陀螺罗经是怎样指示子午线的?

船在汪洋大海中航行,是靠什么指示航向的?大家知道,测量高度,要以水平面作为基准。同理,测量航向也要有一个基准,它就是地球表面的地理子午线。因为地理子午线与船的航行方向的夹角便是航向角,船便是根据这个航向前进的(图1)。船在地球的海洋上运动,而地球又在宇宙空间自转运动,地理子午线又怎样反映到船上给驾驶员作为导航的基准而提供航向呢?     

河船目测船位的原理及应用

船舶航行在海洋上是用天文航海、地文航海、雷达、电测向仪和GPS等方法测定船位,将测定的船位绘在海图上再制定航向,船按该航向航行.内河航道狭窄、弯曲,要求驾驶员时刻掌握本船在航道上的位置,以正确的航向航行,安全地操纵船舶.     

MEMS航姿测量系统在航海领域的设计研究

航姿自动测量系统是当前船舶的重要助航设备之一,对于船舶的航行安全,自动驾驶等,具有重要的意义。针对当前航姿自动测量系统成本高,复杂性高的问题,本文提出一种基于低成本MEMS惯性和磁传感器的姿态和航向参考系统(AHRS),研究其在船舶航行领域中的应用,设计航姿测量系统中航向、姿态测量的数学模型。并通过实验证明提出的方法能够保持较高的工作稳定性和有效性。     

全廻转舵桨船航向控制研究

全回转舵桨船操纵机动性强,但航向稳定性差,在长程航行中尤其需要采用航向自动控制技术。针对双舵桨驱动的"润江1"科考船,将卡尔曼滤波器与模型预测控制器级联建立了适用于舵桨驱动船的航向控制系统,具备滤除高频波浪干扰并有效处置舵桨限制条件的功能。仿真测试和船模控制试验充分验证了上述系统的有效性,适用于舵桨驱动船的航向控制。     

缆船非线性拖带系统及数值仿真

基于船舶操纵性运动方程和拖缆的三维动力学运动方程,提出了被拖带船舶拖点位置匹配的方法,建立了缆-船非线性整体的拖带动力学模型,采用数值计算法实现了时域内拖带运动的模拟.对一艘具有航向稳定性船舶进行了拖带运动数值计算,拖带船舶采用PD控制方法较真实地模拟了拖带船舶航向改变的运动过程.数值计算讨论了拖点位置、拖缆长度、拖带航速对拖带航向稳定性的影响,结果表明：拖带航向稳定性与线性拖带理论一致,即拖点位置在水动力作用点之前拖带航向具有稳定性,拖缆长度和拖带航速对拖带航向稳定性无影响.拖缆长度和拖带航速可以影响拖带的航行品质,增加拖缆长度能有效抑制拖缆张力的振荡,拖带航速影响到航向角的响应快慢和超调量.     

多船并行航行轨迹精准控制算法研究

传航行轨迹精准控制算法在多船并行情况下,由于计算中没有区分航线航向,造成航行精准度较低,为此提出多船并行航行轨迹精准控制算法。构建船舶轨迹精准控制模型,根据船舶航行目的生成船舶运行轨迹,以实际航行轨迹为基础计算船舶定位航线,分别计算船舶直线航行控制轨迹以及曲线航行控制轨迹,完成多船并行航行轨迹精准控制算法设计。设计仿真实验,通过模拟使用环境,将提出算法与传统算法进行比较,实验结果表明提出方法计算的航行精准度更高,证明研究方法具备有效性。     

捷联航姿系统航行状态下的组合对准算法研究

由于捷联航姿设备无纬度解算值,导致跨纬度航行时航向误差过大,引入计程仪速度与航姿设备输出姿态、航向一起对纬度值进行计算,航行状态引入计程仪信息后建立数学模型进行初始对准,经航行实验验证,72小时内航向角误差得到了极大的缩小,验证了该数学模型的可行性,可提高设备的精度,具有实际使用意义。     

大风浪中船舶航行安全性评价

从船舶在波浪中运动的机理出发，将模糊数学中的层次分析法理论用到大风浪中船舶航行安全性评估上来，开发了相应的计算程序。寻找到了船舶在波浪中航行时的安全航态范围和在某一航速(或航向)时的最佳航向(或航速)，形成了一套“理论航法”，使得驾驶员在操纵船舶时能够得到有效的指导。     

舰船在波浪中优选航向航速的计算

舰船在波浪中航行时,波浪引起的横摇、纵摇、升沉、甲板淹湿、砰击等因素会影响舰船完成其任务甚至危及航行安全。因而在大风浪中航行时,为了进行正常作业或为了航行安全常常需要调整航向航速。为了及时选择最佳的航向航速,本文提出的方法是:根据在原航向上测得的纵摇与横摇的数据估计出当时的海浪谱参数,根据该浪谱参数预报改用其它航向航速后船的纵摇、横摇、升沉的幅值及甲板淹湿、砰击的概率,在此基础上选出航向航速的可行范围及最佳值。本文提出的所有计算均由计算机自动完成,从而使在波浪中调整航向航速的决策方法由传统的依靠驾驶员的经验估计变为用计算机自动进行定量分析。     

狭水道中航行船舶间距控制的研究

船舶在狭水道中航行,合理的船间距对于船舶的安全营运非常重要.本文通过分析新航向距离,并结合船间效应给出了船舶的最近会遇距离,得出了狭水道内航行的最小船间距的计算公式,为船舶驾驶员的进出港操纵及港口调度的人员提供参考.     

