【技术实现步骤摘要】
内河船舶高精度定姿定位的系统和计算方法
[0001]本专利技术涉及船舶定姿定位的
,尤其是涉及一种内河船舶高精度定姿定位的系统和计算方法。
技术介绍
[0002]船舶航行过程中,其姿态由六个自由度来决定,分别为:横荡、纵荡、垂荡、横摇、纵摇、艏摇,如图1示出的船舶姿态六个自由度的示意图所示,上述六个自由度分别对应的是横向移动、纵向移动、垂直方向移动、绕纵轴横向转动、绕横轴纵向转动、绕竖轴水平转动。从图1中可以看出,横荡(sway)为沿图中Y
B
轴左右平动;纵荡(surge)为沿图中X
B
轴前后平动;垂荡(heave)为沿图中Z
B
轴上下平动;横摇(roll)为绕图中X
B
轴转动;纵摇(pitch)为绕图中Y
B
轴转动;艏摇(yaw)为绕图中Z
B
轴转动;为了准确监控船舶航行中的姿态及位置,一般大型海船上安装有姿态仪(三轴加速度传感器和三轴陀螺仪),姿态仪的本质是陀螺仪、加速度计及其数据融合的计算,可以采集船舶上述 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种内河船舶高精度定姿定位的系统,其特征在于,包括:北斗通信终端、北斗地基增强站、监控管理系统和水位计;所述北斗通信终端中的北斗定位终端的数量为多个,且所述北斗定位终端固定安装于内河船舶的目标位置,与所述监控管理系统通信连接,所述北斗通信终端,用于对所述内河船舶的当前位置进行定位,并将定位得到的三维空间定位数据发送至所述监控管理系统;所述北斗地基增强站设置于航道沿线的岸上,用于实时播发综合定位误差,以使所述监控管理系统获取所述综合定位误差;所述水位计设置于航道沿线的岸上,与所述监控管理系统通信连接,用于实时检测航道水位,并将所述航道水位发送至所述监控管理系统;所述监控管理系统,用于根据所述三维空间定位数据、所述综合定位误差和所述航道水位进行所述内河船舶的当前位置和当前姿态的计算,得到所述内河船舶实时的目标定位数据和目标姿态数据,其中,所述目标定位数据包括:所述内河船舶的中心点坐标、干舷高度和船舶吃水,所述目标姿态数据包括:横荡、纵荡、垂荡,横摇、纵摇和艏摇。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:导航终端;所述导航终端设置于所述内河船舶上,与所述监控管理系统通信连接,所述导航终端,用于显示导航图、实时的目标定位数据、实时的目标姿态数据、导航信息和航行安全报警提示信息。3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:多普勒剖面仪;所述多普勒剖面仪设置于航道沿线的岸上,与所述监控管理系统通信连接,所述多普勒剖面仪,用于实时测量断面流速和流量,通过所述监控管理系统向所述内河船舶提供航行区域的水文监测预警信息。4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述北斗通信终端包括:多个所述北斗定位终端、串口服务器和通信模块;每个所述北斗定位终端与所述串口服务器连接,所述串口服务器与所述通信模块连接,所述北斗定位终端,用于对所述内河船舶的当前位置进行定位,并将定位得到的所述三维空间定位数据经由所述串口服务器并通过所述通信模块发送至所述监控管理系统。5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述北斗定位终端的数量为4个,所述目标位置包括:船艏、船艉、船体左舷中部和船体右舷中部,每个所述目标位置设置一个所述北斗定位终端,且4个所述北斗定位终端在竖向保持水平;其中,所述北斗定位终端包括:接收机和北斗天线。6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述监控管理系统包括:服务器和客户端;所述服务器,用于设置监控系统参数、接收设备数据、船舶姿态计算、船舶定位计算、船舶导航服务、告警判断和监控数据记录;所述客户端,用于显示航道图、所有监控管理的内河船舶的实时的目标定位数据、实时的目标姿态数据和航行安全报警提示信息。7.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述监控管理系统,还用于接收所述多普勒剖面仪测量的断面流速和流量,并基于所述断面流速和所述流量确定航行区域的水文监测预警信息。8.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述导航终端包括:带有导航软件的终端
设备。9.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述三维空间定位数据包括:船艏三维空间坐标、船艉三维空间坐标、船体左舷中部三维空间坐标和船体右舷中部三维空间坐标。10.一种内河船舶高精度定姿定位的计算方法,其特征在于,应用于上述权利要求1至9任一项所述的监控管理系统,所述方法包括:获取北斗通信终端对内河船舶的当前位置进行定位得到的船艏三维空间坐标、船艉三维空间坐标、船体左舷中部三维空间坐标、船体右舷中部三维空间坐标,并获取北斗地基增强站播发的综合定位误差,以及水位计检测的航道水位;根据所述综合定位误差对所述船艏三维空间坐标、船艉三维空间坐标、船体左舷中部三维空间坐标、船体右舷中部三维空间坐标进行修正,得到修正后的船艏三维空间坐标、修正后的船艉三维空间坐标、修正后的船体左舷中部三维空间坐标和修正后的船体右舷中部三维空间坐标;根据中心点坐标计算算式根据中心点坐标计算算式计算所述内河船舶的中心点坐标,其中,x
O
表示所述内河船舶的中心点的横坐标,y
O
表示所述内河船舶的中心点的纵坐标,z
O
表示所述内河船舶的中心点的竖直方向坐标,x
A
【专利技术属性】
技术研发人员:杨凯,田序伟,曾仕豪,
申请(专利权)人:浙江数智交院科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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