基于测量分量加权融合的GPS/SINS船舶组合导航算法

具有执行简便和高精度优点的测量值融合技术已经在船舶组合导航中得到了广泛应用.但由于船舶组合导航系统中各子系统通常提供的是不等同维的测量数据,加之传统测量值加权融合存在各传感器测量等同维数的约束,使得该类算法在船舶组合导航中的应用能力和使用范围受到了很大的限制.针对上述问题,以GPS和SINS组成的、具有不同维数测量的船舶组合导航系统为研究对象,提出了一种新的基于测量分量加权融合的船舶组合导航算法.该算法的基本思想是寻找一个变换矩阵将具有不等同维数的测量扩维成满状态维数的矩阵,然后考虑扩维后的噪声方差是奇异矩阵,从而采用测量分量对应加权进行融合.与传统的测量加权融合方法相比,该方法不仅具有更广的应用范围,而且保持了与传统的集中式扩维融合相同的高精度性能.算法的性能分析和计算机仿真证明了新算法的有效性和优越性.     

基于视觉传达的船舶组合导航人机交互界面系统

针对船舶航行环境复杂、天气多变等因素给船舶组合导航带来的诸多问题,提出一种基于视觉传达的船舶组合导航人机交互界面系统。首先设计带有地图创建、路径规划、人机交互、组合导航四大模块的硬件系统,秉持模块化的设计理念设计图像预处理和基于地图匹配-GPS-航行状态组合的软件程序,并在程序中添加图像特征提取技术,获取地图图像的直线特征。最后将软件程序添加到硬件系统中,利用地图匹配算法获取最佳航行路径。实验结果表明,系统的导航精度高、轨迹规划和避障能力强。     

船舶组合导航系统故障识别的神经网络方法

为了能够准确地定位船舶的位置,船舶的导航设备系统需要给船舶提供精确的速度、位置等信息,单一的导航系统无法满足该要求,因此发展了组合导航系统。将多种导航设备构成一个整体,相互取长补短,这使得船舶的导航系统的精度得到了极大地提升。与此同时,随着组合导航系统的复杂性越来越高,其出现故障的因素也越来越多。本文基于神经网络方法,研究了船舶组合导航系统故障的识别技术。本课题的研究对于我国船舶组合导航系统的发展研究有着重要的指导作用。     

船舶INS/NSAP组合导航系统的设计及实现

为了提高船舶导航性能,本文研究基于INS/NSAP组合导航系统。首先建立组合导航系统的模型,然后在此基础上阐述了组合导航系统的主要构成,其为数据综合系统和数据转换系统。最后进行仿真实验,实验结果表明本文所采用的导航系统在经纬度船舶定位以及航向方面具有较高的精度和可行性。     

数据融合技术在船舶组合导航中的应用研究

随着船舶导航系统的组合应用,有必要对组合导航信息进行数据融合以提供高可靠性的导航信息。在简单分析了船舶导航信息主要的数据融合方法的基础上,针对联邦滤波器的结构设计了传感器本地多次数据融合决策算法,并对融合了传感器本地决策数据融合算法的容错性进行了分析,对于推动数据融合在船舶组合导航中的应用具有一定借鉴意义。     

基于惯导DVL的船舶组合导航系统开发

船舶组合导航系统中包含了多种导通装置,以保障船舶在复杂环境下的航行安全,而常见的有基于惯性导航的多普勒雷达系统(DVL),该系统具有一定的冗余特性,能够显著提高船舶导航的精确度。本文建立船舶组合导航姿态控制系统的数学模型,得到该模型的误差量,介绍硬件设计流程,对导航数据的处理过程进行研究,最后根据组合导航系统的要求,实现DVL惯性导航系统的功能。     

多网络融合条件下的舰船组合导航系统开发

船舶为了能够在大海上精确的定位,船舶的导航定位系统一定要能够提供舰船的准确可靠的位置、速度以及姿态等重要信息,因此舰船的导航系统的精度和可靠性是重要的衡量指标。多网络融合的组合导航系统有着很多的导航定位传感模块,这些模块构成了一个完整的导航定位系统,极大的提高了舰船导航的定位精度。本文立足于多网络的组合导航定位系统,分析了多网络融合技术的基本原理及结构;研究了组合导航系统的特点及基本组成;最后总结了常用的几种导航定位系统和数据处理方法。这对我国未来组合导航系统的开发起着指导作用。     

基于数据挖掘和海流要素的船舶导航改进研究

研究数据挖掘和海流要素的船舶导航改进方法,改善由于未考虑海流对船舶航行的影响,导致船舶导航应用性较差的缺陷。利用K-means聚类算法挖掘大型海洋环境数据库中的海流要素。建立船舶导航路径规划全局坐标系的环境感知模型,依据所建立环境感知模型确定船舶期望速度以及船舶转角,确定船舶导航的期望位姿。为了提升船舶导航性能,利用船舶定位校正方法改进船舶导航。船舶定位校正方法利用数据挖掘获取的海流要素,与船舶经纬度结合,校正船舶定位,利用校正后船舶定位结果实现船舶导航改进。     

