基于海上观测值的舰船导航信号滤波方法研究

为弥补单一数据源不足,并在不同航行环境下,确保导航信号的稳定性与可靠性,研究基于海上观测值的舰船导航信号滤波方法。在舰船导航中,基于纬度、经度、海流分量、航速、航向和角速度变化量等观测值建立了导航信号模型。利用改进量子粒子群优化算法,优化卡尔曼滤波算法的观测噪声协方差矩阵,以及舰船导航信号模型噪声协方差矩阵,得到改进卡尔曼滤波算法,结合舰船导航信号模型,获取舰船导航信号滤波估计结果。实验结果证明,该方法可有效滤波估计舰船导航信号,提升舰船导航信号质量;该方法改进后的舰船导航轨迹与期望轨迹非常接近,即改进后该方法的舰船导航信号滤波效果较优。

改进卡尔曼滤波在舰船导航雷达运动目标自动跟踪算法上的应用研究

本文针对舰载雷达系统自动跟踪运动目标上的问题,通过建立舰船导航雷达目标跟踪信号模型,提出了一种基于改进卡尔曼滤波的舰船雷达目标自动跟踪算法,该算法旨在提高对噪声的抑制作用,提高目标跟踪的精度,增强模型在真实场景下的实用性,解决长时间跟踪后的目标偏移及丢失问题。仿真结果表明,相较于最小二乘法、卡尔曼滤波算法,使用改进卡尔曼滤波算法的舰载雷达系统的跟踪性能以及精确度得到了大幅改善。

卡尔曼滤波对舰船导航系统精确性研究

本文将联合卡尔曼滤波器应用于舰船导航系统中。联合卡尔曼滤波器中的全局滤波器将获得的舰船导航系统的信息,按照信息分配系数,分给系统中的2个局部滤波器,以此来降低系统计算量,这种方式容错性强,提高了舰船导航系统的精度性和稳定性。

基于数字信号处理器的舰船导航信息处理系统

抑制干扰信息,提升信息处理效果,设计数字信号处理器的舰船导航信息处理系统。利用雷达前端产生导航发射触发信号与中频信号等,通过A/D转换器在产生的信号内采集数字化导航信息,采用数字信号处理器为信息处理提供同频干扰抑制与脉冲积累等处理算法,按照互信息梯度分离导航信息,实现导航信息同频干扰抑制。实验证明:该系统可获取清晰的导航雷达信号图,有效采集数字化导航信息;可精准抑制干扰信息,提升信息处理效果;在不同信道状态下,该系统的信息传输速率较快。

基于大数据技术的舰船导航定位系统自动修复方法

为解决常规舰船导航定位系统修复方法修复时间较长的不足,提出了基于大数据技术的舰船导航定位系统自动修复方法。基于系统故障数据的反馈,以及修复对象的确定,完成舰船导航定位系统自动修复关键信息的获取。依托修复数据的引导与流程分析,实现了舰船导航定位系统的自动修复。实验数据表明,提出的自动修复方法较常规修复方法,修复时间平均缩短25.49 min,适合舰船导航定位系统故障的快速修复。

实时视频摘要及其在舰船导航中的应用

针对视频信号在低带宽导航通信条件下进行实时传输比较吃力的问题,本文提出一种新的实时视频摘要算法。该算法是通过修改视觉重要特征(包括亮度、色彩对比等)的对比度来实现。具体地说,在图像的低对比度区域用双边滤波降低对比度,而在高对比度区域人为地加上用高斯差分滤波器得到的边缘以增加对比度。实验结果表明:该算法不仅能够很好地去除噪声,而且具有很强的压缩能力。这在现代导航特别是在低带宽情况下的导航数据传输方面有着巨大的应用前景。

基于大数据分析的复杂环境舰船导航方法

为了提升舰船作战能力,提出基于大数据分析的复杂环境舰船导航方法。利用舰船搭载传感器获取水域环境信息,采用栅格法构建复杂环境模型,基于大数据分析技术预处理舰船导航数据——时间归一化处理、误差改正处理与野值剔除处理,融合GPS与IMU数据,确定舰船导航当前的绝对位置。以舰船导航定位结果为依据,应用遗传算法获取最佳舰船航行路径,从而实现复杂环境舰船的导航。实验数据显示,本文方法舰船导航定位误差最小值为0.12%,舰船导航路径长度更短,更平滑,充分证实了本文方法舰船导航性能更佳。

