基于泊松方程的磁罗盘磁域自差修正

电子磁罗盘是现代车辆导航中重要设备,但至今尚未应用到船舶导航上。针对船载磁航向测量中存在的各种误差,分析了船载情况磁罗盘系统误差的形成原因和机理,在此基础上系统地研究了船载特殊情况中数字磁罗盘误差校正问题,并且具体给出基于泊松方程的磁域的误差修正方法,实验结果表明,该方法简单有效地实现磁航向误差校正,且补偿精度高、成本低。     

非理想条件下三轴磁通门传感器误差修正方法

三轴磁通门传感器应用较为广泛,但非正交误差和非水平误差影响了三轴磁通门传感器的磁场测量精度.根据三轴磁通门传感器测量原理,分析了非理想条件下与理想条件下磁场转化矩阵关系.为消除三轴磁通门传感器中非正交误差和非水平误差的影响,建立了以磁场转化矩阵参数为自变量的优化模型.采用全局优化能力强、寻优效率高的微分进化算法求解该优化模型,求得磁场转化矩阵参数即可实现非正交误差和非水平误差的同时修正.三轴磁通门传感器误差修正实验表明,该方法在一定程度上可有效消除三轴磁通门传感器中非正交误差和非水平误差的影响,对提高三轴磁通门传感器磁场测量精度具有重要意义.     

基于磁通门检测技术的钢丝绳探伤传感器的设计原理及方法

阐述了基于磁通门检测技术的钢丝绳探伤传感器的设计原理和方法,为适合钢丝绳探伤需要,对磁通门进行周向布置设计;为消除股间漏磁场,对磁通门进行了改进设计;并设计了与检测速度无关的空域定位器来记录确信的位置和缺陷信号的宽度。     

航向指示器陀螺房的应力问题

航向指示器是陀螺半罗盘指示仪表,它能稳定于地理子午面附近,以便判读航向。表征航向指示器性能的主要技术指标是在静基座动基座上的漂移精度。从陀螺仪原理可知,漂移率ω=M/H,     

基于磁通门和加速度感器的舶磁场测量仪研究

本文提出了以加速度和三端式磁通门传感器为核器件的磁场测量仪,实现了测磁传感器在运动情况下对被测物体三维磁场号的拾取。     

基于MSP430单片机的姿态测量系统设计

为满足对姿态测量低成本、低功耗的需求,设计一种由MSP430F5438与三轴地磁传感器、三轴MEMS陀螺仪和加速度计构建的姿态测量系统。分析系统的硬软件实现方法,对传感器的校正以及基于四元数和梯度下降法数据融合进行推导,在利用加速度计计算倾角的基础上对电子罗盘进行倾角补偿及四元数的初始化,解决梯度下降法初始时收敛慢的问题,动静态实验结果验证了姿态测量系统的精确性和实时性,俯仰角和滚转角精度在±1°以内,航向角精度在±2°以内。     

一种船用磁场传感器的研究

介绍了一种船用磁场传感器的工作原理,针对其集成度高、采用磁通门和独特的检查绕组设计的特点进行了详细地探讨,总结了该传感器灵敏度高、精度好的原因,可为传感器设计提供学习和借鉴.     

HMR3000数字罗经在矢量传感器被动测向浮标中的应用

在矢量传感器被动测向浮标设计中,将HMR3000数字罗经与矢量水听器同轴封装,采用MSP430F149单片机作为下位机实现与数字罗经的串口通信,将数字罗经航向数据和矢量传感器方位估计数据交联处理,成功地解决了系统测向误差修正问题。矢量传感器测得的目标方位经过误差修正后,系统测向精度得到提高。     

舰载捷联式电子罗盘航姿估计新算法

捷联式电子罗盘以其低成本、固态化、小型化、数字化等特点正在获得越来越广泛的应用。本文针对舰载捷联式电子罗盘现有算法的不足,在保持自主测量的前提下,提出了一种新的航姿优化递推估计算法。该算法采用卡尔曼滤波框架,利用Unscented变换(UT)传递随机变量经非线性变换后的统计特征量以实现测量更新。与传统的捷联式电子罗盘航姿测量方法相比,本文所提方法可以明显提高捷联式电子罗盘的航向姿态测量精度,并能同步提供姿态速率信息。     

