[发明专利]船舶电场防护中电场传感器姿态位置测量方法

说明书

技术领域

本发明属于电、磁场防护技术领域，具体涉及一种船舶电场防护技术中测量传感器姿态位置测量方法。

背景技术

在需要对船舶防护电场进行测量时，例如，预期船舶会经过某一航道时，需要事先在其航道下布放数个电场测量设备，构成电场测量阵列，每个测量设备间隔大约在15米左右，以测量船舶电场大小。当外舰离开时，再回收电场测量设备。但是，利用目前这套测量方法存在两大问题：

①虽然能够事先布放电场传感器，但是布放的电场传感器在从海面落到水底的过程中，在海流、海浪、布放船颠簸等影响下，其运动的随机性很大，无法确定布放的电场传感器的准确位置；

②海底一般并不平坦，测得的电场方向难以确定。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种船舶电场防护中电场传感器姿态位置测量方法，该方法可以快速运算出船舶电场传感器姿态和位置，过程简单，且实现成本低。

实现本发明的技术方案如下：

一种船舶电场防护中电场传感器姿态位置测量方法，具体步骤为：

步骤一、制作测量装置，该测量装置与电场传感器固连；

所述测量装置包含一个由三个相互正交的支杆组成的支架，该支架形成三维正交坐标系；在每一坐标轴正方向的支架上设置一加速度计，且每一加速度计敏感轴与其所处的坐标轴重合；在每一坐标轴正方向的支架上固连一陀螺仪，其每一陀螺仪敏感轴与其所固连的坐标轴平行；

步骤二、数据测量；

首先、将所述测量装置置于水中，并在预设的t时间内保持不动；其次、将所述测量装置迅速拉出水面；再次、在所述测量装置拉出水面时，将GPS定位装置安装在该测量装置上；

在执行数据测量过程中实时采集加速度计、陀螺仪以及GPS生成的数据；

步骤三、数据处理，获取电场传感器姿态位置；

姿态计算：根据陀螺仪和加速度计生成的数据计算电场传感器的姿态；

位置计算：基于GPS定位装置生成的、表示测量装置位置的GPS数据，对陀螺仪和加速度计输出数据的运算结果进行逆运算，获取电场传感器的位置。

本发明所述逆运算的过程为：

步骤101、将测量装置在水下布放的位置设为原点（0，0，0）；

步骤102、根据测量装置拉出水面过程中陀螺仪和加速度计生成的数据，计算出测量装置拉出水面并安装完毕GPS时，测量装置相对于原点的位置（x,y,z）；

步骤103、将GPS定位装置测量的位置（xd,yd,zd）与所述位置（x,y,z）进行比较，获取位置差（△x，△y，△z），所述位置差即为测量装置在水下布放的真实位置，根据该真实位置获取电场传感器的位置。

有益效果

本发明利用加速度计和陀螺仪可实现对电场传感器的准确测量，其测量结果准确，测量成本较低。

附图说明

图1为本发明测量装置的示意图；

图2为本发明测量装置拉出水面时的运动路径示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

本发明一种船舶电场防护中电场传感器姿态位置测量方法，该方法的测试对象为船舶电场传感器，本实施例中所测量的电场传感器位于一个由三个支杆相互正交形成的支架上，具体步骤为：

步骤一、制作测量装置，该测量装置与电场传感器所处的支架固连，从而保证电场传感器与测量装置之间的位置相对固定；如图1所示，该测量装置是采用如下方法设计的：选取一个由三个相互正交的支杆组成的支架，该支架形成三维正交坐标系（即形成一导航坐标系oxyz）；在每一坐标轴正方向的支架上设置一加速度计，且每一加速度计敏感轴与其所处的坐标轴重合；在每一坐标轴正方向的支架上固连一陀螺仪，且每一陀螺仪敏感轴与其所固连的坐标轴平行。

由于该测量装置与船舶电场传感器固连，这两者的位置相对确定，因此可以在实验室测量出各传感器的安装夹角，确定出电场传感器与测量装置的相对姿态和位置，如图1中虚线所示。因此当知道测量装置的位置与姿态时，便可获知船舶电场传感器的位置与姿态。

本实施例中可以使每一陀螺仪通过固定杆固连于支架上，也可使每一陀螺仪直接安装在支架上。

步骤二、数据测量；