舰船导航雷达远距离探测能力优化方法

为了提升舰船雷达远距离探测能力,更好保障舰船远距离航行任务顺利完成,提出舰船导航雷达远距离探测能力优化方法。基于扫描机制与面阵接收技术对舰船导航雷达架构实施合理设计,并在舰船导航雷达光学接收模块使用改进小波阈值法、中值滤波以及经验模态分解(EMD)算法,混合滤波接收到的舰船导航雷达回波信号,提升舰船导航雷达回波信号质量,实现舰船导航雷达远距离探测能力优化。结果表明,应用该方法能够优化舰船导航雷达远距离探测能力,相同量程下,可更好探测与呈现舰船航行过程中的远距离目标。

舰船导航信号非线性UKF滤波定位解算方法研究

根据UKF(unscented Kalman fliter)的工作机理,对所建立的双星(GPS、劳兰C)/航位推算(DR)舰船组合导航连续非线性系统模型进行解算,形成一套UKF在舰船组合导航中的递推算法。该方法根据随机变量的先验统计特性,按照特定的规则将状态变量分解成2n+1维的散布形式,然后利用统计线性回归技术,实现对非线性函数的线性化,可以获得更小的线性化误差。实船数据试验表明:UKF算法与扩展卡尔曼滤波(EKF)算法相比,系统稳定性更好,滤波器估计精度更高。

基于HLA的多传感器舰船导航分布式仿真平台

根据基于高层体系结构的多传感器舰船导航分布式仿真平台的设计需求,在联邦对象模型的基础上,使用VR-Link的API工具开发系统联邦和联邦成员.基于VR-Link设计并实现联邦成员间的通信和仿真进程控制方法.基于VC++设计多传感器舰船导航设备,将多传感器数据采集、信息显示、存储及数据处理集成在一起,具有友好的人机界面,方便进行维护和实现功能扩充.

基于视频优化技术的舰船导航交互界面设计

针对舰船航行导航需求,设计基于视频优化技术的舰船导航交互界面。利用导航设备单元内的气象仪、GPS、海图等直接获取导航所需数据,同时利用雷达采集器采集雷达扫描视频,将舰船导航所需数据和雷达扫描视频传输到视频优化单元内和人机交互单元内,视频优化单元对雷达扫描视频与气象仪、GPS、海图等数据进行优化融合处理,得到涵盖气象、海图等数据的雷达扫描视频后。将其发送到主控单元内电子海图控制模块内,同时主控单元连接触控显示屏为用户连接人机交互单元,实现电子海图控制、导航定位管理等。实验结果表明,该舰船导航交互界面具备较好的雷达扫描视频生成能力,电子海图背景海图缩放功能等,应用效果较佳。

舰船导航系统的人机交互界面设计及评价研究

为便于用户理解舰船导航系统的各项功能和使用方法,更有效地利用系统完成舰船导航,研究舰船导航系统的人机交互界面设计及评价方法。以最大距离色彩对比度、最大距离对比度为优化目标,建立舰船导航系统人机交互界面设计模型,确定人机交互界面设计方案;通过变异系数法,确定人机交互界面设计方案评价指标权重;利用逼近理想解排序法,结合评价指标权重,得到人机交互界面设计方案评价结果。实验证明:该方法可有效设计舰船导航系统人机交互界面,且视觉效果较优;可有效评价人机交互界面设计方案,及时发现设计方案中的不足,并加以改进。

基于信息融合技术的舰船导航信息系统

在舰船行驶的过程中,为了能全面缩减导航信息传输时间,确保舰船在实际运行中的稳定性、可靠性以及安全性,就必须要在信息融合技术的基础上,对导航信息系统进行设计。将信息融合技术有效的应用早舰船导航系统中,对软件设备、硬件设备进行完善和优化,在舰船导航信息提取和相关计算方式的基础上进行设计,更好地对舰船导航信息系统的设计。文章主要在信息融合技术的基础上,对舰船导航信息系统进行设计,希望能对今后舰船行业的发展提供有效的参考。

