罗经与自动航行方案

现代舰船上的指向导航仪器主要利用指向精度高、使用方便的电罗经,传统的磁罗经也仍然需要装备在舰船上,但磁罗经不能用于舰船自动航行。目前,当舰船上电罗经发生故障不能导航时,只好采用人工操舵航行。采用电子磁罗经的方法,能够代替电罗经进行自动导航。现代航海还采用多种导航仪器综合运用的自动航行方案。     

基于VR虚拟现实技术在舰船航行轨迹中的应用

常规的舰船航行轨迹规划技术,设置探索航行线路的栅格疏密值差异过大,导致对复杂海域的航行轨迹规划不合理,为此研究VR虚拟现实技术在舰船航行轨迹中的应用。该技术对海域环境中的航行区、障碍区以及舰船自身进行虚拟场景模拟实现人机交互,通过动力学的运动曲线计算舰船的动态位姿,根据障碍物在航行区域的分布、体积等数据设置栅格大小,驱动虚拟舰船,提取舰船的航行曲线、侧倾角曲线以及侧向加速曲线,调整舰船航行轨迹。实验结果表明,与2种常规技术的应用相比,虚拟现实技术设置的栅格疏密值更加符合航行轨迹规划要求,所得到的航行轨迹更加合理。     

用GPS导航仪测定舰船运动要素

本文从使用角度出发,分析了测定舰船运动要素的现状。GPS系统具有高定位精度,可连续定位且使用方便,已愈来愈受到广大用户广泛重视。本文介绍的测定舰船运动要素的一种新方法就是其中的一种应用。用这种方法测定舰船运动要素的优点是:方便、准确、简单易行,并能适用于各种舰船。本文最后介绍了作者用GPS导航仪实船测定运动要素的情况。     

基于多媒体技术的舰船航行环境模拟仿真分析

在对舰船航行环境模拟仿真过程中,舰船航行阻力大小很难实时同步,导致回转运动视景仿真首向角偏离。因此,提出基于多媒体技术的舰船航行环境模拟仿真分析。分析舰船航行过程中横摇和纵摇受力情况,模拟舰船摇荡运动,以风力作用和水流压力作用为主要环境参数,计算风动压力和流压力,以多媒体技术中的Vega开发软件作为仿真平台,将舰船摇荡运动数据和环境参数载入到平台中,在舰船对象模拟完成后,仿真出航行环境。实验结果表明:设计的基于多媒体技术的仿真方法在回转运动视景仿真中,没有出现首向角偏离的情况,仿真效果更好。     

大数据背景下的舰船航行环境可视化研究

现有方法大多是针对近海领域,在200 n mile以外的海域存在着可视化图像逼真度差的问题,为此提出大数据背景下的舰船航行环境可视化方法研究。利用大数据中的最优插值算法处理舰船航行环境数据,以此为基础,利用LOD动态调度技术可视化环境要素点,通过空间坐标系可视化环境要素线,采用纹理映射技术可视化环境要素面,基于体绘制技术可视化航行环境体,通过环境要素点、线、面、体的展示实现了舰船航行环境的全面可视化。仿真实验结果显示,与现有代表方法相比较,本文方法可视化图像帧频低、帧速率高,表明本文方法可视化图像逼真度高,适合推广使用。     

水面舰船结构力学性能虚拟测试初步研究

在建立虚拟仿真环境库和动态环境库的基础上,实现海浪中航行的船体结构强度、船体自由振动、船体结构疲劳寿命、船体结构总纵强度、总刚度及局部强度等的虚拟测试。以某型舰船的船体结构数据为例进行测试,其结果与强度计算结果基本一致,测试应力均达到许用应力的要求。     

增强现实的助航环境构建方法

舰船在海上航行主要依赖GPS、雷达以及相应的综合导航系统进行导航,而使用视频设备进行导航的很少.运用OSGART增强现实组件把视频信息与基于地理信息的虚拟环境相结合,通过对摄像机地理空间的三维标定,构造出一个在地理空间、视觉空间和物理空间统一的合成环境平台.这个平台通过虚拟三维信息标注、视频信息与相应的虚拟海洋环境信息融合为航行导航手段.这种基于增强现实的导航方式与现在的GPS和雷达导航方式相比较,具有自然直观,空间立体感强及方便想象等特点,实验结果表明了系统的可行性.     

基于智能优化算法的舰船航行轨迹跟踪

针对当前舰船航行轨迹跟踪精度的难题,设计了基于智能优化算法的舰船航行轨迹跟踪方法。首先结合舰船航行轨迹跟踪的特点,将舰船航行轨迹跟踪问题转换为一个多目标优化问题,然后引入智能优化算法对网格点的多目标优化问题进行求解,找到最优的舰船航行轨迹跟踪方案,最后进行舰船航行轨迹跟踪仿真测试,测试结果表明,智能优化算法获得了比传统算法更优的舰船航行轨迹跟踪精度,而且舰船航行轨迹跟踪的速度高,具有较好应用价值。     

无线网络的舰船航行环境信息实时采集

舰船航行环境非常复杂,对舰船航行环境信息实时采集对提升舰船航行安全性具有重要意义,同时也为实现舰船的无人驾驶提供重要基础。本文提出一种基于ZigBee无线传感网络的舰船航行环境信息采集系统,阐述ZigBee无线传感网络3种拓扑结构的原理,并分析ZigBee无线传感网络协议体系,构建舰船航行环境信息实时采集系统的整体架构,重点设计无线网络传感器节点,阐述系统的软件模块的功能,并使用系统对海水盐度及浪高进行测试,证明系统可以有效使用Zig Bee无线传感网络对船舶航行环境信息进行测量,系统具有较高的稳定性和准确性。     

