測量船在海上航行時受到海浪、海風(fēng)等環(huán)境因素影響,會產(chǎn)生搖擺,高精度測量要求對實測船搖數(shù)據(jù)實時濾波,并計算船搖角度、角速度及角加速度的多步預(yù)測值。同時,提前幾秒或十幾秒預(yù)報出船舶的運動姿態(tài),能進一步提高減搖裝置的控制精度,減小船舶搖蕩,提高船舶的耐波性。故研究船搖數(shù)據(jù)特性及其濾波和預(yù)報方法,對提高海上綜合測量精度有較強的意義。本文主要研究以下內(nèi)容:（1）基于實測數(shù)據(jù),全面分析了測量船海上姿態(tài)數(shù)據(jù)特性。頻譜特性分析表明,船搖數(shù)據(jù)主要信息分布在小于0.6 Hz的低頻范圍,噪聲特性分析指出其噪聲為非高斯白噪聲。船搖數(shù)據(jù)高階量分析表明,四次差分后jounce周期性顯著減弱,短時間內(nèi)可以將其看成jounce噪聲量驅(qū)動的過程。同時,從定性和定量角度分析了船搖數(shù)據(jù)混沌特性,確定了橫搖和縱搖數(shù)據(jù)重構(gòu)時延和嵌入維度。（2）基于船搖數(shù)據(jù)特性分析,引入機動目標(biāo)跟蹤理論研究船搖濾波及多步預(yù)報。針對現(xiàn)有模型階數(shù)不夠高的問題,推導(dǎo)了更高一階的模型,提出了基于最大相關(guān)熵的CS-Jounce自適應(yīng)方法。仿真結(jié)果表明,該方法適用于船搖數(shù)據(jù)非高斯白噪聲環(huán)境,可以很好的估計并預(yù)報船搖角速度及角加速度,具有較高的濾波和預(yù)報精度... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１船載測控天線伺服系統(tǒng)控制原理圖??本課題的重點是研究船舶姿態(tài)濾波及預(yù)報方法

２．１時域分析??對信號的傳統(tǒng)分析方法是波形分析，信號的特性首先表現(xiàn)為它的時間特性。從原始數(shù)??據(jù)圖（圖２．２）可以看出，船搖數(shù)據(jù)具有明顯的非平穩(wěn)性，振蕩呈現(xiàn)一定隨機性，橫搖和縱??搖數(shù)據(jù)為均值在零附近一定范圍內(nèi)的波動。由于測量船為狹長船體，橫搖幅值波動范圍一??般比縱搖大，航向數(shù)據(jù)均值可能較大，且由于船舶航行中可能改變航向，除有局部短周期??外還可能有長趨勢非周期項。??６??

Ｋ一一艏搖角，即繞船舶垂直軸的旋轉(zhuǎn)振蕩，以正北為基準(zhǔn)。??Ｚ??圖２．１船舶姿態(tài)數(shù)據(jù)參考坐標(biāo)系??文中基于某測量船姿態(tài)數(shù)據(jù)進行分析，３級海況，未開減搖鰭，采樣頻率２０?Ｈｚ，數(shù)??據(jù)點數(shù)１６?０００點，時長８００?ｓ。??２．１時域分析??對信號的傳統(tǒng)分析方法是波形分析，信號的特性首先表現(xiàn)為它的時間特性。從原始數(shù)??據(jù)圖（圖２．２）可以看出，船搖數(shù)據(jù)具有明顯的非平穩(wěn)性，振蕩呈現(xiàn)一定隨機性，橫搖和縱??搖數(shù)據(jù)為均值在零附近一定范圍內(nèi)的波動。由于測量船為狹長船體，橫搖幅值波動范圍一??般比縱搖大，航向數(shù)據(jù)均值可能較大，且由于船舶航行中可能改變航向，除有局部短周期??外還可能有長趨勢非周期項。??６??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]船舶縱橫搖和升沉運動預(yù)報方法研究[D]. 王允峰.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[3]基于卡爾曼濾波技術(shù)的船舶橫搖預(yù)測方法研究[D]. 范海平.哈爾濱工程大學(xué) 2008
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本文編號：3505344