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(dòng)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(jìn)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(yùn)動(dòng)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(dòng)力定位系統(tǒng)需要解決的核心問題。本論文針對(duì)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(yùn)動(dòng)

2、學(xué)和動(dòng)力定位船舶的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，建立動(dòng)力定位船舶的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；分析動(dòng)力定位位置參考系統(tǒng)的測(cè)量定位原理，建立位置參考系統(tǒng)的測(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)處理和融合算法，其中測(cè)量數(shù)據(jù)處理包括測(cè)量信息空間配準(zhǔn)，數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)和濾波。由于各位置參考系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)與其故障檢測(cè)具有一致性，因此建立位置參考系統(tǒng)的故障檢測(cè)算法對(duì)其測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量和故障進(jìn)行檢測(cè)，所

3、建立的故障檢測(cè)算法包括突變型故障檢測(cè)方法和漸變型故障檢測(cè)方法；選擇無跡卡爾曼濾波對(duì)各子系統(tǒng)的測(cè)量信息進(jìn)行濾波，實(shí)現(xiàn)船舶位置的狀態(tài)估計(jì)。
　　在實(shí)際應(yīng)用中,一般采取兩種方法融合異步采樣信息，一是時(shí)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(shí)間配準(zhǔn)的實(shí)時(shí)性差、當(dāng)系統(tǒng)存在共模故障時(shí)表決方法是失敗的等，這些都會(huì)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(jì)融合算法；針對(duì)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(gè)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(shí)現(xiàn)了異步采樣信息的直接融合，克服了利用時(shí)間配準(zhǔn)進(jìn)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(dòng)力定位測(cè)量系統(tǒng)高精度、高可靠性及動(dòng)態(tài)自適應(yīng)重構(gòu)的要求，結(jié)合所建立的故障檢測(cè)算法和多傳感器同步、異步信息融合算法，研究建立了動(dòng)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