论导航发展规律和发展趋势——对舰船导航历史的研究

为了研究导航发展的主要规律,以便予测未来的发展趋势,论文作者通过电罗经、计程仪、自动操舵仪、天文导航、无线电导航、多卜勒导航、惯性导航、卫星导航、综合导航九大导航系统的历史发展方块图,并以电罗经发展历史为例触类旁通地阐明了各系统的发展过程。把导航分为四个阶段,并对导航下了现代的定义。由此,进一步概总了促使导航系统发展的四大因素和六大关系,共十条规律。文中,重点分析了各种系统的诞生年代背景,同时也剖析了各种系统的局限性,从而论证了未来总的发展趋势:将是进一步满足军事和航运事业日益发展的需要,用最先进的实用理论和技术发展各种系统,加强以提高精度和可靠性为主要目标的研究,进一步扩大设备的通用性和功能。除建立少数新的导航系统外,主要是进一步克服现有各系统的局限性。引用航天航空技术于舰船,开放部分军用系统为民用,并淘汰部分系统和设备;继续将现有的各系统更有效的结合起来。组成更高性能的综合导航系统.

舰船GPS导航系统定位误差仿真

通过对组成舰船GPS导航系统定位误差的估计和船舶准确位置的计算,建立了舰船GPS导航系统(Global Positioning System)定位信号仿真模型。特别是针对船舶航行时的不同海况和天气条件,给GPS定位误差估计引入了影响因子后,使舰船GPS导航系统定位误差信号仿真更加精确和可靠。

舰船惯性导航系统海上无阻尼状态的校准

为满足装备高机动舰船的惯性导航系统海上重调的需求,设计了一种无阻尼状态下的校准方案,以保证惯性导航系统的续航导航精度。设计中采用卡尔曼滤波器估计系统误差和陀螺漂移,并利用残差检验方法进行故障检测与隔离。仿真分析和系统试验结果表明:无论载体在静态还是动态机动情况下,采用该方案进行校正后的系统精度都明显提高。该方案具有:滤波估计过程在无阻尼状态下进行,不受舰船运动状态的限制;分别估计陀螺常值漂移和随机漂移,隔离随机漂移对常值漂移量测的影响,精确补偿系统误差和陀螺常值漂移;以及在外参考信息源有误差干扰情况下仍能获得理想的校正效果等特点,具有重要的应用价值。

基于模糊控制的舰船组合导航Kalman滤波器

经典的舰船组合导航Kalman滤波器对异常量测值处理过于简单 (只分为野值、正常值 ) ,致使包含新息的略大于正常值的量测数据失去作用 ,从而使滤波器产生波动。为克服这一弊端 ,提出在滤波器中加入模糊控制器 ,模糊规则由专家确定 ,对不同类型的滤波新息进行判别后加权处理 ,从而增强滤波器对野值的适应能力。计算机仿真结果表明 。

基于机器人的舰船智能导航系统设计

随着AI控制技术的发展,智能机器人的应用领域在不断扩展,针对传统舰船导航系统航迹精度控制差的不足,设计一种基于机器人的舰船智能导航系统。智能导航系统的硬件部分由AMI1086芯片、FPGA电路控制模块、AIS信号收发模块、GPS导航模块和数据存储模块等部分构成,并给出基于机器人控制的舰船导航系统的主控程序,和用于航向纠偏的脉冲信号累计控制算法,以实现对舰船海上航行的精确控制。仿真结果表明,提出系统设计在航迹偏差方面要明显优于传统系统,有助于保证舰船的安全行驶。

舰船综合导航系统信息检测与故障诊断方法研究

舰船综合导航系统具有信息丰富、冗余度大,但信息利用率较低、故障检测诊断机制不完善等特点。采用信息融合等现代技术对系统的信息可靠性、检测与诊断等相关问题进行研究,为维修及决策提供有效依据。

基于自适应信息融合的舰船组合导航系统研究

此文针对组合导航系统在舰船运动中出现的局部滤波器精度下降和滤波发散问题,提出新的自适应信息融合方法,给出滤波结果可信度定义和评价方法,并在此基础上进行信息分配保持全局估计精度和控制发散。