基于极球面投影的极区格网等角航线

针对传统极区航行通常采用格网导航执行大圆航线,大圆航线上格网航向角不同不利于航行控制以及大圆航线在极区投影图上不完全投影为直线引起固有原理性误差的问题,借鉴中低纬度地区等角航线上地理航向角相等以及在墨卡托投影图上为直线便于航行控制和绘算的思想,提出了一种在极球面投影图中表现为直线的"等角航线"——格网等角航线。在研究双重投影的极球面投影以及格网导航方法的基础上,提出了格网等角航线的定义,推导了航线方程,并根据该航线的航程和航向角计算方法进行航线仿真设计。理论分析和仿真验证表明:航线上格网航向角处处相等,在极区投影图上表现为直线;格网等角航线与大圆航线、大椭圆航线相近,航程较短。因此,极区格网等角航线可以与格网导航方法、极球面投影精确配合应用,适合于极区航行。     

波浪作用下缆船拖带系统非线性运动数值模拟

基于船舶操纵性运动方程和拖缆的三维动力学运动方程,提出了被拖点位置匹配的方法,建立了拖船—拖缆—被拖船系统整体非线性拖带动力学模型。为了考察被拖船航向稳定性与横向稳性的关系以及波浪载荷作用的影响,被拖船采用水平面四自由度运动方程,并引入了波浪的作用力和力矩。拖船采用PD控制方法较真实地模拟了拖船航向改变的运动过程。对一个拖船—拖缆—被拖船系统(5 000 t的拖船和3 000 t的被拖船)在时域内进行了规则波浪作用下拖带运动的模拟,计算结果表明被拖带船舶在波浪中运动呈现运动稳定、不稳定和临界状态3种可能的特性。根据模拟计算结果,认为波浪中拖带航向稳定是被拖带船舶保持稳性的必要条件。     

带不确定性的船舶航向动态神经模糊跟踪控制

针对常规水面船舶的航向跟踪控制中建模参数随航速时变引起的不确定性问题,提出一种基于动态神经模糊模型的控制算法．动态神经模糊模型在学习中同时调整结构和参数,充分逼近船舶的逆动力学．训练好的动态神经模糊模型作为逆控制器,与传统的ＰＤ控制器并联,用于船舶航向的跟踪控制,且控制过程中能进一步调整模型权值．以５４４６ＴＥＵ大型集装箱船为例,进行航向跟踪控制的仿真结果表明,该算法能克服建模参数不确定性的影响,快速有效地跟踪期望航向,控制效果良好．     

基于连续全景影像航向与俯仰角速度的计算与应用

连续全景影像采集平台常常要集成陀螺仪或惯性导航单元等昂贵设备,造成硬件成本高、集成复杂等弊病。提出一种基于连续全景影像的航向和俯仰角速度的软件计算方法,不需要陀螺仪或惯性导航单元等硬件就可以计算航向和俯仰角速度,并成功应用在连续全景影像的坐标校正与图像防抖中。该方法避免了使用硬件设备,简化了全景采集平台的设计,降低了成本,取得了理想的效果。     

倾斜影像重叠度计算模型及应用

本文根据倾斜航摄仪中多镜头相机间的位置结构,分析了倾斜影像航向、旁向重叠度与飞行速度、曝光间隔时间、航线间隔等参数之间的关系,在此基础上推导出一种适合任意数量、任意位置相机所拍影像重叠度的计算公式。试验结果表明,该方法提高了倾斜摄影参数设定的准确度,为后期质量保证提供了必要的基础。     

GPS与全站仪组合测量载体航向模型研究

针对载体运动状态的不同，选择合适的数据处理方法对齐GPS和全站仪两种测量设备测出数据的时间标记，并给出了误差分析公式和试验数据分析结果。结果表明，GPS与全站仪组合测量载体航向时，其静态精度可以达到30”，动态精度可以达到2’。模型可以应用于船舶出航前以及进港时的导航设备标校，缩短其出航反应时间，引导其准确进港靠岸。     

基于双天线测向的航向对准数据处理方法研究

本文研究了在动态条件下利用双天线测向方法对舰船航向的对准检查,分析了天线架设位置及舰船姿态对航向测量误差影响,提出了数据处理方法,在舰船导航系统试验中进行了应用,结果表明该方法可提高试验精度。      

修正GPS测量舰船航向误差的环境建模法

分析了GPS测量航向时的误差来源,结合试验情况建立修正模型进行GPS航向改正,并运用到实际试验中进行模型检验,结果证明该修正方法切实可靠,能够在一定程度上提高试验精度和可靠性。     

基于航向角变化的趋势集合轨迹特征划分算法

在GPS或网络信号受到干扰或遮蔽时,导航精度和自主性会大大降低,组合导航技术能弥补这一缺陷。针对组合导航匹配实时、快速和准确的应用需求,本文提出一种具有实时性、高准确性的基于航向角变化的趋势集合特征划分算法。该算法通过计算轨迹点的航向角变化量,对趋势确定集合和趋势待定集合的趋势状态进行赋值,能有效地划分出轨迹上各段的特征点集合。算法还对由外界因素（如超车、紧急避让和驾驶员不同驾驶习惯等）引起的无效特征情况,进行趋势集合状态的分析和判断,以保证特征划分的准确性。本文以北京西五环地区的车辆轨迹数据为例,进行了实地跑车实验表明,基于航向角的趋势集合特征划分算法,在实时性和提取效果方面,具有明显的优势,算法简单可行、高效、可操作性强。     

航向垂线的地图匹配算法

针对现有地图匹配算法的优缺点,该文结合车辆导航特点对空间道路数据进行网格化处理并建立拓扑关系,改进了交叉路口的地图匹配算法,充分利用航向信息设计了基于航向垂线地图匹配算法。通过实际动态测量获取的数据,验证了该算法在解决交叉路口误匹配、不匹配和匹配精度低等问题中的优势。在提高匹配精度和准确性的同时,该算法的解算速度同样能较好地满足导航实时性的要求。