北极航道的船舶组合导航方法

发布时间：2024-07-05 05:29

　　为解决新开辟的具有重要经济价值及战略意义的北极航道船舶航行安全保障问题,建立适用于北极航道的船位推算导航模型。在获取精确的初始船位前提下,利用航向、航速连续推算船舶船位,同时利用卡尔曼滤波修正累积推算误差,以获取高精度、高可靠性的推算船位。针对高纬度下的陀螺罗经航向误差较大的问题,采用卫星罗经或光纤罗经替代陀螺罗经;而对卫星定位信号异常而无法获取船位的问题,提出了自动雷达定位技术。在GPS正常时,选择GPS卫星罗经+GPS滤波的组合导航方案;在GPS异常时,选择光纤罗经+自动雷达定位滤波的组合导航方案,可为船舶在北极航道航行提供连续、准确、可靠的导航定位保障。研究结果表明,前者得到的推算船位与GPS实测船位的误差很小,均差在4.5 m左右;后者可为船舶提供2 h推算误差在50 m以内较高精度的船位。

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【部分图文】：

相位参0010002000300040005000600070008000采样次数图12种推算船位与GPS真实船位差值对比图Fig.1ComparisonofthedifferencebetweentwocalculatedshippositionsandGPSrealshippositions卫星电波信息

交通信息与安全2020年3期第38卷总225期卫星电波信息，提取卫星的位置参数和伪距、相位参数，比较卫星到2台GPS接收机的距离差，解算出航向[16-17]；光纤罗经是利用没有转子部件的光纤陀螺仪，通过萨格纳克效应来测量船舶运动角速度，加速计测量船舶运动加速度，通过航向解算算法解....

图4双频GPS样机HDOP值Fig.4HDOPvalueofdualfrequencyGPSprototype2.2.2自动雷达定位技术

据进行了采样实验，统计HDOP（水平精度因子）值，实验结果见图4，HDOP值在0.6~0.7之间，对应GPS定位精度在3~3.5m之间，验证了双频GPS比单频GPS精度高，可以更好地满足船舶航行北极东北航道定位需求。图4双频GPS样机HDOP值Fig.4HDOPvalueofdu....

图5双物标距离定位原理图Fig.5Principlediagramofdoubletargetradarlocationλ0

雷达定位技术是在传统的人工雷达定位的基础上，应用雷达的目标跟踪功能，自动采集参考目标到船舶的距离、方位数据，借助船位解析模型确定船舶船位的技术。双物标雷达定位具体方法如下。已知参考物标A的经纬度为(λ)A，φA，参考物标B的经纬度为(λ)B，φB，在雷达上测得物标A相对本船的距离....

图6双物标定位位置解算示意图Fig.6Schematicdiagramofdoubletargetlocationsolutiontheta1

范?船舶船位的技术。双物标雷达定位具体方法如下。已知参考物标A的经纬度为(λ)A，φA，参考物标B的经纬度为(λ)B，φB，在雷达上测得物标A相对本船的距离为R1，物标B相对本船的距离为R2，以A点为圆心，R1为半径作圆1；以B点为圆心，R2为半径作圆2，2个圆的交点离推算船位近....

本文编号：4001112