组合导航中自适应算法的设计分析

随着海上交通运输的自动化、网络化,船舶的导航系统需要具备更加精确的位置导航和更加快速的数据传输。传统的单一导航模式如GPS导航等已经难以满足需求,组合导航系统成为了船舶工业领域的研究热点。本文研究的主要内容是船舶组合导航系统的数据分析,开发了一种基于卡尔曼滤波的自适应算法,具有一定的应用价值。     

组合导航系统的现状和未来

以船舶操纵运动建模、综合导航及控制等方面的研制为基础,结合文献资料,综合阐述了组合导航技术的研究现状,对组合导航技术的未来发展提出了看法。     

港珠澳大桥主体工程桥区航道布置及航标设计方案

港珠澳大桥主体工程桥区航道布置及航标设计方案,采用水上引导标志和桥梁助航标志、视觉航标和无线电航标相结合的方式,建设航标遥测遥控系统,在港珠澳大桥水域建立综合立体的助航网络系统,提供全天候导助航服务,保障船舶航行安全和大桥安全.     

21世纪视觉航标发展政策的探讨

该文阐述了进入２１世纪随着无线电导航技术和ＤＧＰＳ的飞跃发展、视觉航标仍然具有重要的地位和作用，扼要地论证了视觉航标在近海和海港在良好祝距条件下仍然是不可忽视的重要手段，特别是在船舶来往频繁，水文地理情况复杂的海港，视觉航标的助航作用也是无线电导航所不能替代的。为此提出了２１世纪视觉航标的发展政策，以期对航海人员提高对视觉航标重要性的认识和促进航行安全有所帮助。     

南海海区航标遥测遥控系统完善与优化

为解决航标遥测遥控系统数据准确、终端在线、监测预警、资产管理和系统平台等5个方面存在的问题,实现对南海航标的有效监测,保障船舶安全航行,对系统需求进行分析,并对其进行完善和优化。从前端通信设计的角度解决数据准确、终端在线方面的问题;利用系统后台运算解决监测预警方面的问题;通过设计实现航标、终端和卡号的自动识别与绑定,解决资产管理方面的问题;对系统结构与功能等进行设计,解决系统平台方面的问题。完善和优化后的系统可有效解决这些问题,在南海海区全面应用该系统的结果表明,该系统的使用能有效保障南海水域船舶的航行安全。     

虚拟航标在长江航道中的应用

在长江航道建设智能航道的过程中,虚拟航标一方面可实现临时快速设标、标识特殊水域、优化特殊河段航标配布等现有功能;另一方面可通过对其功能进行拓展,充分发挥成本低、速设置、无碍航行等优势,是实体航标的重要补充和改进。在其未来发展中,还须解决专用AIS通讯基站及网络的建设、虚拟航标与实体航标共存及虚拟航标规模应用后航道管理模式变化等问题。     

AIS应用在航标中存在的问题及建议

运用高新技术增进海上交通运输安全,为航海人员提供更好的航标服务是航海科技工作者的目标。将船舶自动识别系统(AIS)应用于航标有其独特的优点,有效地改善了航标的助航效果。此文在介绍AIS航标的分类、特点、局限性和对航行船舶的导航作用的基础上,提出AIS应用在航标中尚存在的问题和在使用、设置上的建议。     

长江南京以下12.5m深水航道落成洲航段平面调整探讨

长江南京以下12. 5 m深水航道二期工程实施后,落成洲段航道整治效果显著,船舶流量增加且大型化趋势明显。受嘶马弯道弯急流大、10. 5 m航道与12. 5 m航道共存、下行大小型船舶混航等影响,落成洲航段通航环境复杂,2017年洪季出现多起上行大型船舶错误驶出12. 5 m航道水域而出浅的险情。根据河床演变、流场和通航行为等分析研究,落成洲航段可考虑向左侧调整主航道平面、增设下行推荐航路实现大小型船舶分道通航、应用虚拟航标、完善航道整治工程等措施,以达成安全高效的通航格局。     

基于嵌入式服务器的多模航行信息接收系统设计

文章设计了一种基于嵌入式服务器的多模航行信息接收系统,具有自动接收船舶识别信息、航行告警信息和气象传真信息的功能,同时具备了通过多功能显示器和热敏打印装置进行集中显示和图像打印的功能。文中给出了系统硬件组态及相应软件设计流程,测试和试用结果显示系统具有极高可靠性和实用性,具有很大的市场推广价值。     

谈虚拟航标的应用及发展

文中从两个方面简要阐述了虚拟航标的定义及应用,对比虚拟航标与传统航标的优劣性,根据目前虚拟航标的应用状况,推想虚拟航标的应用前景。     

泉金航线(泉州段)通航风险分析与评价

结合泉金航线(泉州段)通航环境实际情况,运用定性和定量相结合的方法对该航线通航风险进行评价,并得到通航风险级别和影响通航风险主要因素,提出相应通航安全保障措施。     

港口工程通航评估中船舶操纵模拟器的应用

基于沿海港口工程建设中通航安全评估应用的需求，对采用航海模拟器进行港口工程评估应用的可行性、科学性进行了探讨，提出了应用模拟器进行通航评估的方法、步骤和内容，并通过一个港口码头通航评估的实际个例研究表明其有效性。