舰船卫星导航系统中信号融合误差纠偏技术

舰船卫星导航系统中的信号融合误差纠偏技术是指通过将卫星导航系统的多类型信号进行融合,并对其进行误差纠偏,降低信号噪声的同时,改善当前的信号质量,从而提高舰船卫星导航的精度和可靠性。本文首先对舰船卫星导航的坐标系进行详细介绍,分析舰船卫星导航系统的噪声类型和特点,结合分数阶Fourier变换技术搭建了一种舰船卫星导航系统的信息融合平台,对于改善舰船卫星导航的信息精度有重要意义。     

基于DSP与FPGA电子芯片的舰船导航系统设计

针对传统的基于GPS的舰船导航系统的定位误差较大的问题,设计基于DSP和FPGA电子芯片的舰船导航系统。首先规定导航坐标系坐标变换规则,确定导航系统中不同坐标系的转换方式。其次使用卡尔曼滤波器对导航数据进行融合处理,根据融合后的导航参数,完成导航罗经的对准。最后将对准后的导航罗经参数经由FPGA传输至显示器上,完成基于DSP和FPGA电子芯片的舰船导航系统设计。通过与基于GPS的舰船导航系统的对比实验,证明了基于DSP和FPGA电子芯片的舰船导航系统的定位误差更小,具有优越性。     

基于视觉传达技术的舰船三维导航系统

为增大舰船导航节点间SKT响应系数的表现实值,解决导航耦合反应能力较弱的问题,设计基于视觉传达技术的舰船三维导航系统。按照三维模型架构中的信息传输需求,连接导航移动端与GIS组件,完成导航系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,提取三维数据库中的舰船航行数据,完善导航系统的实际应用流程,实现系统的软件运行环境搭建,结合相关硬件执行设备,完成视觉传达技术舰船三维导航系统的顺利应用。对比实验结果表明,与传统IBS系统相比,应用新型三维导航系统后,SKT响应系数最大值达到7.86,大幅提升舰船导航节点间的耦合反应能力。     

基于机器人的舰船智能导航系统设计

随着AI控制技术的发展,智能机器人的应用领域在不断扩展,针对传统舰船导航系统航迹精度控制差的不足,设计一种基于机器人的舰船智能导航系统。智能导航系统的硬件部分由AMI1086芯片、FPGA电路控制模块、AIS信号收发模块、GPS导航模块和数据存储模块等部分构成,并给出基于机器人控制的舰船导航系统的主控程序,和用于航向纠偏的脉冲信号累计控制算法,以实现对舰船海上航行的精确控制。仿真结果表明,提出系统设计在航迹偏差方面要明显优于传统系统,有助于保证舰船的安全行驶。     

四大导航系统在舰船作战系统中的应用

军事舰船在海上执行任务时,为了获取侦测目标的准确信息,需要借助导航系统实现航行线路的规划和目标的定位。本文介绍了全球范围内最为常用的4种导航系统:GPS导航系统、北斗卫星导航系统、伽利略导航系统和格洛纳斯(GLONASS)全球卫星导航系统,重点介绍了北斗卫星导航系统和GPS导航系统的原理,并基于成熟的导航技术,研究了舰船作战系统中导航系统的信息融合问题,开发了一种基于卡尔曼滤波算法的舰船组合导航系统的信息融合技术。试验表明,本文研究了舰船作战系统的导航信息融合技术可以提升侦察目标的准确度,提升作战水平。     

多径电磁环境下动态舰船定位系统设计

结合当下船舶定位系统使用环境频多电磁干扰的条件,且电磁信号呈现出多路径的特征性,现有舰船定位系统不论在硬件设计,还是在软件算法都无法在多路径电磁环境下准确有效的处理定位数据信号。因此,提出多径电磁环境下动态舰船定位系统设计。在现有定位系统的硬件基础上,添加多路径电磁干扰信号处理硬件,完成对后续软件算法的支持;构建电磁环境下的定位计算模型,获得所需优化参数;根据电磁优化量,引入多路径定位信号优化算法,多路径电磁信号进行优化,提升定位数据的识别准确定与抗干扰性,最后通过仿真实验来完成对提出设计系统有效性与可行性的测试。     

互联网环境下的舰船移动数据采集与分析系统设计

针对传统舰船移动数据采集与分析系统中通信模块对干扰信号处理能力不强,导致采集到的舰船移动数据准确率不高的问题,设计一种互联网环境下的舰船移动数据采集与分析系统。硬件部分采用GPS Pathfinder接收机,采用ARM处理器芯片S3C6410为核心的嵌入式开发板,通过串口连接MC9S 12XS 128单片机,完成硬件部分的设计。软件部分首先计算舰船移动无线延拓静校正频率波数域,然后利用舰船的终端采集上传的数据具体格式,划定舰船移动数据的分析权限,完成系统的软件设计。实验结果表明,与传统的舰船移动数据采集与分析系统相比,互联网环境下的舰船移动数据采集与分析系统最终采集到的舰船移动数据的精准度更高,更适合实际运用。     

