水流测速中电子浮标的动态状态估计方法及系统技术方案

技术编号:46272364 阅读:8 留言:0更新日期:2025-09-02 21:06
本发明专利技术涉及水流测速技术领域,特别涉及一种水流测速中电子浮标的动态状态估计方法及系统,采用北斗双频RTK定位技术获取电子浮标的观测位置;采用通用横轴墨卡托投影方法,将基准点的经度和纬度转换为东距坐标和北距坐标,作为电子浮标观测坐标系的原点;将后续获取的电子浮标观测位置转换为东距和北距信息,并与电子浮标观测坐标系原点进行差值运算,得出电子浮标东距偏移和北距偏移,作为量测信息;构建电子浮标动态状态估计模型;把量测信息作为UKF滤波算法的输入参数,进行电子浮标运动状态的实时估计。本发明专利技术通过非线性卡尔曼滤波算法直接处理电子浮标运动和水流扰动的非线性特性,显著提高了速度、航向角等状态估计的精度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水流测速,特别涉及一种水流测速中电子浮标的动态状态估计方法及系统


技术介绍

1、河流水利工程的日常工作中需要对河流的流速进行监测;在对河道中的水流进行监测时,需要对同一直线的河道的不同位置的水流进行监测。

2、电子浮标落水后漂浮于河水之中,随水流一起运动,因此电子浮标的运动状态可以反映出水流的运动状态信息,对电子浮标运动状态进行量测估计,可以反应出水流的运动状态。因为水流存在不确定性扰动因素以及卫星量测的位置存在一定程度的噪声,直接采用卫星定位量测的经纬作为电子浮标的真实位置进行速度估算会存在抖动,所以需要对卫星定位原始量测进行滤波处理,消除水流扰动存在非线性因素的影响,采用标准卡尔曼滤波算法会出现估计误差变大甚至出现滤波发散。


技术实现思路

1、本专利技术旨在解决传统线性滤波方法(如kf)在电子浮标水流测速中因非线性运动模型和噪声线性化近似导致的估计误差大、滤波发散问题,提出一种水流测速中电子浮标的动态状态估计方法及系统,通过非线性卡尔曼滤波算法(ukf)直接处理电子浮标运动和水本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水流测速中电子浮标的动态状态估计方法,其特征在于,包含以下步骤:

2.根据权利要求1所述的水流测速中电子浮标的动态状态估计方法,其特征在于,步骤3之后还包括:以步骤3计算出的原点构建电子浮标观测坐标系,电子浮标观测坐标系为平面笛卡尔坐标系,坐标系包含横轴和纵轴两个坐标轴,东距偏移对应横轴,北距偏移对应纵轴。

3.根据权利要求1所述的水流测速中电子浮标的动态状态估计方法,其特征在于,电子浮标动态状态包括东距偏移eb、北距偏移nb、速度v、航向角y、航向角速率w。

4.根据权利要求3所述的水流测速中电子浮标的动态状态估计方法,其特征在于,定义电子浮...

【技术特征摘要】

1.一种水流测速中电子浮标的动态状态估计方法,其特征在于,包含以下步骤:

2.根据权利要求1所述的水流测速中电子浮标的动态状态估计方法,其特征在于,步骤3之后还包括:以步骤3计算出的原点构建电子浮标观测坐标系,电子浮标观测坐标系为平面笛卡尔坐标系,坐标系包含横轴和纵轴两个坐标轴,东距偏移对应横轴,北距偏移对应纵轴。

3.根据权利要求1所述的水流测速中电子浮标的动态状态估计方法,其特征在于,电子浮标动态状态包括东距偏移eb、北距偏移nb、速度v、航向角y、航向角速率w。

4.根据权利要求3所述的水流测速中电子浮标的动态状态估计方法,其特征在于,定义电子浮标动态状态递推方程为:

5.根据权利要求1所述的水流测速中电子浮标的动态状态估计方法,其特征在于,定义电子浮标...

【专利技术属性】
技术研发人员:贾鹏钱展王二龙陶路生徐赫洋董德柱邵传威黄海龙苗鹏孟令房
申请(专利权)人:郑州威科姆华大北斗导航科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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