一种基于自适应滤波技术的舰船升沉测量方法技术

本发明专利技术属于舰船运动测量技术领域，涉及一种基于自适应滤波技术的舰船升沉测量方法。以解决现有技术在舰船升沉测量时的相位超前问题。首先采集垂向加速度信息，处理后得到具有相位超前误差的升沉信息，然后对垂向加速度信息进行实时频率估计，得到估计频率，再根据估计频率计算出需要补偿的相位信息，然后计算得到维纳解，并设计出自适应FIR滤波器，最后对具有相位超前误差的升沉信息进行相位校正，得到输出相位信息正确的信号。本发明专利技术消除了相位差，实现实时精确测量，进一步提高稳定性，满足升沉测量过程中实时性和准确性的要求，能够广泛地运用到舰载机的起降、舰载武器的发射、气垫船登陆、钻井平台升沉补偿装置的补偿设计以及舰船补给。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应滤波技术的舰船升沉测量方法
本专利技术属于舰船运动测量
，尤其涉及解决升沉滤波器输出相位超前问题的一种基于自适应滤波技术的舰船升沉测量方法。
技术介绍
舰船在海上航行过程中，不可避免地会受到海浪和海风等复杂海洋环境因素的扰动，被动地产生6自由度的摇荡运动，包括3个角运动纵摇、横摇和艏摇，以及3个线运动横荡、纵荡和垂荡，其中纵横摇和升沉运动对舰船的影响和危害最大。舰船一般体型大并且吨位重，其加减速和转向都需要较长时间，这些主动航行运动通常被视为低频运动，周期在30s以上；相比而言，被动的摇荡运动是与海浪运动频率大体一致的往复运动，可视为高频运动，周期通常在10s左右。在许多场合，舰船升沉信息的实时精确测量具有非常重要的应用价值，比如舰载机的起降、舰载武器的发射、气垫船登陆、钻井平台升沉补偿装置的补偿设计以及舰船补给等。捷联惯性导航系统利用陀螺仪和加速度计测量载体的角运动和线运动，通过解算可以实时输出姿态、速度和位置信息，不依赖于任何外界信息，并且具有较高的精度和稳定性。而且捷联惯性导航系统能够实时输出垂向加速度信息。目前国内外学者正试图寻求有效的手段用于舰船升沉信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自适应滤波技术的舰船升沉测量方法，其特征在于：包含如下步骤：(1)实时采集安装在舰船内的捷联惯性导航设备的垂向加速度信息，通过升沉滤波器处理垂向加速度信息后得到具有相位超前误差的升沉信息；(2)利用加权傅里叶线性组合频率估计算法对垂向加速度信息进行实时频率估计，得到估计频率；(3)根据估计频率计算出需要补偿的相位信息；(4)根据估计频率和需要补偿的相位信息计算得到维纳解，并设计出自适应FIR滤波器；(5)通过自适应FIR滤波器对具有相位超前误差的升沉信息进行相位校正，得到输出相位信息正确的信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应滤波技术的舰船升沉测量方法，其特征在于：包含如下步骤：(1)实时采集安装在舰船内的捷联惯性导航设备的垂向加速度信息，通过升沉滤波器处理垂向加速度信息后得到具有相位超前误差的升沉信息；(2)利用加权傅里叶线性组合频率估计算法对垂向加速度信息进行实时频率估计，得到估计频率；(3)根据估计频率计算出需要补偿的相位信息；(4)根据估计频率和需要补偿的相位信息计算得到维纳解，并设计出自适应FIR滤波器；(5)通过自适应FIR滤波器对具有相位超前误差的升沉信息进行相位校正，得到输出相位信息正确的信号。2.根据权利要求1所述的一种基于自适应滤波技术的舰船升沉测量方法，其特征在于：所述的升沉滤波器的传递函数：升沉滤波器的二次积分环节的传递函数：式中，ζ为阻尼系数，通常取0.7071；ωc为系统的截止频率，取值为0.08。3.根据权利要求1所述的一种基于自适应滤波技术的舰船升沉测量方法，其特征在于：加权傅里叶线性组合频率估计算法中建立的模型为：估计频率w：w＝w0k；式中，r为模型中的与谐波的次数相关的不同的系数，M为谐波的次数，μ为基频在迭代过程中的收敛因子，εk为迭代过程中的误差。4.根据权利要求3所述的一种基于自适应滤波技术的舰船升沉测量方法，其特征在于：迭代过程中的误差：

【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫权，李智超，程建华，周广涛，王红超，岳博，袁纵，关帅，苏建斌，王少毅，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23