基于增强现实的智能船舶辅助导航系统设计

面向智能船舶全航程自主航行,辅助船员开展航行决策,基于增强现实技术对自主航行航渡中避碰和靠离泊等场景的辅助导航支持系统进行研究。综合电子海图数据、航行任务数据、船舶导航和操控信息、多传感器融合的碍航物信息,利用虚拟现实和增强现实技术构建全方位航行场景,动态展现本船运动趋势和周边目标态势。将虚拟现实助航标记与光电视频叠加构建增强现实场景,辅助完成避碰预警和靠离泊。该系统能够准确显示船舶航行真实场景及其状态信息,通过增强现实实景增强全方位辅助导航,不仅支持船员辅助决策而且还具备一定的远程驾控支撑能力。研究成果使船舶操控和决策更加便捷、高效,为智能化船舶的发展提供技术保障。

大方位失准角下舰载机快速传递对准技术

为解决舰载主惯导与机载子惯导之间大失准角问题,同时满足对准快速性的需求,提出了从舰载机进入弹射位置开始,到舰载机飞离甲板时间内,基于虚拟惯导(VINS),综合利用舰载主惯导信息、跑道航向信息以及激光多普勒测速仪(LDV)信息,利用速度匹配方法实现舰/机惯导传递对准的方法,并建立了传递对准误差模型。该模型利用舰艇坐标系与跑道坐标系之间的方向余弦矩阵,将舰载坐标系与机载坐标系之间的大失准角问题,转化为机载坐标系与跑道坐标系之间的小方位失准角问题。考虑弹射过程舰艇及舰载机的运动模型,利用数学仿真对传递对准误差模型进行了验证,并与UKF滤波方法进行了对比。仿真结果表明,该方法可以在8 s内实现舰/机惯导的传递对准,对准性能与UKF滤波方法相当,且对准过程不需要舰艇进行任何机动运动。

车载定位定向系统误差在线补偿方法

针对里程计输出为位置增量,传统SINS/里程计组合方法会对位置增量进行微分或积分从而会产生一定噪声或误差,且里程计标定残差影响高精度定位定向系统性能的问题,提出了一种基于位置增量组合的定位定向系统误差在线估计和补偿方法。该方法除了将惯性器件误差列入状态量外,还将里程计安装误差残差、标度因数误差等纳入状态量进行实时估计,将惯性导航系统输出的速度增量进行积分获得位置增量,同时与里程计输出位置增量进行比对,构建量测方程。设计跑车试验对该方法进行了验证,结果表明该方法可以有效估计惯性器件误差和里程计参数误差,同时相比速度组合方法而言,定位精度可提高40%。

基于遭遇波的艏前波法的航母姿态预报

航母在海洋航行时,为了使舰载机起飞和降落更安全,需要对航母姿态运动进行预报。艏前波法仅反映海浪本身的波动,没有考虑航母与海浪相互作用的情况。基于遭遇波的艏前波法,用航母遭遇海浪的观测序列替代海浪观测值作为ARMA模型的系统干扰,使得预报精度更准确。通过仿真分析,基于遭遇波的艏前波法结果与艏前波法结果对比,四级海况下,横摇运动预报4 s的误差不超过0.03°,预报8 s的误差不超过0.15°,纵摇运动预报4 s的误差不超过0.05°,预报8 s的误差不超过0.06°,结果表明了该方法的有效性。

基于稀疏高斯积分的舰机传递对准滤波方法

针对舰机传递对准中的大姿态失准角问题，研究了稀疏高斯厄米特积分滤波在舰机传递对准中的应用。为了解决稀疏高斯滤波中积分点利用效率不高的问题，提出了一种改进的自适应各向异性稀疏高斯积分滤波算法，改进算法根据状态参数可观测度大小将积分变量分类并根据分类结果构造各向异性权重向量来控制各维通道积分的精度等级，进而对各变量通道的积分点数目进行合理分配。模拟轨迹下仿真结果表明，采用稀疏高斯滤波与采用改进算法的舰机传递对准精度相当，较无味卡尔曼滤波有所提高，对准精度由3?提高到2?；改进算法的积分点数目减少了30%~60%，提高了计算效率。

