大深度多普勒计程仪方案研究

多普勒计程仪是一种利用多普勒效应原理制成的自主式测速导航设备。即便在GPS导航高速发展,INS系统已提高到很高精度的今天,多普勒计算仪仍郄有其不可替代的导航作用,尤其在军事领域更是如此。本文简要介绍船用多普勒计程仪的基本原理及其目前的国内外技术动态,列举上海航海仪器总厂多普勒计程仪的技术现状,在此基础上,提出开发大深度多普革计程仪所应解决的关键技术。     

AUV中SINS/DVL组合导航技术研究

针对水下自主潜器的特点，重点介绍一种采用捷联惯导系统与多普勒计程仪的组合导航技术。通过引入多普勒计程仪提供的绝对速度，提出了输出校正与反馈校正相结合的混合校正集中卡尔曼滤波方案，仿真结果证明该方案可有效提高系统导航精度。     

舰艇导航系统信息保障效能评估研究

针对现代舰艇导航系统面向作战的信息保障特点,建立了导航系统对舰艇作战行动的信息保障关系与基于信息保障能力的评估指标体系结构,结合导航信息保障效能评估的特殊要求,提出并探讨了基于信息融合度的KADC修正评估模型及保障效能分解方案,并对评估模型进行了测试分析。测试结果表明所建评估模型符合当前舰艇导航信息保障的一般规律,具有较强的应用价值。     

一种补偿海水声速的新方法

在影响多普勒计程仪测速精度的多种因素中,以声速的影响为最大。多普勒计程仪的高精度必须建立在良好的声速补偿措施上,本文就双波束工作方式的多普勒计程仪从原理上分析声速变化对测速精度的影响,并介绍了一种新的补偿声速的方法:声学透镜法,它能在换能器自身结构得以完善的同时补偿声速,保证系统的测速精度。     

第四代船舶计程仪展望

船舶计程仪已经历了三个发展阶段,从水压式计程仪、电磁式计程仪到声纳计程仪。随着卫星导航定位技术的发展,相信全海域、全天候的第四代船舶计程仪不久也将问世。北斗卫星导航定位系统将在任何气候条件下,提供可靠精准的定位、测速和授时服务,为水上航行舰船提供精确的导航定位与安全保障。     

声相关计程仪的工作原理与适用性

声相关计程仪是一种利用波形不变性原理制成的自主式测速导航设备。即便在GPS导航高速发展、INS系统已提高到很高精度的今天,声相关计程仪仍然有其不可替代的导航作用,尤其在军事领域更是如此。通过介绍船用声相关计程仪的基本原理及其应用范围,阐明声相计程仪的组成各部分作用特点及其适用性。     

不同种类计程仪在高速船上运用效果分析

以出口国外的13米级高速艇为研究对象,分析船体在高航速下对压差计程仪、电磁计程仪、声多普勒计程仪、无线电多普勒计程仪四种不同种类计程仪的安装影响。介绍了这四种不同类型接触式计程仪的工作原理,从理论和计算机仿真两个方面分析了高航速下船首部流场、空化、波浪砰击对接触式计程仪总体安装的影响,最后得出高速船设计上应采用非接触式计程仪的结论。     

船用计程仪信号设备的虚拟检测技术系统设计

船用计程仪信号设备是专门负责船舶航行速度和航行里程测量的仪器,计程仪通过信号发送模块将速度、位置信息发送到船载导航、驾驶等相关设备,对船舶导航和维护等具有重要意义。为了解决船用计程仪信号设备在故障检测方面的难题,提高检测的精度和自动化程度,本文结合LabVIEW虚拟仪器技术,用计算机软件代替硬件,研究一种新型的船用计程仪信号设备的虚拟检测技术。     

基于自适应滤波器的AUV组合导航系统研究

为满足自主式水下航行器(AUV)应对水下复杂环境和水下高精度导航的需求,提出了捷联式惯性导航系统(SINS)、多普勒计程仪(DVL)、磁罗经导航系统(MCP)和地形辅助导航系统(TAN)的水下组合导航系统方案,设计了一种基于BP神经网络的自适应滤波算法,建立了卡尔曼滤波器的线性滤波方程和导航传感器的量测方程,根据数学模型进行仿真实验。仿真结果表明,导航传感器和基于神经网络的自适应滤波技术的应用大大提高了AUV的导航精度和自适应能力。     

