利用GPS测定罗经差的方法及其精度分析

磁罗经是IMO规定的海船必备的导航仪器。由于地磁场、船磁场的变化等会造成磁罗经差的变化,因此,船舶驾驶员须进行磁罗经差的测定,正确引导船舶航行。目前,海上测定罗经差的方法有观测陆标方位法、罗经航向比对法、GPS船位法和天测罗经差法等。其中,天测罗经差是最常用的方法,也是IMO对船舶驾驶员晋级考试与评估的重要内容。     

基于MATLAB的不校正自差的磁罗经使用研究

磁罗经是船舶必备的导航仪器,由于船磁的影响,要使用磁罗经需要先校正磁罗经自差。为达到不校正自差而使用磁罗经,通过采集船舶转向一周里部分罗航向对应的自差,根据磁罗经自差基本公式建立方程组,利用MATLAB软件求得自差系数。然后把自差系数代入自差基本公式求解出任意航向上的自差。结果表明,利用自差基本公式求解出的航向自差与在该航向上进行的实测自差在1°以内,能够很好地代替实测自差来使用磁罗经。     

磁罗经北极高纬海区航向误差分析与补偿

针对舰船高纬海区航行时磁罗经指北力减弱,指向精度降低的问题,将船舶在白令海至北极东北航道实测的磁罗经指向数据与高精度GPS光纤罗经指向数据对比,分析舰船磁罗经在北极高纬地区指向的稳定性和自差变化特性,构建误差拟合曲线并基于拟合参数建立北极高纬海区磁罗经指向误差补偿模型,仿真结果表明,通过误差补偿,磁罗经在北极高纬海区的...     

高纬度区域的地磁导航技术研究

高纬度区域地磁场变化特性导致罗盘式磁罗经无法满足船舶在此区域的地磁导航,采用磁场传感器为核心部件的捷联式地磁导航系统是解决这一问题的有效方法.通过理论分析结果表明:采用旋回式自差校正方式是快速消除船磁影响的有效手段,在一定程度上能够避免船磁分离的理论难题.通过分析一次自差校正后校差系数的适应范围,为有效提高高纬度区域地磁导航的能力提供了依据.     

航海液体磁罗经的周期选择

液体磁罗经的周期问题,是磁罗经安装于船上是否稳定的主要因素之一。目前各国对罗经周期制订的标准不一,现有资料所能提供的理论根据较少。我国罗经制造,对周期也只在摸索、试验过程中。本文主要论述两个方面:1.推导出比较实用的罗盘阻尼摆动周期计算公式。在摆动的基础上,测定罗盘摆动角度之振幅比f,就可以求得液体罗盘摆动周期,式中:f——振幅此;I——通过罗盘中心垂直轴的罗盘转动惯量;M——罗盘磁针组的磁矩;H——当地的地磁水平分力。2.从理论上推论了磁罗经应选择什么周期,才能使它在船摆动的情况下,罗盘几乎保持稳定,以便观测航向与方位;同时,提出罗经在我国上海地区所应有的周期值。     

显示角法消除与测定磁罗经自差

本文论述的《显示角法消除与测定磁罗经自差》的新方法适用于沿海与内河船艇,随时都能进行消除与测定磁罗经的自差,使其处于准确指示航向的状态,可以保证船艇完成航行任务。本方法在使用方式上属于主动式,不需要借助外界目标。只要风浪不大就能在任意海区;任何港湾附近;不论白天、黑夜;不论阴天、晴天;用以消除与测定磁罗经自差。小型船舶可在江河中进行。由于本方法在消除与测定自差的过程中都是采用辅助磁铁与罗经指向力相垂直,且又先在一个罗经主航向上使罗盘0°与罗经基线成45°角,使辅助磁铁力(FR)等于罗经指向力(H′R)。然后使船在罗经八个主航向上航行,这时罗经就在辅助磁铁力与罗经指向力组成的矢量和(FR H′R)力的作用下稳定的指向。而后,再在相反的航向上使罗盘0°与罗经基线之间,以角度的大小准确地显示自差力和罗经指向力的大小,用以达到消除与测定自差的目的。因此,本方法具有操作简便,容易掌握和比较准确的特点。应用时只需使船较准确地保持在罗经八个主航向上。从一九七八年五月到一九八○年十月,经在五十余条不同类型和吨位的船艇上及200余船次的推广、使用的检验,小型船只要在四级风以下和大型船在六级风以下,在借助操舵罗经来保持主罗经航向时,其偏航误差均可控制在±0.5°以内。这时,用本方法消除半圆和象限自差后,其剩余自差均在±1°以内;测定与计算的剩余自差的误差均在±0.5°以内。在精度上满足了航海应用的要求。本方法存在的主要问题是当前不易求得自差系数A,在计算剩余自差时将系数A略去不计,从而带来误差。但因船上自差系数A一般都很小,根据本方法测定自差的误差分析,只要A<±0°.3时,在精度上就不影响航海应用的要求。     

