基于光流法的舰船运动要素测定原理研究

对基于光流法的舰船运动要素测定原理进行了研究，主要包括光流法测定舰船运动要素的思想、光流场解算、三维运动参数解算和舰船运动要素解算。该方法的提出，提高了运动要素测定的自主性，而且满足新型全封闭舰船的测定要求。     

用GPS导航仪测定舰船运动要素

本文从使用角度出发,分析了测定舰船运动要素的现状。GPS系统具有高定位精度,可连续定位且使用方便,已愈来愈受到广大用户广泛重视。本文介绍的测定舰船运动要素的一种新方法就是其中的一种应用。用这种方法测定舰船运动要素的优点是:方便、准确、简单易行,并能适用于各种舰船。本文最后介绍了作者用GPS导航仪实船测定运动要素的情况。     

舰船水上纵向运动非线性数学控制模型

传统舰船控制在理论基础中以舰船水上运动的二自由度作为参数进行计算,忽略舵机伺服系统中的航向偏差,导致对航行要素的分析出现误差,因此设计一种针对舰船水上纵向运动的控制模型。首先对舰船水上运动过程中的各自由度在舰船运动坐标系中进行分析,并以向量形式的数学方程来描述纵向运动非线性舰船的状态,在驱动力上叠加一个非线性变推力,通过控制航速的方式控制舰船纵摇的幅值,设计变推力开环施加流程,经过相位改变得到相位差,精准跟踪纵摇变化纠正舵机伺服系统航向偏差。仿真实验中,分别使用传统控制模型与设计的非线性数学控制模型进行实验。结果表明,设计模型仿真结果对于各航行要素的分析误差平均控制在5%以内,具有一定有效性。     

基于数理统计法的舰船运动数学模型

传统的舰船运动数学模型没有考虑到海上复杂情况对舰船运动的影响,导致舰船航行过程中容易发生碰撞现象,为此设计一种基于数理统计法的舰船运动数学模型。建立舰船运动坐标系,利用固定坐标系与运动坐标系描述舰船位置情况,采用数理统计法整理舰船航行数据,在模型中计算风、浪、流的干扰,以真实模拟舰船运动情况,并建立舰船智能避碰决策机制,以此完成舰船运动数学模型的构建。通过实验证明,此次设计的基于数理统计法的舰船运动数学模型比传统舰船运动数学模型发生碰撞次数少,证明了此次设计的舰船运动数学模型的有效性。     

归心改正理论在舰船真航向动态测量中的应用

采用计算方位和测量舷角相结合的方法进行真航向测量时,由于舰船安装条件有限,舰位测量设备DGPS和经纬仪不可能安装在同一位置。直接将DGPS测量的舰位作为经纬仪中心的位置会影响到方位角的计算结果,进而影响航向测量精度。本文采用归心改正理论根据DGPS测量的舰位推算经纬仪中心的精确位置,根据此位置计算出的岸标真方位的精度得到了提高,最终提高航向测量的精度。     

云计算技术的舰船运动目标自动跟踪

针对传统舰船运动目标的自动跟踪方法存在滞后性,导致舰船运动目标无法完整出现在搜索窗中的问题,提出一种云计算技术的舰船运动目标自动跟踪方法。首先提取舰船运动目标特征点,使用Harris算子图像的一阶导数提取出舰船运动目标特征点,然后利用云计算的分布式的计算特点,分布计算舰船运动目标的跟踪向量,得到循环跟踪矩阵,选取跟踪目标搜索窗,计算目标搜索窗的大小后,实现舰船运动目标自动跟踪。实验结果表明,与传统舰船运动目标自动跟踪方法相比,云计算技术的舰船运动目标自动跟踪方法不存在滞后性,搜索窗中可以全部呈现出舰船运动目标。     

