組合導(dǎo)航小結(jié)

1、第一節(jié)第一節(jié) 概述概述通過電氣組合和機(jī)械組合將船舶眾多內(nèi)外設(shè)備和系統(tǒng)通過電氣組合和機(jī)械組合將船舶眾多內(nèi)外設(shè)備和系統(tǒng)組合在一起，中心控制裝置置于一個(gè)完整的機(jī)柜中。組合在一起，中心控制裝置置于一個(gè)完整的機(jī)柜中。三、基本原理三、基本原理如何實(shí)現(xiàn)各部件間的電氣聯(lián)結(jié)如何實(shí)現(xiàn)各部件間的電氣聯(lián)結(jié) LAN（局域網(wǎng)）（局域網(wǎng)） 實(shí)時(shí)進(jìn)行航海數(shù)據(jù)和圖像的綜合管理，實(shí)時(shí)進(jìn)行航海數(shù)據(jù)和圖像的綜合管理， 實(shí)現(xiàn)航海信息共享實(shí)現(xiàn)航海信息共享接口技術(shù)接口技術(shù) 各個(gè)航海儀器間通過標(biāo)準(zhǔn)接口（各個(gè)航海儀器間通過標(biāo)準(zhǔn)接口（NMEA-0183， IEC61162）進(jìn)行信號傳遞和交換）進(jìn)行信號傳遞和交換二、簡單組合導(dǎo)航系統(tǒng)二、簡單組合導(dǎo)

2、航系統(tǒng)1. 傳感器傳感器陀螺羅經(jīng)：實(shí)時(shí)、連續(xù)、精確輸出航向陀螺羅經(jīng)：實(shí)時(shí)、連續(xù)、精確輸出航向 磁羅經(jīng)磁羅經(jīng) ：可靠性：可靠性計(jì)程儀計(jì)程儀 測深儀測深儀 Costa fortuna 105000 ARPA 雷達(dá)雷達(dá) GPS - GPS + DGPS - Dual DGPS氣象儀氣象儀 顯示器、接口顯示器、接口 ；風(fēng)速、風(fēng)向；溫度、濕度；雨量、氣壓；風(fēng)速、風(fēng)向；溫度、濕度；雨量、氣壓2. 自動操舵儀：自動操舵儀： 連接陀螺羅經(jīng)、操舵系統(tǒng)、舵機(jī)連接陀螺羅經(jīng)、操舵系統(tǒng)、舵機(jī)3. AIS4. VDR5. 航行管理系統(tǒng)航行管理系統(tǒng) （VMS/ECDIS） Navigation Station 導(dǎo)航工作臺（

3、導(dǎo)航工作臺（NS） Planning Station 輔助工作臺（輔助工作臺（PS） Conning Station 綜合信息臺（綜合信息臺（CS）第三節(jié)第三節(jié) 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的功能組合導(dǎo)航系統(tǒng)的功能一、定位與導(dǎo)航：基本功能一、定位與導(dǎo)航：基本功能最或然值最或然值 或然值或然值 偏差偏差濾波濾波輸出值輸出值某傳感某傳感器信息器信息均值為零的均值為零的隨機(jī)信號隨機(jī)信號統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)規(guī)律規(guī)律信息處理信息處理 未來狀態(tài)預(yù)測未來狀態(tài)預(yù)測未來偏差預(yù)測未來偏差預(yù)測實(shí)時(shí)狀態(tài)描述實(shí)時(shí)狀態(tài)描述隨機(jī)信號檢測隨機(jī)信號檢測噪聲濾波噪聲濾波12.4 組合導(dǎo)航信息綜合處理組合導(dǎo)航信息綜合處理（P177）一、簡單帶通濾波一、簡單帶

4、通濾波 如如LC濾波，不能同時(shí)濾除各種傳感濾波，不能同時(shí)濾除各種傳感器信息中的誤差，無法滿足大型組合導(dǎo)航器信息中的誤差，無法滿足大型組合導(dǎo)航系統(tǒng)的要求系統(tǒng)的要求二、遞推加權(quán)最小二乘法二、遞推加權(quán)最小二乘法 1 最小二乘法最小二乘法根據(jù)實(shí)測的（根據(jù)實(shí)測的（x1，y1）（xn，yn），找出一給），找出一給定類型的定類型的Yf（x）(如如Yf(ax2+bx+c)使使xx1, xn時(shí)，時(shí)，Y1, Yn最接近最接近y1, yn。必須給出一種尺度，確。必須給出一種尺度，確定例子中定例子中a，b，c的偏差引起的的偏差引起的Yi偏差。偏差。 YiYiyI 最終最終 = =D Dm1min2iiY 2最小加權(quán)二

5、乘法最小加權(quán)二乘法對每個(gè)對每個(gè)Yi精度作不同處精度作不同處理，即乘以不同的系數(shù)理，即乘以不同的系數(shù)Ci，使，使 = =D Dm1min2)(iiYic 3遞推最小加權(quán)二乘法遞推最小加權(quán)二乘法只對（只對（xn，Yn）及（）及（xn+1，Yn+1）記錄，加權(quán)計(jì)）記錄，加權(quán)計(jì)算后得出最佳值算后得出最佳值四、卡爾曼濾波四、卡爾曼濾波信號過程：白噪聲作用下線性系統(tǒng)的輸出信號過程：白噪聲作用下線性系統(tǒng)的輸出 濾波方法：不必存儲過去數(shù)據(jù)濾波方法：不必存儲過去數(shù)據(jù)用狀態(tài)方程用狀態(tài)方程描述描述前一時(shí)刻預(yù)測值前一時(shí)刻預(yù)測值現(xiàn)在時(shí)刻觀測值現(xiàn)在時(shí)刻觀測值現(xiàn)在時(shí)刻預(yù)測值現(xiàn)在時(shí)刻預(yù)測值現(xiàn)在時(shí)刻估計(jì)值現(xiàn)在時(shí)刻估計(jì)值遞推濾波遞推濾波三、三、-濾波法濾波法一、航海儀器接口標(biāo)準(zhǔn)一、航海儀器接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232RS-422信號輸出格式信號輸出格式并行通信并行通信串行通信串行通信計(jì)算機(jī)通訊計(jì)算機(jī)通訊串行同步通信串行同步通信串行異步通信串行異步通信機(jī)械接口機(jī)械接口電器接口電器接口網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)絡(luò)連接電路連接電路連接接口接口數(shù)據(jù)輸出格式：數(shù)據(jù)輸出格式：NMEA-0183Carnival Triumph 102000 T 信號特性：4800波特率，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，無奇偶校驗(yàn)位第四節(jié)第四節(jié) 組合導(dǎo)航信息的綜合處理組合導(dǎo)航信息的綜合處理第五節(jié)第五節(jié) 組合導(dǎo)航航行管理系統(tǒng)組合導(dǎo)航航行管