应用模拟海杂波图像反演海面风场算法研究

针对传统灰度模型光流法计算海面风场误差较大的问题,提出了改进海面风场反演算法,该算法包含2部分:一是根据航海雷达图像特点,提出了基于灰度和梯度不变模型光流法的海面风向反演算法,并应用直方图统计光流场计算主风向;二是应用BP网络建立风速与雷达散射截面、电磁波方向与风向的非线性模型,据此计算风速.最后应用模拟、实测图像开展实验,对风向和风速反演结果进行比对、分析.实验结果表明,航海雷达具有很高测量风速、风向的能力,同时也验证了文中算法的可行性.

弹射中舰载机快速传递对准技术

舰载机弹射过程中的高加速度有利于提高舰/机惯导的传递对准速度,但高速运动带来的误差也会影响传递对准的性能。本文对舰载机的弹射流程、拖拽方式、弹射时间、弹射过程中线运动及角运动规律等进行分析,从舰载机弹射时间、舰机相对运动规律,及基准信息来源等对传递对准匹配方法的约束,基准信息精度与品质、动态杆臂误差,及大失准角误差等方面对传递对准性能的影响等,论证实现舰/机惯导传递对准的可行性,提出相应的传递对准方案,并提出各种干扰误差的相应补偿方法。研究表明,舰/机惯导弹射中,基于速度匹配的传递对准方法,可以实现舰载机紧急起飞情况下的快速初始对准。

平台式惯导仿真系统的设计与实现

为了使舰船导航系统取得良好的动态效果,减少测试复杂性,利用平台式惯导仿真系统代替真实设备进行实验,提高了可重用性且降低实际费用。采用模块化的设计思想和多线程技术,提出平台式惯导仿真系统总体结构框架,使用VC进行程序编写并给出详细的组成和仿真流程。构造了数据通信模块、初始参数设置模块、系统模型解算设置模块和参数显示存储模块,给出了详细的设计及实现方法。仿真系统综合了惯性器件的实时仿真,并具备器件性能参数设置、仿真数据动态实时显示和输出、实时存盘、数据回放功能。在舰船导航系统的联合调试中证明,平台式惯导仿真系统是合理有效的。

基于Tilcon航海标绘台界面设计

针对基于WINDML的航海标绘台系统中编程代码量大、界面显示粗糙等特点,结合航海标台系统应用要求,采用Tilcon软件设计了系统操控流程和应用界面,降低了软件编码的工作量,增强了可靠性和可维护性,解决了在VxWorks下Tilcon汉字显示等关键问题。应用结果表明,该方法开发的图形界面可靠性好、实时性强、界面效果丰富,具有广泛的实用性和推广价值。

浅谈如何加快牡丹江市公路网化工程建设

介绍了牡丹江市公路网化建设几年来取得的成就,以及对如何加快公路网化建设的几点看法。

混凝土试体超强问题初探

从质量和效益两个方面讨论了混凝土试体超强的问题,并结合施工具体情况论证了解决砼试体超强问题所能带来的经济效益。

基于带通滤波器的惯性元件随机噪声逼真模拟方法

逼真模拟数据对于惯导算法研究与测试具有重要意义。针对传统惯性元件模拟方法存在误差较大、逼真性不足的问题,提出基于带通滤波器的惯性元件随机噪声逼真模拟方法。在驱动白噪声生成宽带角度/角速率随机游走、零偏不稳定性噪声基础上,根据各随机噪声频率分布特点,应用带通滤波器抑制带宽外噪声相互影响,然后再将各类随机噪声合成惯性元件主要随机噪声。以MEMS IMU型号ADIS16480为被模拟对象开展数值模拟实验,结果显示,相对于传统数值模拟方法,提出的方法不仅大幅度提高了零偏不稳定性噪声模拟精度,改善幅度达到50%,而且可实现三类主要随机噪声逼真模拟。

