重力辅助匹配惯性导航系统研究

常规的航位推算方法无法满足水下潜器长时间工作的导航要求,惯导设备的定位误差随时间积累,重力异常数据和重力梯度数据进行匹配辅助导航可以连续的对惯性导航系统积累误差进行校正。 文章介绍了利用重力辅助惯导的思想和原理,对重力辅助惯性导航进行了讨论,建立包含重力异常/ 重力梯度数据的 Kalman 滤波算法,并采用改进的 ICCP 算法对重力异常匹配导航进行了模拟试算,结果表明在现有的技术条件下,重力辅助匹配导航能够胜任水下航行的工作任务,保证长航时的水下定位精度。     

基于ICCP匹配算法的海底地形匹配辅助导航

利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向,采用ICCP算法作为对准匹配算法,利用实测地形数据和已知地形数据库,进行仿真计算,修正惯性导航系统累计误差,得到水下载体的最佳匹配位置,以提高水下载体的导航精度。     

重力场辅助水下导航对惯导仪器的要求

水下重力测量的准确性是决定重力场辅助水下导航可行性的一个重要指标。从厄特弗斯改正公式出发,详细分析了纬度、航向、航速精度对厄特弗斯改正的影响方式和影响大小,并以当前海洋船测重力精度作为厄特弗斯改正的误差限定,分析了满足该条件下水下载体的航向、航速需要达到的精度指标,提出了利用惯性系统进行水下重力测量误差修正时对导航硬件的要求。     

基于非线性滤波的水下地形辅助导航方法

为了解决水下航行器惯性导航误差随时间积累问题,利用地形辅助导航技术进行导航位置修正。由于水下地形的非线性,对基于扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)和粒子滤波(PF)3种非线性滤波方法的水下地形辅助导航算法进行研究。针对传统基于单波束声纳量测模型在小起伏地形区域导航精度低、易发散问题,从提高量测地形信息量角度,建立了基于多波束测深声纳的量测模型。使用多波束实测地形数据进行仿真试验,结果表明:无论在粗糙地形区域还是较平坦地形区域,多波束量测模型有效缓解了3种方法易发散问题,提高了导航精度。     

基于组合算法的水下地形匹配技术

利用地形信息辅助惯性系统导航,能有效地约束误差的累积,匹配算法作为地形辅助导航的核心,不同的算法在匹配精度和时间上各有特点.为了改善单一算法的缺陷,以水下地形辅助导航应用为背景,根据这些算法的特性,提出了一种将TERCOM算法和SITAN算法进行组合的方案,综合了两种算法的特性,引入可靠性比值,并在地形条件差异较大的两...     

重力异常延拓计算积分半径的选择及远区效应

基于球谐展开和两分量模型,推导了基于Poisson积分方程的重力异常延拓的远区效应截断误差的函数表达;研究了近区半径、移去重力场阶次、延拓高度与远区效应截断误差之间的相互关系.数值分析表明,当延拓高度为1 000m时,移去360阶的重力场模型,积分半径大于0.5°能保证远区效应截断误差可以忽略;当移去2160阶的重力场...     

基于LAHP-TOPSIS方法的围填海方案选择研究

针对围填海不同规模方案的选择问题,目前已有很多文献建立了评价指标体系,然而利用数学算法进行评价研究的还比较少。文章以现存的评价指标体系和专家评分为基础,利用语言层次分析法(LAHP)来计算各个评价指标的权重,并采用多属性决策方法——逼近理想点法(TOPSIS)对不同规模的围填海方案进行排序,从而选出最优方案。进一步用实际的例子,说明了利用LAHP-TOPSIS方法进行方案排序的步骤,给出了评价结果。结果显示:文章提出的评价方法能够为沿海及港口城市围填海方案提供有效的评价工具,对于围填海规模方案选择具有重要意义。     

基于模糊评价理论的海洋工程采办过程风险分析方法研究

在具体研究了现代项目风险分析和风险管理常用方法基础上,将其中的事故树法、智爆法及风险指数致命度分析法相结合,利用模糊评价理论,建立了海洋工程采办过程风险分析方法。应用该方法对“曹妃甸11-1／2(CFD11-1／2)”项目的采办过程进行风险分析,得到了采办过程中的风险事故树及风险指数排序,并对风险指数较大的风险点提出建议及改进措施,进行风险规避,对工程实践起到了很好的指导作用。     

基于模糊理论的FPSO海上连接作业效能评价方法研究

海上油田浮式生产储油脚油装置是集油气水处理、储存、外输于一体的大型海上设施,其海上连接作业受到气象、海况等不确定因素影响,施工前要做详细的施工方案设计,因此准确评价作业效能具有非常重要的意义.由于海洋油气开发工程具有单一性,其效能值无法根据以往施工经验来估计,而且也不能够通过实验方法获得.论文基于模糊理论和组合赋权方法,尝试用模糊评价的方法估算作业效能,构造FPSO海上连接作业效能评价体系,并以一实例验证了该方法的可行性、合理性.     