基于结构化稀疏表达的舰船导航系统

传统的舰船导航系统显示方向与实际行驶方向会产生较大的偏离角,为此,设计一种基于结构化稀疏表达的舰船导航系统。以高速计算机为核心,外接测量传感器,利用AT89S51单片机对输出通路进行控制,定义引脚功能,完成系统的硬件设计。联合卫星发送的测距码作为测距信号,定位舰船伪距单点,使用稀疏表示分类舰船不同行驶方向数据,将航向数据的四元数作为舰船行驶姿态表示方法,计算舰船的航向精度,完成系统的软件设计。实验结果表明,与传统导航系统相比,基于结构化稀疏表达的舰船导航系统显示方向与实际行驶方向产生的偏离角最小,导航效果最佳。     

舰船通信网络模糊信息多目标元素优化跟踪系统

为了解决传统多目标元素跟踪系统中,由于受到通信信号的干扰导致的跟踪误差大的问题,从硬件和软件2个方面,设计舰船通信网络模糊信息多目标元素优化跟踪系统。在硬件方面主要改装跟踪器和控制器,在硬件设备支持的基础上,通过设计系统的软件功能。首先搭建多目标元素的运动模型,在舰船通信网络中收集模糊信息,并以此作为判断多目标实时状态的基础。最后通过多个跟踪点数据的关联,实现多目标元素优化跟踪与维持。通过与传统系统的测试对比得出结论,设计的多目标元素优化跟踪系统的平均跟踪误差降低了52%,且在通信网络干扰的情况下可以保证跟踪精度的稳定,具有较高的鲁棒性。     

舰船机械部件散热控制系统研究

传统舰船机械部件散热控制系统,存在部件局部温度数据采集精度误差大,散热电路控制信号反馈量差量较大,导致散热系统控制准确度降低。针对问题产生原因,提出舰船机械部件散热控制系统研究。通过组建多区域高精度热量采集硬件,对舰船机械部件不同区域热值进行±0.01℃的高精度数据采集;软件部分通过PID神经网络算法,对不同区域热值进行最优量分析计算;引入模糊控制补偿算法,根据热值数据信号,对控制电路信号耦合进行误差补偿,提升散热控制电路的控制精度。通过仿真测试表明:设计系统能够在较短的时间内,将机械部件温度降低20℃,在时间层面上设计系统响应性更好,控制精度更高,更符合舰船机械部件散热控制应用标准。     

电子海图的舰船远海航行中实时定位系统

针对常规定位系统接收到的位置信号间产生干扰,导致实时定位结果误差较大,针对该问题,设计一种电子海图的舰船远海航行中实时定位系统。硬件部分设计舰船位置信号接收装置,构建实时数据转换电路结构。软件部分将相同信号强度划定为相同区域范围后,构建电子海图定位算法,使用JAVA编程实现定位数值的实时共享,完成定位系统的设计。搭建测试结构后,调试测试架构性能,测试2种常规定位系统与设计的定位系统,测试结果表明:设计的定位系统最终的定位误差结果最小。     

无线网络下的舰船航向控制系统

通过对传统舰船航向控制系统数据分析发现,控制数据信号回波补偿存在数据融合异常问题,受到非线性回波影响,现有系统硬件与算法无法处理非线性回波补偿误差问题,造成舰船航向控制稳定性降低。针对非线性特征与无线网络特征,提出无线网络下的舰船航向控制系统设计。首先利用数据融合技术,创建多数据独算处理平台;然后对硬件平台进行软件功能的算法适配,第一步对回波补偿信号进行参量特征的运动系数分析;然后根据分析结果,对误差数据点对应参量的阈值进行闭环增益优化计算,从而实现消除回波补偿误差的效果;最后在特定的仿真场景下,通过数据仿真调试,对设计系统控制数据进行对比分析,得出回波补偿误差消除报告。     

舰船综合导航系统多通道数据测试及精度评定系统

针对综合导航系统信息种类繁多,测试困难的特点,以Labview为软件开发平台设计了舰船综合导航系统多通道数据采集及精度评定系统。根据系统信息输出协议,设计了系统数据解码和误码检测算法,实现了综合导航系统输出数据的实时、准确采集。针对综合导航系统各分系统的信息种类和误差特性不同,利用采集的GPS卫星导航设备的速度、位置输出为参考,以MS860测姿系统的输出为姿态参考,设计了惯导系统、平台罗经等自主性导航设备精度评定算法,对其精度进行评定。系统成功应用于某新型惯导的精度评定海试试验。     