多航向传感器信息融合与容错联邦卡尔曼滤波器在舰艇综合导航系统中的应用

不同的航向确定方法呈现不同的误差特性,通过多航向传感器的信息融合能够获得更稳定、准确的航向测量。本文提出了一种包含多个航向传感器数据融合和故障容错联邦卡尔曼滤波器的组合导航方法。该方法能够实现多个航向传感器的数据融合,同时还能实现传感器的在线故障检测和实时容错。首先基于输出误差协方差的权值法对航向测量进行最优融合,然后基于状态卡方和残差卡方设计了一个容错联邦卡尔曼滤波器,该滤波器能够检测并隔离故障的航向传感器。实测数据试验表明,该方法能够达到预期的舰艇组合导航系统的故障容错性能。     

基于巨磁阻传感器的无线船舶航向自动测量系统研究

针对船用航向自动测量设备的特点,从理论上分析了巨磁阻传感器的特征,并建立了航向自动测量系统数学模型.采用磁电阻百倍于普通磁阻的传感器作为航向自动测量系统的地磁测量单元,与加速度传感器、陀螺传感器、温度传感器、微处理器等,构成了系统的基本组成,并对航向自动测量流程、磁场测量单元温度补偿等方面进行了研究.     

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。     

磁阻传感器电子罗盘及其在船舶导航中的应用

本文介绍了应用磁阻传感器的电子罗盘的电路设计和数据采集、航位推算导航的动态模型，将电子罗盘数据、船的速度信息和GPS数据进行信息融合以提高导航的精度。最后探讨了低价位的电子罗盘与GPS组合导航技术在中小型船舶导航中的应用。     

基于航向传感器数据的阵形估计方法

拖线阵畸变以后需要进行阵形估计,传统上利用线阵上的多个航向传感器数据进行高阶多项式拟合方法面临着不易收敛的问题,且对航向传感器的精度要求高,本文采用二阶多项式进行拟合,对拟合算法进行仿真,仿真结果表明该方法能够较好跟踪阵形,对航向传感器的精度有较好的宽容性。     

基于同步相敏解调技术的三端式磁通门信号处理

文章研究了三端式磁通门测磁仪信号的同步相敏解调技术。在磁通门测磁仪基本工作原理的基础上,首先分析了三端式磁通门测磁仪在方波激励下的输出信号组成,微弱的偶次谐波中包含了待测磁场信号。简述了同步相敏解调技术及其检测微弱信号的特性,根据三端式磁通门测磁仪输出信号的特点,讨论了采用基于电子开关的同步相敏解调技术解调待测磁场信号的可行性和优越性,为三端式磁通门测磁仪信号处理电路的设计提供了重要理论依据。     

应用数字技术提高陀螺罗经的性能

本文主要阐述船用陀螺罗经应用数字技术进行航向信号测量与处理,航向传递,航向显示等,提高了陀螺罗经的性能。     

基于磁阻传感器的磁罗经实验室训练方法改进设计

利用磁阻传感器感知磁航向,对此航向加入误差模拟电罗经航向,磁罗经与此航向比对,模拟实际工作环境中磁罗经与电罗经比对测定消除磁罗经自差,解决了实验室无法进行此项目相关教学训练的问题。     

基于AIS串口数据解读的移动分罗经设计

分析AIS信息结构,提出AIS信息的采集方式,设计AIS串口数据解读流程。以船载局域网为基础,对解读后的AIS信息的网络共享方式进行了探讨,着重设计罗经航向数据无线网络共享,并利用VB6.0编程设计了基于移动PC的罗盘仿真式数字化分罗经。     

吊舱推进的小型水面无人船航迹控制系统设计

为解决适应内河通航环境的小型水面无人船(USV)航迹控制的快速性和鲁棒性问题,以小型水面无人船为研究对象,设计一种基于吊舱推进的USV航迹控制系统,该航迹控制系统由航迹控制器、航向控制器、转向操作机构、电罗经、D-GPS,以及角度检测传感器组成。其中航迹控制采用改进的LOS(Line of Sight)导航算法;航向控制器由两级模糊控制器构成,可同时满足大角度转向控制和小角度航向保持的性能要求。仿真和实船试验结果皆表明,该控制系统能够满足内河复杂通航条件下USV对航迹控制的要求。     

智能型航向数据再发送装置的研制

本文介绍了一种向数据再发送装置，该装置可实现航向信号模／数转换／航向转换情况诊断、航向数据自动累计以及航向数据的自动连续发送等功能，该装置与分罗经连接在一起，使罗经航向信号不仅能以模拟量的形式输出，而且还可以数字量的形式输出，给数字化的导航设备提供高精度的航向数据。