无线传感器网络的船舶航行姿态在线校正

为了提高船舶航行姿态准确性,针对当前船舶航行姿态在线校正方法存在的错误大、实时性差等缺陷,提出了无线传感器网络的船舶航行姿态在线校正方法。首先分析船舶航行姿态在线校正原理,并采用无线传感器网络对船舶航行姿态数据进行实时采集,然后根据无线传感器网络采集数据对船舶航行姿态误差进行预测,并根据预测结果对船舶航行姿态进行在线校正,最后进行了船舶航行姿态在线校正仿真对比实验。结果表明,无线传感网络的船舶航行姿态在线校正精度高,船舶航行姿态在线校正速度快,船舶航行姿态在线校正效果明显优于其他方法,解决了当前船舶航行姿态在线校正过程存在的一些难题,具有广泛的应用前景。     

基于GPS基线向量的舰载火箭弹姿态测量方法

提出一种利用GPS载波信号相位差测量技术进行实时确定弹体姿态的方法。通过对载波相位差测量航向和姿态原理的分析,建立GPS姿态确定的单差模型,推导采用GPS多天线姿态测量技术实时获取弹体飞行姿态的解算算法,应用最小二乘法估计解算基线向量,然后对GPS姿态估计算法进行仿真计算。仿真结果验证了模型、算法的正确性和有效性。     

基于GPS基线向量的舰载火箭弹姿态测量方法

提出一种利用GPS载波信号相位差测量技术进行实时确定弹体姿态的方法。通过对载波相位差测量航向和姿态原理的分析,建立GPS姿态确定的单差模型,推导采用GPS多天线姿态测量技术实时获取弹体飞行姿态的解算算法,应用最小二乘法估计解算基线向量,然后对GPS姿态估计算法进行仿真计算。仿真结果验证了模型、算法的正确性和有效性。     

磁测式船舶姿态自动测量装置研究

利用三维磁传感器直接敏感在同状态下两个不同坐标系中的船舶综合磁场三维磁感应强度,研制了出一种新型的船舶姿态实时测量系统,并对该系统的测量原理,误差分析,校正原理与方法等作了较全面的论述。     

船舶压力传感器输出数据实时校正算法

传统船舶压力传感器输出数据之间的关联性较差,导致压力传感器数据校正结果存在数据量的非线性时间误差,无法达到实时校正的目的。因此提出船舶压力传感器输出数据实时校正算法。首先,根据压力传感器特征,结合数据实时校正的时间性,建立压力传感器输出数据实时解释模型;然后,根据模型解释对压力输出数据时间变量下的非线性误差进行计算;最后,根据非线性误差特征,完成对输出数据非线性误差的实时补偿计算,实现对船舶压力传感器输出数据实时校正。通过与传统船舶压力传感器输出数据校正算法的对比测试,证明提出的船舶压力传感器输出数据实时校正算法,在船舶压力传感器输出数据校正方面,具有实时性强、稳定性好、校正误差小的特点。     

基于单波束声呐的航道水深测量无人船设计与应用

针对航道水深检测需求,设计了一种基于单波束声呐的实时在线航道水深测量无人船。采用差分GPS和姿态仪采集船舶位置与姿态,自主控制船舶抵达测量点。通过阈值法对单波束声呐图像进行处理,得到航道水深。本套测量系统具有误差小、效率高、测量实时性好的优点。实验结果表明,设计的无人船水深测量系统运行稳定,方便安装,测量精度高,人机交互界面良好,能够准确地传送数据,具有较高的应用价值。     

随机波浪中船舶航行非线性横摇稳定性评估分析

在随机波浪中船舶航行容易产生随机扰动导致非线性横摇,为了提高船舶航行的稳定性,提出一种基于改进扩展卡尔曼滤波(EKF)的随机波浪中船舶航行非线性横摇稳定性控制方法。采用微惯性航姿调整方法进行随机波浪中船舶航行非线性横摇稳定性参量控制,根据航行姿态参量的准确估计,实现船舶横摇稳定性评估。仿真结果表明,采用该方法进行船舶航行非线性横摇控制的稳定性较好,航行姿态参量的准确跟踪能力较强,实现姿态角的实时调整,降低姿态调整误差,提高了船舶航行的安全性和稳健性。     