基于VR技术的舰船航行数据可视化分析系统

针对舰船航行数据在可视化分析中受到海上环境的影响,导致舰船航行数据可视化分析内容减少、时间变长,因此,提出基于VR技术的舰船航行数据可视化分析系统。在系统的硬件设计方面,通过舰船航行数据查询模块设计和数据可视化模块设计,完成了系统的硬件设计,通过分析舰船航行的仿真要素,对舰船航行过程中的地形进行网格处理,采用VR技术全方位分析了舰船航行的视景,建立了四叉树顶点之间的约束关系,完成系统的软件设计,实现舰船航行数据的可视化分析。测试结果表明,基于VR技术的舰船航行数据可视化分析系统不仅可以增加可视化分析内容,还可以缩短分析时间。     

简易型GPS、角速度传感器组合导航系统

利用卡尔曼滤波器综合GPS位置信息，转向角速度和速度脉冲信息，卫星定位正常时，可识别和优化航向和速度，在卫星被遮蔽时，可利用优化后的航向和速度推算位置，从而实现真正的连续导航。     

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。     

基于虚拟仪器技术的水下定位导航系统

在人类对水下世界进行探索和研究工作中,定位导航技术一直是一项重要的研究内容,声学定位系统和GPS系统联合组成的水下GPS系统可以获取载体在水下工作时的更多信息。水下GPS系统是一个跨多学科,包括空间物理学,水声学,GPS技术,坐标系变化等的综合性很强的复杂系统。本文从理论和实际两方面来讨论采用短基线定位系统和GPS系统联合构成的水下GPS系统,并用虚拟仪器技术来实现。     

Obstacle avoidance of unmanned ship swarm based on virtual navigator and improved Hooke's law北大核心CSCD

[目的]针对无人船集群规避障碍物的问题,提出一种基于虚拟领航者和改进胡克定律的弹性集群编队控制方法。[方法]首先,根据障碍物的长和宽得到其外接椭圆,按照长宽比向外扩展出虚拟碰障区、避障反应区、自由航行区,实现水面避障物模型的简化;其次,基于虚拟领航者和改进胡克定律,对编队各成员之间、各成员虚拟领航者之间的相对距离和速度予以约束,采用坐标形式设置编队队形,构建弹性编队模型,并基于障碍物的环形斥力场来实现单无人船的避障,以及在弹性集群编队的组织下实现无人船集群的避障;然后,通过优化处理无人船的航行过程,消除编队及避障过程中的“徘徊”和“振荡”等现象,使各无人船的运动更加平滑;最后,运用Matlab软件对由4艘无人船组成的集群编队进行仿真实验。[结果]实验结果表明,编队可成功绕过设置的所有障碍物,验证了所提方法的有效性和可行性。[结论]该方法可实现无人船集群对水面障碍物的规避,具备在一定复杂环境下的通过能力,可为无人船集群避障的应用及研究提供参考。     

基于舰艇导航的GPS电子攻防对抗技术的研究

全球定位系统（GPS）具有高精度的导航和定位性能。随着GPS在舰艇上的广泛应用和导航战的提出,研究GPS的电子攻防对抗技术已成为当务之急。文章在综合研究了舰艇GPS系统在电子对抗中采取的干扰技术与措施的同时,分析研究了GPS导航的抗干扰技术与措施。     

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。     

基于浮点DSP的SINS/GPS舰船导航计算机设计

导航计算机是航行器导航系统的重要组成部分。介绍一种基于DSPTMS320VC33的光纤SINS/GPS组合导航系统,主从式多处理器结构、高精度数据采集电路、双口RAM并行数据传送模式、FPGA接口电路的设计以及系统软件设计,实验证明该系统具有实时性好、精度高、体积小的优点。     

虚拟海浪海洋环境模拟方法及应用

根据海浪理论及随机海浪的模拟方法和方钟圣所著《西北太平洋波浪统计集》的波浪资料,设计并编制了虚拟海浪海洋环境模拟软件,将《西北太平洋波浪统计集》的80个区块3 600份数据表的所有数据全部录入海洋环境数据库,初步完成了虚拟海浪海洋环境模拟流程和数据库界面的设计,将海浪虚拟化.以结构强度虚拟测试为例,介绍了外载定义过程船舶航行海况的设置方法,得到了海浪谱曲线和海况的波面运动图.研究结果表明:动态海况的显示技术和海洋环境数据库的配合使用,为船舶结构强度和总体性能虚拟测试提供了良好的测试环境.     

基于导航战的GPS压制式干扰技术研究

简要介绍了GPS导航战策略和卫星导航系统在现代战争中的作用,对基于导航战的GPS压制式干扰技术的原理与性能做了一定的分析,并得出了一些有价值的结论。     

基于浮点DSP+ARM的光纤捷联/GPS组合导航计算机的设计

介绍一种基于DSP TMS320VC33PGA和ARM系列微处理器S3C44B0X构成的光纤捷联/GPS组合导航计算机的设计,详细介绍了系统硬件结构设计、高精度数据采集电路、FPGA接口电路设计、FLASH程序引导设计以及系统软件设计.通过实验室三轴转台实验证明该系统具有实时性好、精度高、体积小的优点.