水下机器人航位推算导航系统及误差分析

构建了基于GPS/航位推算的智能水下机器人(AUV)组合导航系统,阐述了水下机器人导航系统体系结构,详细介绍了基于强跟踪卡尔曼滤波和辛格模型的航位推算导航算法,解决了水下机器人难以建立精确数学模型的问题,最后结合海上实验数据深入地分析了产生航位推算误差的原因,并有针对性地提出了降低水下机器人航位推算导航系统误差的方案。     

一种基于航位推算的水下机器人导航算法

本文针对智能水下机器人(AUV)导航信息较少的特点,进行了基于航位推算的AUV导航系统研究.首先利用传感器信息进行了航位推算,然后建立了基于一阶时间相关函数的辛格模型,利用强跟踪卡尔曼滤波算法对推算结果进行了次最优估计,提高了系统的跟踪能力,改善了导航精度,同时对GPS数据进行了野值剔除.松花湖上的试验结果验证了算法的有效性.     

水下航行器多普勒导航系统误差辨识与修正

水下航行器(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)在水下往往采用航位推算定位方式.由于存在传感器误差,航位推算的定位误差是随着时间发散的,而直接准确检测这类误差非常困难.对多普勒导航系统进行导航误差分析,简化航位推算算法,在此基础上推导出一种新的辨识AUV导航误差参数的方法.仿真结果表明,该算法能够准确辨识AUV导航误差参数向量,可以有效提高AUV自主导航精度,且方法合理、简单.     

磁阻传感器电子罗盘及其在船舶导航中的应用

本文介绍了应用磁阻传感器的电子罗盘的电路设计和数据采集、航位推算导航的动态模型，将电子罗盘数据、船的速度信息和GPS数据进行信息融合以提高导航的精度。最后探讨了低价位的电子罗盘与GPS组合导航技术在中小型船舶导航中的应用。     

水下无人航行器航位推算方法研究

水下无人航行器的运行轨迹依靠推算来完成,一旦推算错误,将会偏离预期轨迹,无法到达目的地。为此,研究一种水下无人航行器航位推算方法。该方法研究分为两部分:前一部分利用测速传感器和姿态传感器采集航行器航行数据,并进行异常值处理;后一部分根据采集到的数据以及已知的初始位置,推算得到航行器二维航位坐标,并通过地理坐标系转换为经纬度值,完成航位推算。结果表明:在所研究方法应用下,推算航位与预期航位经纬度偏差都1°,说明所研究算法的推算精度较高,达到了研究目的。     

复杂海域水下无人航行器航位推算算法优化

针对当前水下无人航行器航位推算算法存在误差大、工作效率低等不足,设计一种性能优异的复杂海域水下无人航行器航位推算算法。首先分析当前无人航行器航位推算算法的研究现状,找到引起各种无人航行器航位推算算法不足的因素,然后收集无人航行器航位推算数据,结合复杂海域水下无人航行器航位的随机变化特点,引入遗传算法优化支持向量机设计无人航行器航位推算模型,最后与其他无人航行器航位推算算法进行对比实验。结果表明,本文算法可以适应复杂海域水下无人航行器航位的变化特点,提高无人航行器航位推算精度,无人航行器航位推算速度快,获得比对比算法整体性能更优的无人航行器航位推算结果,具有十分明显的优越性。     

平方根求容积卡尔曼滤波的组合导航算法

以全球定位系统与航位推算(GPS/DR)相结合的组合导航系统为研究对象.为解决在GPS/DR组合导航研究中传统扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的滤波精度和稳定性差问题,引入了平方根求容积卡尔曼滤波算法.作为一类sigma点滤波方法,SCKF有效避免了EKF计算雅可比矩阵,提高了估计精度.仿真结果表明,对于船用GPS/DR组合导航问题,该算法能获得更好的性能指标,更符合实际船用组合导航要求.     

基于余水位的潮位实时推算系统

为了有效控制附近海域潮位,保证通航安全和合理有效地利用水深资源,详述了余水位的基本原理和潮汐差分方法,提出了基于此理论的验潮方案和潮位推算算法,并开发了一个潮位实时推算系统.系统采用多线程、串口通信等技术,与GPS接收机、潮位遥报仪、电脑主机等硬件进行实时通讯,获取定位信息和遥报潮位等数据,利用差分潮位推算施工船舶所在...     

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。     

水上测量专家为您量身定制“海上打桩定位系统”

中海达公司作为国内水上施工定位专业的GPS产品提供商，依靠雄厚的技术优势，结合十多年的水上工程软件解决方案，成功推出“中海达海上打桩定位系统”，并已在中港-航局、中港二航局、中港四航局得到了广泛的应用和验证。     

基于综合航行性能最佳的大型船舶船型参数的一种设计方法

本文提出了一种在复杂航态条件下基于船舶综合航行性能最佳的船型参数确定方法,编制了计算软件.大量计算结果表明:软件运行稳定性好、可靠性高.使用该软件能方便地得到各设计变量的航行性能综合最优可能性分布函数,该函数直观地反映了船舶最佳综合航行性能随单个设计变量的变化规律,为解决设计变量间对于性能综合贡献量化比较和船舶多航态情况下船舶综合航行性能最佳的船型参数确定提供了一种具有实用价值的方法;为船舶设计方案的综合评估、船舶参数的综合决策和提高船舶设计效率准备了条件.     