基于实时精密单点定位的长距离航道潮位控制方案

应用实时PPP技术解决长距离航道潮位控制问题,首先需要理解PPP技术的原理、解算模型及模型精度,采用实时连续参考站提供的高精度钟差及卫星轨道误差对GPS采集数据改正即可得到实时PPP测量数据;通过实时PPP测得的GPS高再经姿态改正、潮位提取、基准面转换等步骤获得潮位。     

通信数据非线性实时校正模型构建

船舶通信系统的非线性特征来源于船舶硬件结构和信号噪声等多个方面,通信系统的非线性会降低通信系统信号传输的精度,因此有必要结合信号分析与校正技术,改善船舶通信系统数据的非线性特征。本文针对船舶通信系统的传感器误差特性来源进行研究,在此基础上构建一种非线性实时校正模型,研究了该实时校正模型的结构原理和硬件组成。     

基于改进神经网络方法的船舶姿态高精度预报研究

针对船舶姿态预报精度的难题,结合船舶姿态变化特点,提出基于改进神经网络方法的船舶姿态高精度预报模型,首先对船舶姿态的数据进行采集,并对船舶姿态数据进行去噪处理,然后采用神经网络对船舶姿态变化特点进行高精度逼近,并对神经网络存在的一些缺陷进行相应的改进,最后进行船舶姿态预报的仿真实验。实验结果表明,改进神经网络提高了船舶姿态预报精度,克服了当前其它船舶姿态预报模型存在误差大的弊端,船舶姿态效果优势十分明显。     

随机风浪下船舶航速自适应控制

船舶在航行过程中受到参数扰动及海浪因素等影响,导致航速控制的稳定性不好,提出基于自适应反演误差补偿的随机风浪下船舶航速控制方法。构建随机风浪下船舶航速控制约束参量模型,采用船舶姿态信息的实时调节方法进行误差补偿,结合船舶的航速参量进行位姿修正,提高船舶航行的稳定性。采用Kalman滤波算法进行船舶航速参量的融合处理,实现自适应优化控制。仿真试验结果表明,采用该方法进行船舶航速自适应控制的稳定性较好,输出航速参量的自适应调节能力较强,提高船舶抗随机风浪能力。     

GPS船舶试航(报告)数据后处理系统

采用GPS技术进行船舶试航是一项为船东、船厂普遍欢迎的技术 ,在研制和完善GPS船舶试航实时数据采集系统的基础上 ,本文探讨一种实用的船舶试航 (报告 )数据后处理系统 ,以期提供信息量较大、且方便对船舶性能和试航过程进行深入分析的试航报告。     

大型船舶操纵指数的最优选取仿真研究

为了提高大型船舶操纵控制性能,需要对大型船舶操纵指数进行最优化选取设计,提出基于自适应反馈融合和姿态参量跟踪识别的大型船舶操纵指数的最优选取模型。构建大型船舶操纵的动态方程,结合运动力学模型进行船舶操控的控制约束参量分析,建立大型船舶操纵的指数分析模型,采用姿态稳态校正方法进行操纵指数的反馈融合,实现姿态参量跟踪识别,完成操纵指数的最优选取。仿真结果表明,采用该方法进行大型船舶操纵指数选取的优化性较强,提高了船舶操纵控制能力,船舶的航行姿态得到有效控制,输出平稳性较好。     

基于机器学习的风暴中船体减摇自动化控制方法研究

针对传统模糊控制方法修正误差大、航行过程中出现风暴现象船舶的晃动程度较高的现象,提出并设计了一种基于机器学习的船体减摇自动化控制方法。结合数学模型对船舶减摇过程中所受的偏移力矩进行分析后,确定船体姿态参量的自整定性处理系数,采用机器学习方法对自动化控制算法进行优化,实现船体姿态参量的误差补偿,完成对风暴环境中船舶的自动化减摇控制。仿真实验结果表明,采用基于机器学习的自动化控制方法能够有效增强船体减摇过程中的误差修正能力,鲁棒性极强。     