重力辅助惯性导航的匹配算法初探

对重力辅助惯性导航技术的基本原理进行了分析,将采样卡尔曼滤波算法用于重力图形匹配。滤波通过设计少量的Σ点,并计算这些Σ点的经由非线性函数的传播,从而获得滤波值基于非线性状态方程的更新,较广义卡尔曼滤波具有计算精度高、便于计算的特点。     

基于模糊理论的渐消滤波算法

渐消滤波具有控制状态模型误差影响的能力。在渐消滤波原理的基础上,提出了一种基于模糊控制理论的渐消滤波算法。该方法是基于预测残差和模糊理论构造渐消因子,它克服了在实践中现有渐消因子求解可能出现负定现象,求解时必须附加条件这一缺点,从而有效调节动力学模型信息与观测信息对导航解的贡献,并用算例验证了该方法的可行性和有效性。     

影响重力场匹配导航效果的要素分析

从重力场匹配导航的改进 TERCOM 算法入手,针对采样长度、采样间隔以及重力测量误差对匹配结果的影响进行了系统的分析,并在此基础上设计了客观有效的准实时仿真试验,结果表明:(1)采样长度对匹配结果有重要的影响,匹配长度过短或过长都不利于匹配到最佳格网位置,当采样长度与重力基准图的分辨率比值在 10 ~ 20 之间时,能够获得较好的匹配效果;(2)在采样长度一定的情况下,适当增加采样间隔可以在一定程度上提高匹配的整体精度;但采样间隔增加到一定程度后,继续增加采样间隔将引起匹配效果急剧恶化;(3)重力测量白噪声误差对匹配结果影响相对较大,但 5mGal 以内的重力测量白噪声对都能够进行有效匹配;而在重力测量误差受高斯白噪声和系统性误差同时作用的情况下,过大的系统性误差将不能得到有效匹配。     

基于模糊综合评判理论的过驳系统效率计算方法

如何计算整个系统的运转效率，特别是受不确定因素影响的系统(如过驳系统)，仍然是一个非常重要的研究课题。文章提出基于模糊综合评判方法的效率计算方法，是一种新的尝试，这种方法较好的避免了人的主观随意性，更符合实际情况，同时又可以弥补统计方法的不足。文章对某沿海地区的一过驳系统进行了效率计算，取得比较好的效果。     

重力式网箱数值模拟时波浪理论选择

针对重力式网箱数值模拟中波浪理论选择问题进行了专门的分析与讨论。在数值模型中分别采用线性波浪理论和斯托克斯五阶波浪理论,对重力式网箱的主要部件浮架系统和网衣系统进行模拟。通过将模拟结果与试验结果比较分析选取两种不同波浪理论对模拟结果的影响。分析结果认为在相对水深大于0.18情况下,应用线性波浪理论基本可以准确地模拟重力式网箱波浪作用下的运动和受力。     

基于模糊神经网络理论对水下拖曳体进行深度轨迹控制

以华南理工大学开发的自主稳定可控制水下拖曳体为研究对象,首先通过水下拖曳体在拖曳水池样机中的试验取得试验数据后作为训练样本,采用LM BP算法,建立基于神经网络理论构建的可控制水下拖曳体轨迹与姿态水动力的数值模型。在此基础上设计了一个控制系统,它主要由两部分组成:基于遗传算法的神经网络辨识器和基于模拟退火改进的遗传算法的模糊神经网络控制器。以满足预先设定的拖曳体水下监测轨迹要求为控制依据,由控制系统确定为达到所要求的运动轨迹而应采用的迫沉水翼转角,以此作为输入参数,通过LM BP神经网络模型的模拟计算预报在这一操纵动作控制下的拖曳体所表现的轨迹与姿态特征。数值模拟计算结果表明:该系统的设计达到了所要求的目的;借助这一系统,可以有效地实现对拖曳体的深度轨迹控制。     

Group Decision Making Based Fuzzy Pattern Recognition Model for Lectotype Optimization of Offshore Platforms 1

1 .ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬｅｃｔｏｔｙｐｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｏｆｆｓｈｏｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｓｉｓｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｉｎｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｄｅｓｉｇｎｓｔａｇｅｂｅｃａｕｓｅｎｏｔｏｎｌｙｉｔｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｏｆｆｓｈｏｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｓｙｓｔｅｍ ,ａｎｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ ,ｔｈｅｍａｊｏｒｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓｆｏｒｃｏｓｔｓａｖｉｎｇｓｏｃｃｕｒｉｎｔｈｉｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏ…