高精度超短基线GAPS在水下定位中的应用

GAPS是法国IXSEA公司开发的勿需标定的便携式超短基线声学定位(USBL)惯性导航系统,集全球定位系统GPS、水下声学定位系统及姿态传感器于一体,具有安装方便、操作简单、精度高等特点.介绍高精度超短基线GAPS的安装方法、技术优势和工程中的实际应用,对使用过程中影响定位精度的主要因素、误差削弱方法进行简单分析.     

卡尔曼滤波算法在自主式水下机器人超短基线定位中的应用

近年来,海洋开发进程不断深入,水下机器人在海洋探测、海上救助等领域发挥着越来越重要的作用。基于超短基线的声波探测定位技术是采集和传递信息的最有效手段,是解决水下机器人定位精度的有效途径。本文研究基于超短基线定位的原理,分析产生定位误差的原因,利用卡尔曼滤波算法提高水下机器人的定位精度。     

超短基线软体排深水水下定位检测系统设计思路

结合长江南京以下12.5 m深水航道一期工程,根据深水、大流速工况,提出了超短基线软体排深水水下定位系统的设计思路,经过系统开发、测试完成了设计,通过应用实现了软体排在深水条件下铺设定位的可视化,实时调整铺排船作业时的工作状态,确保排体铺设准确。     

超短基线测量技术在铺排施工中的应用

利用超短基线测量技术进行水下铺排施工的定位控制与检测是一项全新的应用技术。文中结合长江南京以下12.5 m深水航道建设工程白茆沙I标铺排工程,简要阐述了超短基线测量技术在铺排施工检测中的作业工艺;通过与传统作业方法的比对分析,提出利用超短基线进行水下排体的施工检测是可行的,测量手段便捷,测量成果准确,建议推广应用。     

船载超短基线海上标定方法探析

声学定位系统的技术研究和应用开发在现代海洋科学调查和水下施工中起着重要作用。本文以国产某型超短基线定位系统为例,结合载人深潜试验性应用航次中对蛟龙号的定位服务,就超短基线声学定位系统的海上标定方法展开了讨论。     

水下定位系统误差分析

通过对水下定位系统的误差来源、误差控制方法和多个设备之间的数据融合过程中的误差表现进行分析,探讨各种误差因素的影响,提出提高水下定位精度的措施,指出在应用中应合理进行误差分配,控制显著误差,以达到最佳测量结果。     

超短基线系统在ROV水下定位的应用研究

一、概述 在实施水中消防作业、沉船打捞等救捞任务之前,首要的任务是要确切定位水下目标、了解水下情况。对海底失事船艇及其他沉没物的水下定位是一项关键且高难度的作业．水下定位一般是在概位搜索的基础上,利用声纳船及单（双）船拖扫方法并经潜水员水下探摸确定沉船的具体位置。随着水下机器人技术的成熟,利用水下机器人进行水下定位作业也得到越来越广泛的应用。     

基于虚拟仪器的超短基线水声定位系统

基于虚拟仪器技术,介绍通过Matlab仪器控制工具箱将示波器和计算机结合组成超短基线水声定位系统的方法。用虚拟仪器技术扩展传统仪器的功能,定位水下运动目标。     

IXSea Gaps超短基线定位数据卡尔曼滤波研究

文章介绍了IXSea Gaps超短基线定位系统及其优势,以及卡尔曼滤波的基本原理、特点、初始值选取和测量过程中所产生的野值的判断准则。在此基础上编写了适用于超短基线定位数据的卡尔曼滤波程序。对水下定位试验所采集的数据进行卡尔曼滤波,得到了较平滑且与原始数据相吻合的滤波数据。     

Nonlinear model predictive dynamic positioning control of an underwater vehicle with an onboard USBL system

This paper presents a novel optimization-based approach for dynamic positioning (DP) of a fully actuated underwater vehicle equipped with an onboard ultrashort baseline transceiver to provide relative position information of two earth-fixed transponders near the vehicle. The DP system error is defined by the transponders’ positions compared to the desired values, which occur at the vehicle’s target pose (position and orientation). The proposed DP strategy is composed of two loops in a hierarchical structure. In the kinematic loop, the nonlinear model predictive control is used to generate the desired velocity by optimizing a cost function of the predictive trajectories under the constraints of velocity and transponder bearings over a limited time horizon. In the dynamic loop, the neural network model reference adaptive control with pseudo control hedging is utilized to ensure the asymptotical convergence of velocity tracking errors in the presence of uncertainties associated with unknown model parameters, currents and thruster dynamics. The effectiveness of the proposed control scheme is illustrated by comprehensive simulations.     

舰船磁定位算法实现及计算分析

首先建立磁场数学模型,然后在船长、探头的姿态角、航行的速度、船舶的起始点未知的情况下设计了磁定位算法。在算法中偶极子个数不确定,采用旋转椭球体和偶极子阵列混合模型进行磁定位,通过实验结果可以看出,目标舰船长度的估算和真实值偏差非常小,从而说明本文所设计算法的有效性。     

海洋施工定位软件结构解析

海洋施工定位软件由于其多载体、多目标指引的特点,在一般的海洋测量软件基础上,更强调对无线电传输和引导物之间的数据链接功能。通过对海洋施工常用的定位软件的功能结构进行分解,提取其核心的8个功能模块予以描述。工程应用结果表明,文章所提出的导航定位软件结构合理、功能完善、准确可靠、稳定实用。     

J型铺管船动力定位性能研究

本文对J型铺管船的静、动态动力定位性能开展研究,得到风速包络线和推力使用率,确定了铺管船能够抵抗的极限载荷,以及在作业工况下推力使用情况。在时域中对动力定位的J型铺管船进行了运动模拟,确定了船舶的定位精度,并对铺管作业对定位能力的影响展开研究,研究了以不同角度进行管道铺设时对推力使用率的影响,在时域中研究并比较分析了进行铺管作业船舶的动力定位精度。本文明确了船舶在铺设管线时的动力定位能力,为工程实践提供参考。     

GPS水深测量系统及其平面定位精度分析

结合多个水深测量工程的实践,对GPS水深测量系统以及其平面定位精度进行分析,供测量同行参考。     

GPS航海定位精度评估与分析

文章论述了GPs发展概况,包括SA取消后的美国GPS现代化对GPS应用界的影响.简述了GPS的工作原理,以及影响GPS定位精度的各种误差因素.采用OFFICE软件中的EXCEL,处理大量的实测数据,比较SA取消前后GPS定位精度,重点分析影响GPS精度的各种误差因素,对GPS民用精度进行了分析与评估.同时针对SA取消后航海应用中的定位精度,在评估GPS定位精度(2DRMS)基础上,分别采用不同版海图,实测GPS船位与在大比例尺港泊图上,通过多次陆标定位所得的平均值作为标准船位比较其偏差,分析在不同坐标系下,对船舶定位精度的影响,得出采用不同坐标系的定位误差及海图的误差.     

动力定位系统推力能力曲线计算分析

推力能力曲线与传统的动力定位能力评估结果不同,它显示着动力定位作业控制时推进系统的推力可执行域。文章通过对动力定位系统仅在力矩平衡约束下的最大推力进行求解,计算了推力能力曲线,并结合相关算例对推力能力曲线的应用进行了分析研究。研究结果表明推力能力图线尽管对于环境载荷的估算依赖很小,但对动力定位能力仍有着很好的反映。而且在动力定位作业控制时,它不但能反映动力定位系统当前的工作状态,同时对可能出现的一些临界状态做出预判,给动力定位系统操控人员提供很好的指导建议。