海上高速航行船舶触礁距离实时计算方法

为了提高船舶航行安全性,并应对航行过程潜在碰撞风险,提出海上高速航行船舶触礁距离实时计算方法。通过航海雷达探测船舶航行环境中的礁石目标,确定极坐标系下的位置坐标后,将其转换地心垂直坐标系下,构建基于PLSTM-FCN的船舶航迹预测模型,从船舶自动识别系统中获取高速航行船舶历史位置、航速、航向、船舶长度、宽度以及吃水深度等AIS数据,将其作为模型输入,模型输出为船舶航行实时位置预测结果,结合礁石目标位置,完成触礁距离的实时计算。实验结果表明,该方法可预测船舶航行航迹,预测MSE值仅为0.002 2;可实现船舶触礁距离的实时计算,计算结果与实际距离误差介于0.77～1.55之间。     

基于航迹信息的舰船目标姿态角鲁棒估计

针对基于高分辨距离像的舰船目标识别中姿态角估计精度的问题,提出一种计算舰船目标运动姿态角的鲁棒性估计方法。该方法首先建立了目标姿态角估计模型,然后有针对性的对航迹数据的野值进行剔除,最后采用M-估计方法对航迹数据进行拟合,从而计算出目标的姿态角。经大量实测数据的验证表明,该方法不易受野值的影响,鲁棒性好,能满足高精度、实时估计舰船目标姿态角的要求。     

目标航迹规划方法在水域封锁效能研究中的应用

提出一种对被封锁区域的目标进行航迹规划的方法,用于研究港口、航道的封锁效能。针对目前封锁作战的特点,对由空中平台布撒的封锁弹药的封锁特点进行研究,采用基于改进的A*算法(SAS)的目标航迹规划方法在被封锁水域进行目标航迹规划,从而判断此次封锁的成功与否,多次试验,由蒙特卡洛原理计算封锁概率,评估封锁效能。结果表明,该方法相对于传统方法能更准确地分析港口、航道的封锁效能。     

低速水面目标航速精度分析及精确解算

低速水面目标由于在雷达扫描周期内运动距离较小,受雷达测量精度的限制,导致通过航迹滤波输出的航速误差相对目标航速而言往往较大。针对该问题,分析了距离、方位、俯仰各测量误差对航速精度的影响,提出一种基于两级策略的航速精确解算方法。最后,通过仿真试验对算法进行验证,结果表明该算法能够有效提高航速精度。     

船舶航迹标绘仪中的海图坐标投影及误差分析

船舶航迹标绘仪取代了人工海图标绘作业,提高了舰船作业的自动化和信息化程度。由于海图坐标投影算法影响了航迹标绘仪的绘图精度,通过对墨卡托海图坐标正算过程产生的误差在理论上进行的分析,推导了两点间经、纬度差的极限公式,在仿真实验中提出了经、纬度分段计算方法。通过对算法的改进,大大提高了航迹标绘作业的精度。     

基于AUV航迹追踪的优化UKF算法

标准的无损卡尔曼滤波算法(UKF)是一种高效的线性化航迹追踪算法,但UKF控制策略中的AUV系统采样时间间隔一般都被设置为常数,这可能会影响导航预测结果的误差精度。文章在简要阐述标准UKF算法原理的基础上,通过两种判断与反馈机制,调整UKF算法每一步的采样时间间隔t,从而实现对系统采样时间间隔的自适应变化。由此提出了基于马氏距离的优化无损卡尔曼滤波算法(MUKF)与基于灰色关联度的优化无损卡尔曼滤波算法(GUKF),以实现对AUV航行轨迹的精确预测与控制。对比两种优化后的UKF算法的仿真实验结果,进一步验证了之前所提出的假设。基于AUV航迹追踪技术的两种优化UKF算法与标准的UKF算法相比,具有更高的航迹预测误差精度和鲁棒性。     

从《内河通航标准》看某些特殊限制性航道宽度的确定

通过对国家标准《内河通航标准》(GB50139-2004)的分析和计算,找出了影响航道宽度的主要参数和变动范围。当船舶或船队的尺度确定后(主要是长和宽),航道宽度即取决于航迹带宽度,而航迹带宽度又取决于航行漂角的大小。根椐特殊限制性航道———中间渠道和渡槽的运行特点,推求出其宽度的计算方法和结果。此时仍可用GB中相同的计算公式,对于1~3级航道航行漂角取2°;4~5级航道取1°;6~7级航道取0.7°。安全距离对单线航道取两个0.17倍航迹带宽度;对双线航道取0.34倍两个船舶或船队的航迹带宽度。     

一种多传感器航迹融合算法的仿真分析

充分利用目标的位置、速度信息进行航迹融合 ,在一定条件下能够改善目标的航迹精度。本文对基于互协方差的航迹融合算法进行了仿真分析 ,并对航迹融合模型的稳定性进行了探讨。由于传感器精度的差异 ,不同精度传感器融合会产生不同结果 ;在对模型及其稳定性分析基础上 ,给出了传感器融合的限定条件和适用场合     

船舶导航一体化网络路由算法的设计与实现

为保证船舶航行安全,提高航行效率,提出一种船舶导航一体化网络布线算法的设计方法,通过对船舶导航一体化网络布线设备结构的优化,有效地提高了航迹数据采集和处理的精度,并对航迹障碍干扰进行数值计算,根据航迹障碍距离和航迹障碍参数确定最佳航迹选择,有效地解决了航迹选择不佳导致船舶在航迹上布线费时的问题。经实现验证,该算法与传统方法相比,有较大的实用价值,在实际应用过程中,大大提高了船舶航行安全性和航行效率,从而证明了所提出的船舶导航一体化网络路由算法具有较好的性能,完全可以满足研究的需要。     

卡尔曼滤波器在船舶航迹跟踪中的应用

讨论了利用卡尔曼滤波技术获取船舶航迹的参数的方法。借助这些参数,通过每次的时间更新和测量更新,连续预测出跟踪点的下一个位置,以此来确定船当前的位置与预测航迹的相对关系,从而提高跟踪的效率和精度,并给出了计算机模拟结果。