舰船无线传感器网络节点定位技术研究

信息化技术正在快速发展,在船舶工业中出现了基于无线传感网技术的定位技术。通过无线传感网技术,人们能够从一定程度上弥补传统的岸基定位和GPS定位技术的不足,同时也获得了更好的定位精度和抗干扰能力。本文主要研究无线传感网定位技术的结构和工作原理,并提出一种改进型的分布式加权定位算法,极大地降低了舰船的定位误差。通过Matlab软件进行仿真验证,对无线传感网中的传统定位技术和改进的定位技术进行性能比较。仿真结果表明,改进后的定位算法具有良好的定位能力,应用前景广阔。     

基于IMS的长江航运电话自动交换网改造应用实践

为解决长江航运电话自动交换网故障频发、技术制约、拓展性不强等问题,适应未来长江水上交通安全信息业务发展需求,采用IMS技术对现网进行升级改造。结合长江沿线航运管理部门分布特点,提出了"三级部署、两级管理"的IMS网络布局规划,并对IMS组网架构、核心网元设置、VPN设置、双归属容灾等关键技术给出了实现方案,支撑长江航运电话自动交换网向下一代网络平滑演进。     

一种基于移动矢径的单信标测距定位算法

针对水下航行器利用移动单信标进行同步式测距定位时受初始位置误差和声速误差影响的问题,给出一种基于移动矢径的单信标同步式测距定位算法。参考移动矢径的概念建立了移动单信标测距定位模型,利用扩展卡尔曼滤波算法实现了定位滤波算法的设计。仿真和试验结果表明:本文算法可以有效减小初始位置误差带来的定位误差,并对未知声速误差进行实时估计,显著提高了水下航行器的定位精度。     

水声定位方法研究进展

水声定位是实现水下定位的关键技术,也是近年来的研究热点。以声速修正和基阵布放为切入点,针对声速不确定、基阵布放设计不合理等问题综述提高水声定位精度的研究进展。针对基阵布放问题,重点对比基阵尺寸及基阵阵型阵元2种改进方案的研究现状。研究表明,为提高水声定位精度,进一步的研究应在以下3个方面展开:在声速修正方法研究中,遗传算法和粒子群优化算法相结合,可以在不提高计算量的情况下优化稀疏有效声速表,使定位精度得到进一步提高;基于组合基阵定位系统辅助的声速修正算法能够使定位误差更小;综合考虑阵元数目与所需定位精度的折中方案,能够本着降低布放成本的原则,通过优化不同阵元间距来提高超短基线的定位精度。     

室内定位技术在船舶上的应用研究及方案设计

为了满足远洋大型船舶对人员和物品进行方便、快捷和高效管理的需求,利用无线定位技术构建一种适用于大型船舶的室内实时定位系统。在简要介绍人员定位基本原理的基础上,通过分析比对当前常用的无线定位技术的优缺点,针对船舶复杂环境的室内定位需求,给出了基于Zig Bee技术和基于RSSI测距定位算法的船舶室内定位系统初步设计方案。该设计方案实现了对船舶人员或物品地理位置的实时精确测定和管理。     

导航定位中地磁测量误差补偿技术研究

高精度的地磁测量是地磁匹配定位中的关键技术,需要实时测量地磁场数据,为匹配定位算法提供依据,导航载体上钢铁构件组成的干扰磁场是地磁测量误差的主要来源。论文在分析地磁测量误差补偿模型的基础上,针对载体上多种钢铁构件组成的干扰磁场,提出了采用十二常系数补偿算法消除测量误差。利用实验数据,对误差补偿效果进行了对比分析,提出了解决措施,有效提高了地磁测量精度。     

高斯混合模型的船舶传感器网络在线定位算法研究

随着无线传感网技术在舰船中的大量使用,其定位功能也正在被充分挖掘。不同于传统的卫星定位技术,无限传感器网络的设备成本非常低廉,且组网迅速,具体功能通过软件编写可以轻松实现。本文在研究船舶定位需求的基础上,提出一种高精度的基于高斯混合模型的无线传感网在线定位模型,建立RSSI三点式定位模型。并在实验室模拟出船舶在海洋中的航行环境,采用Online-LEGMM仿真系统对此算法的定位性能进行验证,实验结果取得预期效果,该算法能够对船舶节点准确定位。     

三维空间中无线传感器网络节点定位算法

节点定位技术是无线传感器网络的关键技术之一。提出一种距离无关的三维空间节点定位算法。传感器节点的硬件设计使传感器节点具有可以调节的通信半径。在保证网络连通性的前提下通过改变通信半径来提高定位的精度,达到减少误差的目的。仿真结果表明,该算法可以达到较高的定位精度,满足应用需要。     

船舶传感器网络中节点定位算法设计

节点定位对于船舶传感器网络具有十分重要的意义,没有节点位置的信息是无用的,经典的船舶传感器网络节点定位算法—DV-hop算法存在定位误差大、速度慢等问题。为了提高船舶传感器网络节点定位结果,设计了改进DV-hop算法的船舶传感器网络节点定位算法。首先对当前船舶传感器网络节点定位算法的研究现状进行分析,找到引起DV-hop算法定位误差大、速度慢的原因,然后采用传感器网络发射信号强度得到节点之间的距离,在此基础上采用DV-hop算法进行船舶传感器网络节点定位,最后进行船舶传感器网络节点定位实验,实验结果表明,本文算法克服了当前船舶传感器网络节点定位误差大的缺陷,其船舶传感器网络节点定位精度不仅明显高于DV-hop算法,而且船舶传感器网络节点所耗费的时间更少,获得了整体效果更佳的船舶传感器网络节点结果。     

室内定位技术在船舶上的应用研究及方案设计

为了满足远洋大型船舶对人员和物品进行方便、快捷和高效管理的需求,利用无线定位技术构建一种适用于大型船舶的室内实时定位系统.在简要介绍人员定位基本原理的基础上,通过分析比对当前常用的无线定位技术的优缺点,针对船舶复杂环境的室内定位需求,给出了基于ZigBee技术和基于RSSI测距定位算法的船舶室内定位系统初步设计方案.该设计方案实现了对船舶人员或物品地理位置的实时精确测定和管理.     

