《錨泊狀態下大型艦船慣導系統初始對準方法研究》是依託北京航空航天大學，由楊功流擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：錨泊狀態下大型艦船慣導系統初始對準方法研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：楊功流
- 項目類別：專項基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為了有利於艦載飛機的起降，大型作戰艦艇啟航前通常處於錨泊狀態，錨泊狀態下，艦船受到風力、水動力、海流力以及錨鏈力等多種動態干擾而作偏盪運動，使慣導系統的初始對準變得極其複雜，GPS、計程儀等輔助設備也失去了對速度信息準確測量的優勢，導致傳統的自對準方法和組合對準方法已經不適用。通過對錨泊船運動精確建模，能夠實時預測艦船的運動信息，從而能夠為艦船慣導系統初始對準提供基準信息。本課題以此為出發點，將慣導系統初始對準作為一個隨機閉環控制系統，致力於尋找一種慣導系統初始對準的新方法，以解決錨泊狀態下艦船慣導系統對準難的問題。主要研究內容包括：錨泊狀態下艦船運動特性分析與建模方法；慣導系統抗動態干擾初始對準方法；基於隨機閉環控制的Kalman濾波精對準方法。本項目的研究成果對實現錨泊狀態下大型艦船慣導系統初始對準具有一定的理論和工程意義。
結題摘要
錨泊狀態下，艦船受到風動力、水動力和錨鏈力等多種因素的影響而做“偏盪運動”，使捷聯慣導系統的初始對準變得及其複雜，GPS、計程儀等輔助設備也失去了對速度信息準確測量的優勢。傳統的自對準方法是將船體的偏盪運動視為高頻干擾，通過濾波的方法從中提取出地球自轉角速率等信息進行自對準，這種方法得到的基準信息不夠準確。慣性系下傳統的解析法粗對準能夠達到水平精度10’，航向精度30’的精度，可以滿足精對準的需要。精對準採用對錨泊船進行運動建模預測運動信息的方法，通過採用MMG法對錨泊船偏盪運動的建模，將錨泊船的受力分為水動力、風動力和錨鏈力等幾部分，通過對這幾種力的分別建模，可以實時地預測艦船的運動信息，從而能夠為艦船的捷聯慣導系統初始對準提供基準信息。通過建模得到基準信息之後，再通過構建一個隨機閉環控制系統，隨機閉環控制系統由受控對象，卡爾曼濾波器和反饋控制律構成，其中卡爾曼濾波器採取速度加角速度的傳遞對準方法，達到將運動建模的基準信息傳遞給捷聯慣導系統的目的。仿真結果表明，這種方法能夠有效提高對準精度，在經過20min的精對準後，對準精度為水平誤差角優於1.8’，航向誤差角優於3’。
