一种基于载体姿态信息的升沉测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于载体姿态信息的升沉测量方法，包括：定期获取载体姿态据信息；其中，所述姿态信息包括：横摇角θ、纵摇角γ和艏摇角

【技术实现步骤摘要】
一种基于载体姿态信息的升沉测量方法
本专利技术属于测量
，尤其涉及一种基于载体姿态信息的升沉测量方法。
技术介绍
水面舰船和水下运载器在执行任务期间会随海浪波动产生升沉运动，然而升沉运动会严重影响载体作业效率和安全。因此海上舰船、作业平台通常需要升沉补偿系统来消除升沉运动的影响。目前通常使用GPS和惯性导航系统进行组合实现水面作业载体垂向的定位，但是测量精度仅为m级。此外，惯性导航系统凭借其无源特性可实现全天候、全地域、全方位自主导航，但是由于惯性导航系统存在误差随时间累积而发散的问题，特别是垂向，不能做长时间导航。当海面环境恶劣或执行水下任务时，无法收取GPS信号，水面舰船和水下运载体的升沉信息则会失真。为了解决这个问题，采用卡尔曼滤波来减小垂向升沉的测量误差，但是使用卡尔曼滤波存在以下补足：1)需要对系统进行精准建模，而误差源较多，难以实现；2)滤波参数调试的工作量非常大；3)测量精度难以提高。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于载体姿态信息的升沉测量方法，旨在实现在不依赖外部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于载体姿态信息的升沉测量方法，其特征在于，包括：/n定期获取载体姿态信息；其中，所述载体姿态信息包括：横摇角θ、纵摇角γ和艏摇角

【技术特征摘要】
1.一种基于载体姿态信息的升沉测量方法，其特征在于，包括：
定期获取载体姿态信息；其中，所述载体姿态信息包括：横摇角θ、纵摇角γ和艏摇角中的至少一种；
根据所述姿态信息获得载体随海浪波动的频率和幅值信息；所述载体随海浪波动的频率和幅值信息包括：横摇角θ的1Hz以内的谐振主峰对应的幅值和频率；和/或，纵摇角γ的1Hz以内的谐振主峰对应的幅值和频率；和/或，艏摇角的1Hz以内的谐振主峰对应的幅值和频率；
根据所述频率和幅值信息进行滤波器设计；
根据载体垂向加速度信息，通过至少两次滤波和两次积分，得到载体的升沉运动信息。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定期获取所述载体姿态信息；其中，所述定期指在预设的一定时间范围内获取新的姿态信息；包括外测直接给出的姿态信息或由导航系统确定的姿态信息。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述频率和幅值信息进行滤波器设计；其中，所述滤波器的滤波器参数包括通带截止频率fp，阻带截止频率fs、通带衰减Ap、阻带衰减As、截止频率ωc、滤波阶数N，设计步骤如下：
步骤1，分别根据横摇角θ、纵摇角γ和艏摇角的1Hz以内最小频率、最大频率的谐振主峰对应的幅值，确定横摇角θ、纵摇角γ和艏摇角的通带截止频率影响因子和阻带截止频率影响因子；
步骤2，分别利用上述通带截止频率影响因子、阻带截止频率影响因子计算计算通带截止频率fp和阻带截止频率fs；
步骤3，设置通带衰减Ap、阻带衰减As；
步骤4，进行巴特沃斯低通滤波器设计，确定滤波器滤波阶数N和截止频率ωc；
步骤5，根据滤波阶数N和截止频率ωc确定巴特沃斯低通滤波器传递函数Hl(s)；
步骤6，对滤波器进行双线性Z变换，得到转移函数Hl(z)；
步骤7，按照下式确定高通滤波器Hh(z)：Hh(z)＝1-Hl(z)。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，横摇角θ、纵摇角γ和艏摇角的通带截止频率影响因子计算公式如下：



其中，Aep、Anp、Aup分别为横摇角θ、纵摇角γ和艏摇角的1Hz以内谐振频率最小的谐振主峰对...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，魏宗康，张玲，唐文浩，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11