高精度水深测量的误差影响因素及控制措施

针对水运工程中高精度水深测量的要求,本文以单波束测深系统为研究对象,介绍了水深测量的测深原理及主要误差影响因素。分别从定位误差、测深误差、水位误差、环境效应等角度对高精度水深测量的主要误差来源进行了分析,提出相应的控制措施,并通过实验进行验证。建议利用RTK三维水深测量技术消除水位误差的影响,进行导航延时的改正减少定位误差的影响,利用姿态传感器消除横摇、纵摇姿态角对水深测量误差的影响,最终降低水深测量过程中的误差影响,提高水深测量的精度。     

基于EKF的图像辅助定位算法

介绍几何定位过程,并对其定位误差进行仿真分析。针对几何定位误差很大且与下视角大小密切相关的问题,采用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)抑制测量噪声的影响,提高飞行器的定位精度。建立飞行器运动的状态空间模型,针对测量方程的非线性特点,对其进行线性化处理。在此基础上,采用EKF算法实时估计飞行器的空间位置坐标;通过数字仿真对滤波算法的定位效果进行检验;对影响滤波算法定位精度的因素进行分析并对不同飞行高度下的定位误差进行数字仿真。结果表明,算法收敛速度快,定位精度高,可显著减小测量噪声的影响,具有一定的工程应用价值。     

云计算在舰船导航系统中的研究

海上导航系统在航运业中的应用越来越广,导航系统定位的精度也影响着众多海上开发应用。现有的基于卫星导航系统定位存在一定的误差,所以需要对定位结果进行误差补偿。传统的补偿法一般为差分法,与导航设备与观测站距离的远近成正比。本文研究基于云计算的误差补偿算法,给出云计算的海上卫星导航系统的误差补偿系统结构,在此基础上进一步构建基于GPS、北斗组合导航系统的补偿算法模型,最后对算法进行仿真。     

基于虚拟基线的舰摇带来雷达探测误差分析

受到海浪、海风和洋流等海洋环境干扰,航空母舰在海面上航行时会产生横摇、纵摇、升沉等摇荡.为了分析舰船摇摆对舰载机着舰引导雷达测量误差的影响,根据虚拟基线定位测量理论,建立了舰艇摇摆带来的误差模型量化公式.在测相位差变化定位中的某些关键技术被深入探讨,为舰载雷达天线指向误差计算及探测误差分析提供理论依据.仿真结果显示了算法的有效性.     

测向交叉定位方法在工程中的应用

根据三维测向定位算法,给出定位公式及定位误差,研究最小二乘算法在侦察定位工程中的应用,并进行仿真。仿真结果显示,目标定位精度与布站的位置、基线区距离、测角精度等有关。采用基于加权最小二乘的定位算法定位精度高,运算量相比较小,利于实际的工程应用。     

基于短基线组合系统实现浮标阵水下目标运动轨迹精确测量

针对水声定位浮标基阵的水下运动目标的轨迹测量时,由浮标水下阵元位置误差引起系统的误差,提出以短基线组合定位系统的浮标水下阵元坐标实时测量校准方法。仿真结果表明,采用短基线组合定位技术,能保障浮标水下接收阵元的定位误差小于0.3 m,系统水下定位误差小于3 m,满足对水下目标轨迹的精确测量技术要求。海试结果证明效果可靠。     

测绘船舶的激光定位技术研究与仿真

现有的测绘船舶上使用的传统激光定位是通过激光光敏硬件与定位算法相结合的方式,来完成对测绘目标的定位操作。在使用过程中,激光定位目标经常出现定位点精度偏差,导致后续图像测绘精度降低的问题。通过对问题的分析,提出测绘船舶的激光定位技术研究与仿真。首先,对传统激光光敏发生硬件参数进行模型构建,通过模型,得到激光发生过程中的误差参量;然后,引入激光高精度定位算法,对误差量进行修正计算,完成高精度激光定位计算;最后,通过仿真实验的方式,对提出的设计方案进行实验性论证,证明其有效性。     

浅析长江中游浮标标体外形尺寸与白昼视距的关系

本文主要通过苏联以及英美采用的两种视距的计算方式与标准视距进行对比,得出不同形状的浮标最合适的计算方式。同时结合人体工程学、标志船型宽等相关要素进行研究分析,得出不同尺寸浮标对应的白昼视距。通过对长江中游浮标外形尺寸与白昼视距的关系分析研究,后期可为浮标标体外形尺寸设计提供相关技术参考,以进一步发挥航标助航效能,为船舶航行提供安全保障。     

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.     

小波神经网络算法在船舶动力控制系统中的应用研究

随着航海技术的发展,人类对海洋的探索也越来越频繁,在不断研究的过程中,人们不仅对船舶的位置有升级的要求,对于其内部动力控制系统的研究范围也在不断的拓宽。本文主要研究船舶动力定位系统的构成原理,并结合神经网络算法对船舶动力定位关键技术进行数学建模。最后在Matlab仿真系统中建立船舶动力控制系统在海洋环境中的实际干扰模型,并从静态角度对小波神经算法的性能进行分析与仿真,仿真结果表明此算法的控制效果良好。