多普勒计程仪测速误差分析

阐述了多普勒计程仪测速原理,分析了多普勒计程仪测速误差来源,提出了减小和修正测速误差的方法,有效地提高测速精度。     

卡尔曼滤波技术在潜艇组合导航中的应用研究

高精度的导航定位是潜艇研究中所面临的主要难题之一。采用GPS辅助的INS/DVL组合导航是目前潜艇的主流导航模式。当前实现GPS/INS/DVL组合导航的技术主要有航迹推算和卡尔曼滤波。本文将卡尔曼滤波技术应用于潜艇组合导航,并把EKF与传统的DR方法进行了仿真比较研究。结果表明,EKF的估计精度较高。     

Research on integrated navigation method for AUV

The principles of the SINS/DVL integrated navigation system are introduced, and the compass status accuracy is compared. When the heading is changed, the dead reckoning algorithm using the heading information of the SINS （Strapdown inertial navigation systems） and DVL （doppler velocity log） is adopted to substitute the SINS/DVL integrated system. The simulation results show that the method can improve the accuracy of integrated navigation system when AUV （autonomous underwater vehicle） is in motion.     

基于多普勒和光纤陀螺水下机器人导航系统研究

对基于DVL和FOG的导航方法进行研究,设计了导航方法的无缆水下机器人导航系统,分析导航系统的主要误差源,采用扩展Kalman滤波算法辨识传感器的安装偏差,通过湖试数据验证了该算法的稳定性和正确性。     

基于SUKF滤波的INS/DVL组合导航研究

惯性导航系统(INS)长时间自主工作存在误差积累,采用INS与多普勒速度计程仪(DVL)组合的方案导航.针对组合导航系统状态维数较高,采用算法实现和估计精度优于传统扩展卡尔曼滤波的尺度变换模式的UKF(SUKF)方法.仿真结果表明,采用SUKF滤波方法实现INS/DVL组合导航是可行的.     

重力辅助导航的拐点判据算法

通过对重力场特征参数进行研究,发现重力场特征参数曲线拐点与重力匹配有效的区域有内在联系,提出了一种基于拐点判据的重力辅助导航算法,该算法运用拐点选择和拐点扩充机制,对重力场特征曲线拐点进行选择和扩充,得到重力有效匹配区域,在惯导／重力／计程仪组合导航系统仿真机上进行仿真试验,试验结果表明：该算法能对重力匹配区域做出较好的判断,能有效提高重力辅助导航系统的精度。     

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。     

港口通航环境对船舶航行安全的影响分析及评价

港口通航环境是发展航运所依托的重要资源之一。为了预防和减少海难事故的发生,降低港口船舶航行的危险程度,除了提高操船者的素质、船舶性能,还需要改善船舶通航环境。从水文气象因素、港口条件因素、航道条件因素、交通因素、水上水下施工作业5个方面对船舶通航安全的影响进行了分析,论述了港口通航环境安全评价的主要内容,提出了改善通航环境的治理对策。     

基于船舶减速的单线航道通航效率评价

针对现有航道通航效率评价存在对船舶航行状态考虑不足的问题,提出一种基于船舶减速的单线航道通航效率评价模型。该模型从船速差异对船舶自由航行状态影响的角度,综合考虑航道长度、船速大小和船舶到达率等参数,用船舶减速幅度和减速后的通航历时衡量单线航道的通航效率η。在统计分析船舶交通流变化规律的基础上,采用离散仿真软件Arena进行模拟仿真试验,利用蒙特卡洛方法探究并揭示航道长度、船速和船舶到达率等参数变化对单线航道η的影响机理。研究结果表明:单线航道η模型对评价和表征航道η是可行的,可为航道通航能力和船舶交通组织效率分析等提供评价依据。     

船员适任性多层次灰色综合评价研究

为了定量评价船员的适任能力,依据胜任力绩效评价理论建立了4个层次的船员适任性评价指标体系,运用层次分析法确定了各评价指标的权重,利用灰色评价理论构建了船员适任性多层次灰色评价模型。它将评价者的分散信息处理成一个描述不同灰类程度的权向量,再对其进行单值化处理,得到受评者的评价值,可以定量区别船员的实际适任能力,并能分析各评价指标所属的灰类分布情况,通过对模型的实例验证,充分表明其科学性和合理性。模型的建立对于船员的甄选和业绩考核,完善船公司薪酬制度和激励机制,改进船员管理模式,保证海上航行安全,具有十分重要的现实意义。