基于灰色系统理论对舰船方位变化规律的分析

舰船方位序列是一种带有灰色信息的时间序列,灰色系统理论是处理灰色信息的有力武器。本文将灰色系统理论灵活应用到舰船目标纯方位定位和要素解算领域,解决了传统的困扰解算目标运动要素的一些难点;提出了一些新的概念和方法,如目标方位序列集的概念和采用以某一方位为间隔的各方位区间的方位值数量作为灰色聚类中的灰聚类因子的方法,既可以有效区分不同方位序列集的分类,还能据此反演得到目标速度、航向以及位置信息的大概范围。     

舰船运动极短期建模预报的研究现状

综述了舰船姿态运动极短期建模预报的发展历史及现状，讨论了各种建模预报方法在舰船运动极短期建模预报中存在的问题，着重介绍了投影寻踪学习法用于舰船运动建模预报。此外，对舰船运动极短期建模预报的研究作了展望。     

舰船方位变化规律灰预测及聚类分析研究

舰船方位序列是一种带有灰色信息的时间序列,灰色系统理论是处理灰色信息的有力武器.文章在分析和阐述灰色系统理论的基础上,将其应用到舰船目标纯方位定位和要素解算领域,解决了传统的困扰解算目标运动要素的一些难点;提出了一些新的概念和方法,如目标方位序列集的概念和采用以某一方位为间隔的各方位区间的方位值数量作为灰色聚类中的灰聚类因子的方法,既可以有效区分不同方位序列集的分类,还能据此反演得到目标速度、航向以及位置信息的大概范围.     

舰船水上纵向运动非线性数学控制模型

为了提高舰船水上纵向运动的控制精度,提出一种舰船水上纵向运动的非线性数学控制模型。首先对舰船水上纵向运动非线性控制的研究现状进行分析,然后采用多种模型分别对舰船水上纵向运动非线性控制进行预测,得到预测结果并确定各种模型的权值,利用证据理论确定出最优权值,最后对这些模型舰船水上纵向运动非线性控制预测结果进行加权,得到舰船水上纵向运动非线性控制精度。测试结果表明,本文模型不仅克服了当前舰船水上纵向运动非线性数学控制模型的缺陷,提高了舰船水上纵向运动的控制精度,而且舰船水上纵向运动的控制误差小于其他舰船水上纵向运动非线性数学控制模型,可以满足舰船水上纵向运动控制要求。     

基于"当前"统计模型的机动目标运动要素解算

在避碰过程中,舰船一般处于机动状态.因而,对机动目标运动要素解算的精度直接影响到避碰的效果.通过对多种模型的比较,选用了"当前"统计模型,"当前"统计模型相对于其他模型能够更为真实地反映目标的机动变化.仿真结果表明,此算法收敛迅速并有较高精度,其解算所得的目标运动要素能够满足舰船避碰等实用要求.     

舰船自车系离浮筒操纵研究

系离浮筒（水鼓）是舰船海上一项系泊作业，主要用于舰船抗台防风或港区停泊，此文结合对某型舰船自车系离浮筒的模拟，探讨了浮筒及舰船的运动与力学关系。分析了浮筒与舰船间的互相影响作用，并对系离浮筒的操作运动进行了实时模拟，以求深入研究舰船在系离浮筒时的操纵方法。     

SA取消前后RBN—DGPS系统精度评估与分析

在取消SA前后,对GPS、RBN－DGPS的陆地静态定点定位进行实测、统计与分析,重点对RBN－DGPS基准站的伪距改正量残差、经纬度残差等数据进行了大量的实测与传统,并在此基础上,统计了SV、HDOP、VDOP、PDOP、2DRMS的概率。采用回归分析的数学方法,建立了RBN－DGPS用户定位精度随基准站距离变化的数学模型。对我国GPS、RBN－DGPS系统的应用与开发,具有一定的参考价值。     

虚拟海洋环境中的舰船运动的仿真

采用源汇法和STF切片法,计算了在不同浪向下舰船横向运动的水动力模型系数和波浪扰动力（矩）,并存入数据库。提出采用四阶龙格-库塔法求解舰船运动水动力模型的线性微分方程组,获得了舰船随时间变化的各自由度运动幅值。采用虚拟现实技术,创建了天空和海面波浪等三维海洋虚拟场景,实现了具有真实感的、随时间变化的三维舰船运动（横摇、艏摇、横荡）在该场景中的动态仿真。     