海洋重力仪采样质量悬挂系统分析

针对轴对称型海洋重力仪采样质量悬挂系统的刚度设计问题,运用材料力学和最小势能原理重点对水平和垂直方向的等效刚度进行理论分析,分析结果表明:系统在水平面内各方向的刚度相等,与拉丝材料的弹性模量和横截面积成正比,与拉丝的初始长度成反比;系统竖直方向等效刚度与绷紧弹簧的张力成正比,与拉丝的初始长度成反比。对仪器工程应用中,因拉丝弯曲而产生的干扰阻力进行了评估分析,结果表明在正确选择拉丝的材料和几何尺寸的条件下,由干扰阻力所引起的误差可以忽略不计。

多极子阵列声波测井仪研制成功

中国石油研制成功多极子阵列声波测井仪（MPAL）,其测量参数及功能等主要技术指标接近或达到国际先进水平,可以同时完成单极、偶极和四极测量,在储层的孔隙度求取、岩石力学分析、裂缝识别、各向异性评价、压裂效果评价等方面具有重要意义,为复杂油气藏中的油气层识别和储层评价提供了重要手段。

涡轮钻井技术在四川元坝区块的应用分析

涡轮钻具在国外已经是成熟的钻井提速工具,而在国内使用受到诸多限制,尤其受设备泵压条件的限制,还没有形成工业化应用。川东北元坝区块的地层岩性以石英砂岩夹杂页岩为主,石英含量高,地层研磨性强,可钻性差,长期以来主要使用牙轮钻头,钻井速度较低,钻井周期长,制约了该区油气开发的速度。分析了涡轮钻具在该区块的使用效果、存在问题,证明涡轮钻具在川东北地区具有提速、提效的作用。在设备允许的条件下,建议将涡轮钻井系统作为目前提高川东北元坝地区地层机械钻速的有效技术。

房建土建工程中的高支模施工技术的应用探究

我国在推进城市化进程的同时,各地建筑物也随之增多。作为工程建设项目中广泛应用的技术类型,高支模施工具有规范性、专业性等特点,对工程项目质量有着较大的影响。只有把握好施工技术要求,才能发挥出该技术的最大作用,以提高施工效率。本文对高支模施工的应用要点进行了探究分析,房建土建工程经常应用该技术,希望通过本文的论述,能够对工程施工建设起到一定促进作用。

元坝气田超深小井眼侧钻技术浅析

元坝气田超深小井眼侧钻点井深超过6000m，施工中面临小钻具抗拉抗扭能力弱；泵压高、循环排量小，上返速度低，携砂困难；小螺杆、小钻具定向难度大；井温超过150℃、钻井液液柱压力超过135MPa，对定向仪器和工具要求高；卡钻风险大等技术难题。为此，通过优化井身结构设计、优选开窗侧钻点、采用抗175℃高温及抗172MPa的MWD定向仪器＋螺杆钻井技术、优化钻具组合、精确控制钻井参数等侧钻关键钻井技术措施，并将其成功地应用到YB272—1HC井、YB10-3C井、YB27—1HC井等超深小井眼开窗侧钻施工作业中。结论认为，通过现场实践形成的进行超深小井眼侧钻配套技术为今后类似侧钻井施工提供了较高价值的应用参考。

重力梯度辅助导航的改进等值线匹配算法

针对等值线迭代最近点算法(ICCP)在大的初始位置误差下易发散的问题,提出利用价值函数等值线算法对初始位置进行调优;针对该算法在旋转与平移变换过程中存在误差传播的问题,提出在最近点附近对ICCP算法进行加密的改进方法.在初始匹配误差为3.5′下进行仿真实验,结果证明:利用加密的改进ICCP算法得到了最终匹配位置,提高了传统ICCP算法的精度;即使是在大的初始匹配误差下仍能达到很高的定位精度.