船舶航行稳性监控系统的设计

船舶航行稳性监控系统的设计,目的是为了实现集成智能船舶,达到航行稳性的自动控制。系统的设计方法是以微机控制为中心,通过压力电传感器、燃油驳油泵、淡水输送泵的自动启停控制、集成报警系统和CAN总线数据传输等组成的。控制系统主要包括硬件开发和软件逻辑设计两部分,监控系统的功能是程序设计和控制参数之间的逻辑设计来实现。船舶航行稳性监控系统的设计就是利用现代网络技术、报警监控和集成智能技术进行设计,解决船舶航行稳性问题,通过对小型船舶模拟实验进行测试,效果比较好。使船舶的航行更加智能、更加安全,具有实际参考意义。     

基于AIS数据的船舶航行安全评价模型构建

针对现有船舶海上航行安全度求解复杂、参考因素权重确定困难等方面的不足，研究影响评价模型准确性的数据来源、模型构建方法等问题，提出一种基于关系型数据库的船舶重要指标筛选方法和数据库构建及检索设计方案。构建基于模糊数学方法、层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)和专家评价法的船舶碰撞危险度(Collision Risk Index, CRI)求解模型，并根据实船自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据对船舶航行安全评价数学模型和构建的数据库进行验证。结果表明，基于AIS数据的船舶航行安全评价数据库具有较好的可靠性和易用性。船舶航行安全评价模型计算结果可信，符合专家经验及《国际海上避碰规则》要求，可为船舶海上航行安全评价提供技术和理论支持。     

采矿船舱段有限元强度分析方法研究

采矿船于船舯处有大开口月池贯穿船底用于矿物开采,并且月池前后均匀分布4个矿物储存舱,采矿船兼有矿砂船和钻井船的共性。矿砂船横剖面形式采用方形截面设计,便于舱内矿物海上输入输出转运作业。舱段有限元相对于全船有限元更加方便快捷,航行状态下采矿船内、外载荷与矿砂船类似。因此对于航行状态,该文按照CCS船舶规范,从结构型式、模型范围、工况选取及参数设置等方面考量,并应用CCS-HCSR-TOOLS软件进行舱段有限元强度分析;根据计算分析结果得出采矿船前期设计需要特别关注的区域,为采矿船结构设计和强度分析提供思路和方向。     

基于时延数据融合的港口船舶监控策略研究

在对现有港口船舶航行监控方法以及导航技术详细分析的基础上,结合基于Kalman滤波的数据融合技术,讨论了利用雷达、GPS以及AIS数据进行港口船舶导航算法和监控策略的设计问题。针对现有的时延平滑估计存在的缺点,提出一种基于时延的集中式预测估计融合算法。新算法具有很高的实时性和可实施性,同时,将新算法与现有的时延平滑估计融合算法相集成,提出一种完整的船舶导航和监控策略,计算机仿真算例验证了新算法的优越性,同时显示了新监控策略的有效性。     

岛礁海域桥区航道规划及通航净空尺度的确定方法

舟山群岛海域具有通航岔道及通航船型多、航线交叉、潮流流态及通航条件复杂等特点,建设桥梁所需的航道及通航净空尺度确定方法有其独特性。以鱼山大桥为例,在充分分析船舶通航数据的基础上,结合桥梁、周边围垦工程实施后的数学模型计算潮流场数据,经多方案比选和航线优化,并采用船舶模拟试验验证,确定桥梁通航等级和桥区航道规划方案,得出合理的通航净空尺度和通航孔布置方案,为桥梁设计提供重要的技术支持。     

船舶综合导航系统通用检测仪设计与实现

综合导航系统是引导船舶航行的关键设备,其维修保障工作一直是导航设备维护的重难点。文章设计的船舶综合导航系统通用检测仪,通过面向数据流的设计方法开发了多种软件类,采用多线程技术提高软件的实时性和多任务处理能力。利用多通道切换、分时采集等技术对综合导航系统的数字通道与模拟通道进行检测,并实现了综合导航系统与外围导航子系统之间的接口检测与功能检测。检测仪已投入使用,效果良好。     

综合安全评估(FSA)及其在船舶安全中的应用

综合安全评估(FSA)是近年来国外已在应用的一种安全评估方法。通过规范化的评估步骤，提出合理的并能有效控制风险的建议与措施，从而改进安全工作和提高安全水平。国际海事组织为确保船舶设计建造、营运管理和海上航行与环境等方面的安全，在20世纪末已将FSA引入和应用于船舶安全的领域。我们在介绍FSA方法及其实施的基础上，就FSA在船舶安全中应用的现状和发展进行论述，并提出了一些设想与建议。