避航向/航速、提高对来袭鱼雷的报警距离和定位精度以及减少系统反应时间,可以有效提高舰艇生存概率.     

潜艇按照预定空间轨迹运动的控制

控制潜艇按照预定空间轨迹航行,通过减小潜艇实际运动轨迹和预定轨迹的轨迹偏差来提高潜艇的航行控制精度。通过解算,将轨迹偏差变成指令航向、指令深度和指令纵倾,运用最优控制方法来控制舵角的变化,使潜艇较精确的按照预定的空间轨迹航行。     

舰艇机动性能的定量评定问题

当前的现代舰船使用经验表明，要对舰船操纵性进行全面评定，仅限于评定舰船的角速度与操舵角的关系，以及利用回转曲线的几何要素是不够的。提出了应引入既可以表征舰艇的操纵性，又可以表征机动性的通用新判据。列举了３般潜艇的角速度与时间，航向角与时间，以及角速度与航向角的变化曲线，提出了评价航向变化快慢可采用的两个指标。