船舶位置參考系統(tǒng)異步信息融合方法研究.pdf

1、在現(xiàn)代船舶動力定位系統(tǒng)中，為了提高船舶位置信息的準(zhǔn)確性與可靠性，位置參考系統(tǒng)都進行了冗余配置。冗余配置的同類和異類位置參考系統(tǒng)可以提供大量的船舶運動信息，如何充分利用冗余信息、確保所得信息的準(zhǔn)確性和可靠性是動力定位系統(tǒng)需要解決的核心問題。本論文針對冗余配置的位置參考系統(tǒng)展開研究，將位置參考系統(tǒng)信息融合分為同步信息融合和異步信息融合，建立了位置參考系統(tǒng)的同步、異步信息融合結(jié)構(gòu)與融合算法，從而改善DP系統(tǒng)的性能。
　　本文根據(jù)船舶運動

2、學(xué)和動力定位船舶的運動特點，建立動力定位船舶的運動學(xué)模型；分析動力定位位置參考系統(tǒng)的測量定位原理，建立位置參考系統(tǒng)的測量模型，為論文的后續(xù)研究提供必要條件。
　　結(jié)合多傳感器信息融合結(jié)構(gòu)，本文將位置參考系統(tǒng)信息融合分為兩部分：測量數(shù)據(jù)處理和融合算法，其中測量數(shù)據(jù)處理包括測量信息空間配準(zhǔn)，數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測和濾波。由于各位置參考系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測與其故障檢測具有一致性，因此建立位置參考系統(tǒng)的故障檢測算法對其測量數(shù)據(jù)質(zhì)量和故障進行檢測，所

3、建立的故障檢測算法包括突變型故障檢測方法和漸變型故障檢測方法；選擇無跡卡爾曼濾波對各子系統(tǒng)的測量信息進行濾波，實現(xiàn)船舶位置的狀態(tài)估計。
　　在實際應(yīng)用中,一般采取兩種方法融合異步采樣信息，一是時間配準(zhǔn)，二是利用表決邏輯，這兩種方法都存在著不足，如時間配準(zhǔn)的實時性差、當(dāng)系統(tǒng)存在共模故障時表決方法是失敗的等，這些都會制約DP系統(tǒng)的融合精度。為此，本文將位置參考系統(tǒng)信息融合算法分為同步融合算法和異步融合算法，研究了同步多傳感器信息最優(yōu)分

4、布式估計融合算法；針對異步采樣信息提出了一種基于尺度的異步信息融合算法，使整個系統(tǒng)的工作建立在不同尺度上，突破了單一尺度系統(tǒng)的限制，實現(xiàn)了異步采樣信息的直接融合，克服了利用時間配準(zhǔn)進行同步化存在的不足，提高了異步多傳感器信息的融合性能。
　　根據(jù)船舶動力定位測量系統(tǒng)高精度、高可靠性及動態(tài)自適應(yīng)重構(gòu)的要求，結(jié)合所建立的故障檢測算法和多傳感器同步、異步信息融合算法，研究建立了動力定位位置參考系統(tǒng)同步、異步信息的融合結(jié)構(gòu)和融合算法，組成