[發(fā)明專利]基于光纖陀螺慣性測(cè)量系統(tǒng)的船舶橫縱蕩信息測(cè)量方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010209309.3
• 申請(qǐng)日: 2010-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN101881620A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奔粵陽;李倩;高偉;龔晶;于飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/18
• 分類號(hào): G01C21/18;G01C21/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于光纖陀螺慣性測(cè)量系統(tǒng)的船舶橫縱蕩信息測(cè)量方法，其特征是：

(1)對(duì)船用光纖陀螺捷聯(lián)慣性系統(tǒng)充分預(yù)熱，并實(shí)時(shí)采集光纖陀螺和加速度計(jì)的輸出信號(hào)；

(2)利用光纖陀螺和加速度計(jì)的輸出，得到船舶實(shí)時(shí)姿態(tài)信息，包括縱搖角α、橫搖角β、艏搖角γ，再由姿態(tài)信息構(gòu)成載體坐標(biāo)系b與地理坐標(biāo)系t的關(guān)系矩陣

Cbt=C11C12C13C21C22C23C31C32C33,]]>

其中

C₁₁＝cosβcosγ-sinβsinαsinγ

C₁₂＝-cosαsinγ

C₁₃＝sinβcosγ+cosβsinαsinγ

C₂₁＝cosβsinγ+sinβsinαcosγ

C₂₂＝cosαcosγ；

C₂₃＝sinβsinγ-cosβsinαcosγ

C₃₁＝-sinβcosα

C₃₂＝sinα

C₃₃＝cosβcosα

(3)由船舶航行操控時(shí)設(shè)定的船舶航跡向與地理北向的夾角，即船舶的主航向角得到地理坐標(biāo)系t與半固定坐標(biāo)系d的關(guān)系矩陣

進(jìn)而得到載體坐標(biāo)系b與半固定坐標(biāo)系d之間的轉(zhuǎn)換矩陣

(4)利用陀螺和加速度計(jì)的輸出，得到地理坐標(biāo)系t上第n個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)船舶實(shí)時(shí)速度信息，包括地理坐標(biāo)系x軸上的速度地理坐標(biāo)系y軸上速度地理坐標(biāo)系z(mì)軸上速度

(5)利用矩陣將地理坐標(biāo)系t上船舶實(shí)時(shí)速度信息通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，得到半固定坐標(biāo)系x軸上第n個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)的速度信息和半固定坐標(biāo)系y軸上第n個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)的速度信息

(6)將半固定坐標(biāo)系d下x軸上的速度信息和y軸上的速度信息進(jìn)行一次積分，得到半固定坐標(biāo)系d下第n個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)總的位移量，即半固定坐標(biāo)系d下y軸上總的位移量以及半固定坐標(biāo)系d下x軸上總的位移量

syd(n)=hΣk=1nvyd(k),]]>

sxd(n)=hΣk=1nvxd(k)]]>

其中k＝1，2，...n，表示半固定坐標(biāo)系d下x軸上第k個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)的速度信息，表示半固定坐標(biāo)系d下y軸上第k個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)的速度信息，與可以在第k個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)由步驟1到步驟5的過程測(cè)量得到并加以保存，h為光纖陀螺慣性測(cè)量系統(tǒng)的采樣周期；

(7)對(duì)步驟(6)中得到的半固定坐標(biāo)系d下總的位移量與進(jìn)行濾波，得到船舶沿艏向和右舷方向的即時(shí)高頻位移量，即船舶的縱蕩信息和橫蕩信息

s^y(n)=syd(n)·ω(n),]]>

s^x(n)=sxd(n)·ω(n)]]>

選用高通數(shù)字FIR濾波器，選取凱塞窗為

ω[n]=I0[61-(2nN-1-1)2]70,]]>

其中函數(shù)定義為

I0[x]=1+Σj=120[(x/2)jj!]2,]]>

并且有

N=5.2fsf,]]>

其中f_s為采樣頻率，f為通帶邊緣頻率。