本申请提供了一种基于BP神经网络的气压式高程计，包括：传感器，传感器用于监测大气参数；与传感器连接的数据采集模块，数据采集模块用于对包含大气参数的数据进行采集，并传输至处理器模块；与数据采集模块连接的处理器模块，处理器模块用于对包含大气参数的数据进行去噪以及归一化处理；与处理器模块连接的上位机，上位机根据训练好的BP神经网络模型计算得到高程值，并将高程值进行实时显示。BP神经网络可以通过训练调整自身的权值和偏置，以适应不同的环境和条件变化，提高高程计的适应能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高度测量装置领域，特别涉及一种基于bp神经网络的气压式高程计。
技术介绍
1、传统的气压式高程计基于气压随着海拔高度的变化而变化的原理制作，然而，气压与海拔高度的关系是非线性的，并且受环境温度及湿度的影响，传统的气压式高程计的测量结果容易受到影响。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的主要目的是解决气压式高程计的测量结果容易受环境温度及湿度影响的技术问题。
2、本专利技术提供一种基于bp神经网络的气压式高程计，包括：
3、传感器，所述传感器用于监测大气参数；
4、与所述传感器连接的数据采集模块，所述数据采集模块用于对包含所述大气参数的数据进行采集，并传输至处理器模块；
5、与所述数据采集模块连接的处理器模块，所述处理器模块用于对包含所述大气参数的数据进行去噪以及归一化处理；
6、与所述处理器模块连接的上位机，所述上位机根据训练好的bp神经网络模型计算得到高程值，并将所述高程值进行实时显示。
7、在本专利技术的一些实施方式中，所述气压式高程计还包括电源模块，所述电源模块分别与所述传感器、所述数据采集模块以及所述处理器模块连接，用于供电。
8、在本专利技术的一些实施方式中，所述传感器包括温度传感器、气压传感器以及湿度传感器，用于分别监测环境温度、大气压力和环境湿度。
9、在本专利技术的一些实施方式中，所述bp神经网络模型计算过程为：
10、正向传播：
>11、输入层有4个神经元组成，分别表示大气压力、环境温度、环境湿度和时间；12、输入层的输出：xi(i＝1，2，3,4)；
13、隐藏层有10个神经元组成，输入层和隐藏层的权值为：vki(i＝1，2，3，4；k＝1，2，3....10)；
14、隐藏层输入：
15、隐藏层输出：zk＝f(sk)；
16、激活函数，使用sigmoid激活函数；
17、输出层有1个神经元组成，表示高程值，输出层输入：
18、输出层输出：y＝f(sj)；
19、反向传播：
20、若输出层的实际输出与期望的输出不符合，则开始反向传播；
21、隐藏层和输出层的权值：
22、
23、两个权值有公共部分，可简化为：
24、
25、式中，tj表示期望输出；yj表示实际的输出；η表示学习率；zk表示隐藏层的输出；xi表示输入层的输入；wjk表示隐藏层和输出层的权值；sk和sj分别表示输出层和隐藏层的输入；f′z和f′为隐藏层和输出层的激活函数；
26、权值更新：
27、神经网络的修正和更新主要是对权值进行更新和修正，更新公式为：
28、
29、wij←wij+δwij。
30、在本专利技术的一些实施方式中，所述数据采集模块与所述处理器模块通过i2c通信连接。
31、本专利技术提供的一种基于bp神经网络的气压式高程计，具体以下有益效果：
32、使用多种传感器结合，利用压力传感器获得准确的大气压力数值，利用温度传感器和湿度传感器获得温度和湿度数据对大气压力进行补偿，提高计算高程数据的准确度；
33、使用bp神经网络模型进行计算高程值，利用bp神经网络良好的非线性映射能力，有效捕捉输入参数(气压、温度、湿度和时间)与高程之间的非线性关系；
34、bp神经网络可以通过训练调整自身的权值和偏置，以适应不同的环境和条件变化，提高高程计的适应能力；
35、系统各部分通过标准通信接口与mcu连接，硬件设计和软件编程均采用模块化结构，便于系统维护和升级；通过数据去噪和归一化处理，确保系统在各种环境下的可靠性和稳定性；
36、系统无需输入额外参数，操作简便，维护方便。
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【技术保护点】
1.一种基于BP神经网络的气压式高程计，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于BP神经网络的气压式高程计，其特征在于：所述气压式高程计还包括电源模块，所述电源模块分别与所述传感器、所述数据采集模块以及所述处理器模块连接，用于供电。
3.根据权利要求1所述的一种基于BP神经网络的气压式高程计，其特征在于：所述传感器包括温度传感器、气压传感器以及湿度传感器，用于分别监测环境温度、大气压力和环境湿度。
4.根据权利要求1所述的一种基于BP神经网络的气压式高程计，其特征在于：所述BP神经网络模型计算过程为：
5.根据权利要求1所述的一种基于BP神经网络的气压式高程计，其特征在于：所述数据采集模块与所述处理器模块通过I2C通信连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于bp神经网络的气压式高程计，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于bp神经网络的气压式高程计，其特征在于：所述气压式高程计还包括电源模块，所述电源模块分别与所述传感器、所述数据采集模块以及所述处理器模块连接，用于供电。
3.根据权利要求1所述的一种基于bp神经网络的气压式高程计，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘爽，彭世杰，瞿晓花，沈中辉，张梦，
申请(专利权)人：江西中船航海仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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