舰艇机动性能的定量评定问题

当前的现代舰船使用经验表明，要对舰船操纵性进行全面评定，仅限于评定舰船的角速度与操舵角的关系，以及利用回转曲线的几何要素是不够的。提出了应引入既可以表征舰艇的操纵性，又可以表征机动性的通用新判据。列举了３般潜艇的角速度与时间，航向角与时间，以及角速度与航向角的变化曲线，提出了评价航向变化快慢可采用的两个指标。     

基于视觉搜索的舰船跟踪方法研究与仿真

基于视觉图像处理方法实现对舰船目标的跟踪识别,提高对舰船目标的搜索和打击能力。传统方法采用舰船目标轮廓亮点检测方法实现对目标的视觉搜索,在图像模糊和背景干扰较强时,检测效果不好。本文提出一种基于相邻帧补偿和尺度不变特征变换的舰船视觉搜索跟踪算法。为提高舰船目标图像视觉特征采集的清晰度和稳定性,采用电子稳像技术对舰船视觉信息采集进行直方图均衡处理,采用尺度不变特征变换SIFT技术对舰船目标进行角点特征提取。采用相邻帧补偿技术进行背景干扰滤波,在相邻两帧之间求解舰船的运动参量,实现对舰船目标的视觉搜索和跟踪。仿真实验表明,采用该算法实现对舰船目标的视觉搜索跟踪,舰船视觉特征的稳像性能较好,对舰船目标的准确识别率较高,展示了较好的应用价值。     

舰船运动姿态仿真与多层AR预报研究

舰船运动姿态预报可更好地保障舰船各项作业的顺利进行,提高航行安全性。该文从频域角度仿真随机风浪,据此仿真舰船运动。考虑到舰船运动姿态时域上的非线性、非平稳特点,采用多层AR模型进行舰船运动姿态预报,并根据仿真案例进行预报检验。多层AR方法能有效提高极短期预报的精度。     

一种基于参数估计的自适应舰船运动预报方法

运动预报是部分舰船系统的重要组成部分。为了有效地解决这一问题,文章提出了一种基于海浪峰值频率估计的自适应舰船运动预报方法。在舰船运动与海浪激励的建模基础上,建立了基于最小二乘估计的自复位海浪峰值频率估计器。采用自回归移动平均(ARIMA)模型拟合方法预报舰船运动,并通过海浪峰值频率估计值自适应调节ARIMA模型的采样周期,提高了复杂海况下对舰船运动的预报能力。该方法与常规ARIMA模型方法、反向传播神经网络方法的仿真对比结果表明了该方法在解决舰船动态预报问题上的良好精度和鲁棒性。     

基于灰色预测模型的舰船动力系统故障检测算法

传统舰船动力系统故障检测算法无法准确对双键合故障要素构成的故障进行准确计算,导致算法对故障检测的精准度降低。针对此问题,提出基于灰色预测模型的舰船动力系统故障检测算法。提出算法中包含舰船动力系统故障灰色预测模型的建立与模型下的双键合故障要素条件的评估判定计算两部分;通过对舰船动力系统故障范围的模型量化,缩小干扰故障检测因素的范围,再通过双键合要素评估计算,准确锁定故障位置完成设计。最后,对传统与提出算法的检出率进行仿真测试,得出所提方法的故障检出率较高,证明提出算法的有效性。     

虚拟海洋环境中的舰船运动的仿真

采用源汇法和STF切片法,计算了在不同浪向下舰船横向运动的水动力模型系数和波浪扰动力(矩),并存入数据库.提出采用四阶龙格-库塔法求解舰船运动水动力模型的线性微分方程组,获得了舰船随时间变化的各自由度运动幅值.采用虚拟现实技术,创建了天空和海面波浪等三维海洋虚拟场景,实现了具有真实感的、随时间变化的三维舰船运动(横摇、艏摇、横荡)在该场景中的动态仿真.