航道中船舶安全航行的分析

由于航道的复杂性,船舶在此水域航行安全受到严重影响,因此船舶在进出航道前引航员、船长及驾驶员要做好充足准备;在航道航行时应该注意本船船位、航速、航向以及他船,并按章航行。     

自主式无人水下航行器航向自适应滑模控制

无人水下航行器是未来水下战场的重要武器装备,对其运动控制的研究得到广泛关注,其中航向控制的实现是研究的热点问题。对无人水下航行器六自由度动力学方程进行简化,得到横向运动动力学方程,并将偏航角作为控制对象,采用滑模控制的方法实现对航向角的跟踪控制,并引入自适应机制在线估计未知参数,减小参数不确定性对稳定性的影响。通过对控制算法的仿真,结果表明了控制器设计的正确性。     

一种快速获取目标船运动态势的方法

此文提出采用计算机技术和多信道共用技术的无中心移动通信系统来快速地获得目标船位置、速度、航向等一些动态信息,并实时地向目标船发射本船的航行动态信息。     

小型船舶和渔船配备AIS刻不容缓

AIS是运用了先进的船舶导航技术、数字通信技术和网络信息技术,用于水上交通联络和指挥的岸—船、船一岸,以及船一船之间的通讯、导航,是在船舶之间和船岸之间自动进行航行通信、建立船舶信息交换和船舶识别的系统。它能够自动发射、接收和处理装有AIS的船舶的自身静态数据和动态航行信息,使船舶相距对遇船或岸台很远时,即能自动、连续向它船或岸基VTS（船舶交通管理中心）提供该船的实时船位、速度、航向等与船舶航行或与交通管理相关的信息,并接收它船及VTS提供的助航服务信息,从而在很大程度上有利于船舶的航行安全。     

人工智能技术的船舶航行轨迹控制算法

为加强船行主机对于行进轨迹的精准控制能力,实现对船舶航向的有效性规划,提出基于人工智能技术的船舶航行轨迹控制算法。联合TLC设计思想,计算伪逆系数的具体数值结果,完成基于人工智能技术的船舶航迹节点安排。在此基础上,研究微分代数谱理论,通过航向控制器的促进作用的,求解非线性控制参量条件,完成人工智能技术船舶航行轨迹控制算法的设计。对比实验结果表明,与线性化控制手段相比,新型轨迹控制算法的TDR系数值能够达到87%,能够在有效规划船舶航行方向的同时,实现船行主机对于行进轨迹精准控制能力的提升。     

双速舵机装置

本发明是关于船用电动液压舵机,特别关于这样的舵机,它能按照给定航向的偏航角自动控制,或在诸如机动操纵或进坞对,手动调整船的舵位。本发明更着重谈到的是能根据误差信号的大小,自动以多于一种速度调整舵位的电动液压舵机装置。例如在航向稳定时,舵令较小,舵就低速动作。但如进港机动操纵和     

自动船舶监视系统

瑞典在一些船舶上安装了一种自动监视系统，该系统能在大海上和受限水域内向船舶驾驶员提供遭遇他船的船名、呼号、航向、航速、船舶种类、方位和距离等资料，使船舶驾驶员可对本船雷达覆盖水域内的船舶航行进行自动监视。     

基于航迹偏差角和航向差的自航模运动轨迹控制方法研究

针对水面自航模运动轨迹传统控制方法的缺点,提出用航迹偏差角代替航迹偏差、航向差代替偏航角速度为输入变量的模糊控制方法。通过实船试验,与传统控制方法相比,改进后的控制方法操控性更强、轨迹波动更小。     

浅水效应下智能技术试验船回转操纵性数值模拟

本文借助STAR-CCM+软件对考虑浅水效应的智能技术试验船回转操纵性进行数值模拟研究。首先对无界流场中智能技术试验船的流体动力性能评估,并且与试验结果对比验证了计算方法的准确性;在此基础上,通过改变智能技术试验船与池底的垂向距离,模拟不同浅水工况下智能技术试验船回转操纵性能。数值模拟结果表明,浅水效应下智能技术试验船侧向力系数显著增大,对应的偏航力矩系数亦有所增加。相关结论可为智能技术试验船浅水航行时安全性能提供指导。     

舵系统常见故障浅析

舵是由桨演变而来的。早期的船是用装在船尾的桨来控制航向的，后来将桨固定在船尾中线处，成为可转动的专用舵，用以改变和保持船舶航向。舵系统主要由舵叶、舵杆、舵机等部分组成，航行时，通过舵机转动舵叶，使水流在舵叶上产生横向作用力，为船舶提供回转力矩，从而使船舶保持航向或回转。