姿态变化对舰船感应磁性的影响

基于弱磁环境下铁磁质的磁化规律,利用舰船姿态变化模型和国际地磁参考场模型,研究不同磁航向情况下,横摇角、纵摇角和偏航角对舰船感应磁性各分量的影响。仿真分析表明,在地磁坐标系中,舰船的各个感应磁性分量除了受磁航向影响之外,还受横摇角、纵摇角和偏航角的调制作用,其中,横摇角的作用最为显著,使得相应磁性产生与横摇频率相同的变化;纵摇角的作用次之,偏航角的作用最小。     

基于数字磁力检测仪的磁罗经自差校正方法

为了能使船舶在锚泊或停靠码头的状态下就能实现磁罗经自差校正的目的,通过安装在罗盆底部的一种数字磁力检测仪测量并存储船舶正常航行时3个航向磁罗经自差力的大小与方向,在校正自差时利用存储的数据可计算出半圆自差系数和象限自差系数,完成磁罗经自差的校正工作.从理论上论述了依靠数字磁力检测仪校正磁罗经自差的原理,阐述了数字磁力检测仪组成以及船舶在锚泊或停靠码头时利用数字磁力检测仪校正自差的方法.经过实践验证了校正方法的正确性,用计算机及传感器技术为磁罗经自差校正提供一种高效便捷方法,节省时间和费用.     

舰船感应磁性的磁异常信号特征

为了研究舰船的磁性目标特征,基于弱磁环境下铁磁质的线性磁化规律,利用国际地磁参考场模型,研究了不同磁航向情况下舰船磁异常信号的分布。仿真分析表明,在地磁坐标系中,舰船南侧的磁异常信号为正,北侧为负;随着舰船磁航向的变化,磁异常信号等值线的形状略有变化,取向和范围有较大变化;为了减弱磁异常信号,舰船应沿磁东、磁西方向航行,为了提高探测能力,应沿磁南、磁北方向搜索。     

测量船磁罗经自差校正技术研究

根据航天测量船结构特点,分析测量船磁罗经的受力以及罗经自差变化的原因,针对测量船航线途径磁赤道的航程,提出准确校正测量船磁罗经自差及保证自差系数稳定的方法。     

GPS光纤罗经在北极航行中的应用

罗经是船舶上指示航向的航海仪器,是保障航海安全的重要设备。国际海事组织（IMO）规定：远洋舰船必须配备罗经。罗经包括磁罗经和电罗经。磁罗经作为重要的导航仪器在海洋船舶上的使用已有十分悠久的历史,并且因现代磁罗经具有结构简单、使用方便、在一般航行区域性能可靠及不依赖外界条件的特点,故仍作为必备导航仪器。但由于磁罗经精度不高,所以在实际应用中,一般以电罗经为主,磁罗经为辅。     

如何使磁罗经指向稳定

我国千吨以下船只,安装有电罗经者较少,大多只有一个磁罗经,安装在驾驶室内。而在这些船上,装有最先进的GPS导航仪者不少。它既可以用于定位、航路点导航等,又能显示船行方向。有些船主就认为有了GPS导航仪,磁罗经作用不大了;罗经的自差也不消除。而有些船长,从实际操船中体会到,磁罗经对于操纵船只保持航向,或转入新航向等是不可缺少的。GPS是将导航仪自身测定的几个连续的(不一定是在一条直线上)船位连线平滑以后,得到平滑后的连线方向,作为这段时间的航行方向。     

对船用磁罗经产品检验的建议

随着卫星定位系统(GPS)和电子海图在船舶上的使用,磁罗经的重要性有所降低,但在断电源或无信号的应急状态下,船舶航向仍需依靠磁罗经指引导航。所以,至今世界各国在船舶建造规范中,仍将磁罗经规定为船舶的必备仪器。这里,我将当前磁罗经产品存在的质量问题及加强检验的相关建议     