基于信息融合技术的舰船导航信息系统

为了缩短获取舰船导航信息的时间,保证船舶航行的可靠性,提出基于信息融合技术的舰船导航信息系统设计。在信息融合技术的基础上,通过舰船导航信息接收机电路设计和电源适配器设计,完成系统的硬件设计;基于舰船导航信息的提取和DWA算法改进设计,完成系统的软件设计,实现舰船导航信息系统设计。测试结果证明,基于信息融合技术的导航信息系统与基于GPS的导航信息系统相比,获取导航信息的时间明显缩短。     

基于遥感探测技术的舰船搜救系统设计

传统舰船搜救系统对事故舰船定位的精准度较低,无法满足现今社会的需求,为此提出基于遥感探测技术的舰船搜救系统设计。舰船搜救系统硬件设计包括主控芯片的选择、供电及电源管理单元、定位单元、信号采集单元和显示单元的电路设计,软件设计包括主程序编写、定位算法设计、无线接收与显示程序编写。通过硬件与软件系统的设计,实现舰船搜救系统的运行。实验结果表明,设计系统的事故舰船定位精准度平均值比传统系统高出32%。说明设计的舰船搜救系统具备极高的有效性。     

FPGA的舰船导航雷达回波信号采集

为了满足舰船导航雷达回波信号的信噪比,提升雷达回波信号采集的深度与广度,提出FPGA的舰船导航雷达回波信号采集设计。采用FPGA采集控制硬件,设计FPGA计算控制的雷达回波信号采集平台。通过在平台系统内引入FPGA雷达回波信号采集逻辑,完成对信号采集深度与广度的量化计算。最后,通过仿真测试的方式设计一组实验,对提出的FPGA的舰船导航雷达回波信号采集设计进行可行性验证,证明设计的雷达回波信号采集灵敏度高、范围广、距离远、精度高的优点。     

多网络融合条件下的舰船组合导航系统开发

船舶为了能够在大海上精确的定位,船舶的导航定位系统一定要能够提供舰船的准确可靠的位置、速度以及姿态等重要信息,因此舰船的导航系统的精度和可靠性是重要的衡量指标。多网络融合的组合导航系统有着很多的导航定位传感模块,这些模块构成了一个完整的导航定位系统,极大的提高了舰船导航的定位精度。本文立足于多网络的组合导航定位系统,分析了多网络融合技术的基本原理及结构;研究了组合导航系统的特点及基本组成;最后总结了常用的几种导航定位系统和数据处理方法。这对我国未来组合导航系统的开发起着指导作用。     

下一代海上精确导航系统研究与设计

导航定位系统是海上军事领域的重要保障设备,定位精度与可靠性直接关系着整个战争的成败。传统的舰船导航系统相互独立,仅利用导航卫星信号进行定位,海上复杂多变的气候及地形环境往往会导致接收信号的不稳定,定位精度与可靠性已不能满足现代军事系统的性能要求。本文研究舰船组队中的无线Ad hoc网络,通过自组织通信网络传输导航信号,实现整个舰队精确导航,给出网络化组合导航的信息融合算法,最后对算法进行仿真。     

基于北斗卫星的航海导航系统定位目标精准识别方法

针对现有舰船上采用的导航系统存在北斗卫星信号接入识别率低、目标识别精度差的问题。提出基于北斗卫星的舰船导航系统定位目标精准识别方法。针对传统方法对北斗卫星信号运算过程资源消耗大,运算率低的问题,引入Cstx小波融合算法,对北斗卫星信号进行定向专属计算。同时,为解决目标识别精准度低的问题,引入神经追踪特征算法,对专属解析后的北斗卫星图像目标进行动态特征追踪与提取锁定。最后,通过仿真模型实验证明,提出的基于北斗卫星的舰船导航系统定位目标精准识别方法,能够快速、有效、精准锁定识别北斗卫星导航内设定目标。     

舰船远程导航系统实测海流信息融合方法

由于远程导航系统海流信息,存在多尺度下局部距离导航数据信息熵异步,导致现有导航数据融合方法在多传感器信息融合过程中很难寻找到最优量,造成数据融合比降低。因此,提出舰船远程导航系统实测海流信息融合方法研究。首先,对导航系统海流数据的局部距离信息熵进行计算;接着,根据信息熵建立导航系统海流数据的多尺度模型,通过尺度模型实现同步局部距离信息熵。最后,对同步后的导航系统海流数据信息熵进行融合计算。完成提出方法计算。通过仿真实验设计,对设计方法的有效性进行对比测试。