船舶运动姿态测量系统设计与实现

为了获取海上航行船舶及自航模试验中船模的姿态参数,设计一种基于MEMS(微机电系统)技术的波高倾斜一体化传感器的船舶运动姿态测量系统。此系统通过MEMS波高传感器对船舶升沉信息进行采集,利用倾角传感器对船舶的纵摇和横摇姿态信息进行采集,采集到的信息经多路A/D转换后送入单片机进行处理,实时得出船舶运动的升沉、纵摇及横摇变化。经处理后的三组数据由船舶运动姿态测量系统通过RS-485串口送到数据接收处理机存储、分析并实时显示船舶运动的姿态变化曲线,该数据接收处理软件采用VC++编写。经过大量试验及海上测试,该系统性能稳定,测量精度高,具有较大的实用价值。     

船舶运动姿态测量系统设计与实现

为了获取海上航行船舶及自航模试验中船模的姿态参数,设计一种基于MEMS(微机电系统)技术的波高倾斜一体化传感器的船舶运动姿态测量系统.此系统通过MEMS波高传感器对船舶升沉信息进行采集,利用倾角传感器对船舶的纵摇和横摇姿态信息进行采集,采集到的信息经多路A/D转换后送入单片机进行处理,实时得出船舶运动的升沉、纵摇及横摇变化.经处理后的三组数据由船舶运动姿态测量系统通过RS-485串口送到数据接收处理机存储、分析并实时显示船舶运动的姿态变化曲线,该数据接收处理软件采用VC++编写.经过大量试验及海上测试,该系统性能稳定,测量精度高,具有较大的实用价值.     

船舶航向控制电子保持系统的误差补偿方法

船舶在航行过程中,受到导航与风速因素的影响,船舶航向控制电子保持系统会出现误差。为了修正误差会采用补偿的方法对其误差值进行修正。但是,传统的补偿方法仅能针对一种干扰因素造成的误差进行补偿修正,无法有效对船舶误差进行彻底补偿。因此,提出船舶航向控制电子保持系统的误差补偿方法研究。针对风速导致的误差进行风速解算模型与补偿计算,并对导航误差进行船舶惯导姿态更新计算,从而实现对误差的彻底补偿。通过仿真数据实验对提出方法的补偿有效率进行验证。     

基于测姿GPS及电子罗盘组合的姿态估计算法

针对低成本姿态测量应用需求,研究了由测姿GPS与电子罗盘组合的姿态估计算法。以捷联姿态误差模型为基础,利用等效倾角误差表示姿态误差,引入角速率误差作为状态参量,通过四元数微分方程推导等效倾角误差传递模型。从GPS双差载波相位测量方程和电子罗盘地磁矢量方程出发,从观测量的物理意义出发推导了等效倾角误差为状态参量的非线性观测方程。采用扩展卡尔曼滤波对姿态参数进行状态估计。车载实验表明该算法能够有效地提高姿态测量精度和系统的鲁棒性,具有较好的实用性。     

船舶避障过程精准测距方法

为了解决船舶避障过程中,传统测距方法存在的误差大的问题,实现对船舶避障过程精准测距方法的优化设计。分析船舶避障的基本工作过程,利用摄像机设备采集并处理实时航行产生的视觉数据,在考虑船舶航行因素的情况下,通过坐标转换与误差校正,得出船舶与障碍物之间的距离测量结果。通过与传统测距方法的对比,发现设计方法的测距误差降低了0.233 m,且将其应用到船舶避障过程中,有效降低了碰撞事故的发生次数。     

差分GPS技术在船舶定位和导航系统的应用

全球定位系统(GPS)在定位和导航系统中占据了重要地位。本文为解决传统的GPS定位导航中的系统误差和偶然误差,利用差分技术进行误差修正。首先阐述差分GPS技术的原理,然后设计基于此技术的船舶定位和导航系统,最后进行仿真实验。实验结果表明,差分GPS技术在船舶定位和导航方面精度高,可行性强。