对“显示角法消除与测定磁罗经自差”的见解

我认为鉴定会对“显示角法”消除与测定磁罗经自差的科学性、精确性、可靠性和操作简繁程度的鉴定意见是客观的、正确的。下面我根据显示角法误差理论和实际应用效果提出我的见解: (1) 关于“显示角法”在消除磁罗经自差时,设A=0、E=0时的误差讨论: 根据显示角法的理论误差公式(与科伦克法理论误差相同),若以南北航向为例,则:     

GPS罗经实船试验及其在航海中的应用

0引言精确测定船舶航向对船舶海上航行至关重要。当前,船舶使用的航海指向仪器主要有2种:陀螺罗经和磁罗经。陀螺罗经虽然精度高,但是价格昂贵,且有稳定时间长的缺点;磁罗经虽然价格低、使用方便,但是精度差。随着GPS技术的日益发展,人们想到利用双GPS接收机接收卫星电波信息,并从接受到的信息中提取出卫星的位置参数、伪距、相位参数等,通过一系列导航算法解算出船舶的船首向信息,GPS罗经就此诞生。GPS罗经可以有效地弥补上述2种罗经的不足,并且具有自己独特的优势。     

俱乐部

磁通门数字罗盘由海军驻七○七所军代表室研制的SCL-1型磁通门数字罗盘在天津通过技术鉴定。产品由磁通门传感器和电子线路箱组成。当载体航向改变时,传感器敏感地球磁场的变化,输出相位对应变化的电信号,经处理后将航向用数字显示出来。与传统磁罗经相比,它具有跟踪载体航向、变化迅速、抗摇摆适应性强、体积小、重量轻、易于安装、     

基于二维高斯样条函数的水下地磁被动定位

目前利用水下地磁信息对惯导误差进行校正多以各类匹配算法为核心,对此论文提出一种基于二维高斯样条函数的水下地磁被动定位新模式。文章首先介绍了一种利用二维高斯样条函数逼近的连续局部地磁场模型,随后在该模型的基础上将实测地磁表示为连续的解析形式,最后以实测地磁作为包含目标位置信息的量测值,并结合扩展卡尔曼滤波算法对目标位置进行最优估计。这种方法无需使用常用的匹配算法,因而也就摆脱了匹配算法的诸多限制。以分辨率为2′×2′的某区域地磁异常数据为背景场进行仿真,最终的仿真结果表明：经高斯样条函数逼近的局部地磁场模型平均误差小于0．26nT ,水下平均经、纬定位误差分别小于0．96和0．33海里。     

船载磁探测器任意航向实时抗干扰技术研究

船载磁探测器测得的磁场信号中，除期望的船舶坐标系下的地磁场信号外，还包含多种干扰磁场信号，需进行抗干扰才能满足测磁要求。本文在分析各种干扰磁场信号特性及其排除方法的基础上，对任意航向上的三分量实时抗干扰技术进行了理论建模、算法实现以及工程适用性等研究，并通过MATLAB仿真验证该技术的可行性。该技术可使船载磁探测器的抗干扰摆脱时间、地点的限制，有效地解决船舶固定干扰磁场的实时排除，船舶固定磁场变化的实时监测等难题。     

关于校正软铁的使用

校正磁罗经自差,软铁片或软铁球(或棒)是不可缺少的。它用来消除船上软铁所产生的象限自差(D)。但是软铁不仅受到地磁力的磁化,而且还会受到罗经磁针系统及校正磁棒的磁化。当罗经周围有较强的磁场存在时,例如雷击磁化舵机,或磁性物体靠罗经过近,也会感应软铁,使自差出现复杂的变化。这样,不仅增加了校正工作的困难,处理不好,将难以使自差缩小到规定要求之内,还可能出现罗经不稳定或迟钝现象。因此,正确使用软铁,对校正自差和保证航     

一次电罗经故障引发的安全管理思考

2011年1月28日早晨,我任职的XX轮在新加坡港中远集装箱码头离泊时,电罗经突然发生故障,从000°至360°一直旋转不停无法稳定,随即换用磁罗经操纵船舶离港。经过两天航行,于2011年1月30日凌晨靠上印度尼西亚的雅加达港JICT-1码头,随后公司安排的工程师上船修复电罗经并恢复工作正常。