[發明專利]基于錨鏈張力的定位方法及衛星定位失靈的檢測方法

在審

• 申請號: 201711033438.X
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN108008421A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 任政儒;蔣致禹;施偉;寧德志
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明提供了一種基于錨鏈張力的定位方法及衛星定位失靈的檢測方法，該方法可以輔助現有船舶定位系統進行定位，可用于檢測衛星定位失靈等故障，增強定位系統冗余度，提高操作安全性。對于已經安裝響應錨鏈張力傳感器的結構物，本方法不需要額外花費，僅通過軟件升級便可實現響應功能。本發明的方法可以輔助現有船舶定位系統進行定位，可用于檢測衛星定位失靈等故障，增強定位系統冗余度，提高操作安全性。對于已經安裝響應錨鏈張力傳感器的結構物，本方法不需要額外花費，僅通過軟件升級便可實現響應功能。

技術領域

本發明涉及一種錨泊結構物的定位方法，特別涉及基于懸鏈線錨鏈張力的水面錨泊結構物的定位方法。

背景技術

全球定位系統(GPS)可以提供基于衛星的地表定位信息，然而其在某些極端情況下會出現失靈的情況，比如由于太陽耀斑引起的電離層突然騷擾。衛星定位系統失靈或者偏移對于海洋安全生產存在巨大隱患。對于錨泊輔助動力定位系統，當GPS等定位信息出現故障時，錯誤的定位信息會令結構物偏離預設值。從而可能會引起錨鏈及立管斷裂，從而造成巨大的經濟和環境損失。隨著技術的進步，越來越多的水面船只及浮式生產設備配備了錨鏈張力傳感器。該傳感器可以提供實時的錨鏈拉力，從而進行錨鏈斷裂及數據采集。

發明內容

本發明的目的是提出一種根據錨鏈張力來估算水面錨泊結構物位置的方法。該方法可以輔助現有船舶定位系統進行定位，可用于檢測衛星定位失靈等故障，增強定位系統冗余度，提高操作安全性。對于已經安裝響應錨鏈張力傳感器的結構物，本方法不需要額外花費，僅通過軟件升級便可實現響應功能。

本發明的技術方案：

基于錨鏈張力的定位方法及衛星定位失靈的檢測方法，步驟如下：

(1)錨鏈5與浮式結構物2通過其上的轉塔3連接，轉塔3安裝于浮式結構物2的導纜孔4內，定義錨鏈底部固定端6的位置為

(2)定義錨鏈5頂端的位置為p，該位置直接影響錨鏈5的拉力，通過連接在重力型懸鏈線錨鏈5上的張力傳感器實時測量其拉力；所述的錨鏈5為重力型懸鏈線錨鏈；

(3)根據錨鏈5的張力正相關于錨鏈5頂端和錨鏈底部固定端6在海底的投影的直線距離，并且浮式結構物2的升沉運動在一段時間內引起的張力變化量平均值為0，因此，將任意時刻的錨鏈5張力轉換為錨鏈底部固定端6距離導纜孔4在海底投影的距離Xi；錨鏈底部固定端6與轉塔3中心在海底投影的直線距離為Xi+rt，其中，rt為轉塔3的半徑；

(4)選擇至少三組錨的位置信息和錨到轉塔中心的距離信息，實現浮式結構物2在海底的投影的定位；要求：每一采樣周期尋找一點在位置p，使得該點距離所有的錨鏈距離與Xi+rt之差的平方和最小，即故可知水面平面定位，從而得到實時的基于錨鏈張力的定位信息。