[发明专利]舰船升沉测量方法及其测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及舰船运动测量技术领域，特别涉及舰船升沉测量方法及其测量 系统。

背景技术

舰船在海上航行过程中，不可避免地会受到海浪和海风等复杂海洋环境因 素的扰动，被动地产生六自由度的摇荡运动，包括三个角运动：纵摇、横摇和 艏摇，以及三个线运动：横荡、纵荡和垂荡(即升沉)，其中纵横摇和升沉运动 对舰船的影响和危害最大。舰船一般体型大并且吨位重，其加减速和转向都需 要较长时间，这些主动航行运动通常被视为低频运动，周期在30s以上；相比 而言，被动的摇荡运动是与海浪运动频率大体一致的往复运动，可视为高频运 动，周期通常在10s左右。在许多场合，舰船升沉信息的实时精确测量具有非 常重要的应用价值，比如舰载机的起降、舰载武器的发射、气垫船登陆、钻井 平台升沉补偿装置的补偿设计以及舰船补给等。

目前，利用惯导和卫星进行组合导航容易实现舰船的高精度三维定位，可 达米级的绝对定位精度，但是在升沉应用中往往要求厘米级的短时相对测量精 度，这是常规组合导航方法难以达到的。所以，舰船升沉运动测量还主要是依 靠惯导。然而，由于惯导系统的误差累积和高度通道发散特性，导致其不适合 于精确测量长周期的位移变化，只能用于测量短周期的相对运动。

发明内容

本发明实施例提供了舰船升沉测量方法及其测量系统，用以解决现有技术 中常规组合导航方法测量精度较低的问题。

舰船升沉测量方法，包括：计算舰船的加速度；对所述加速度进行滤波处 理，获得舰船的升沉加速度；对所述升沉加速度进行积分处理，获得舰船的粗 升沉速度；对所述粗升沉速度进行滤波处理，获得舰船的净升沉速度；对所述 净升沉速度进行积分处理，获得舰船的粗升沉位移；对所述粗升沉位移进行滤 波处理，获得舰船的净升沉位移。

优选地，步骤计算舰船的加速度具体为根据以下公式(1)计算舰船的加速 度：

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式(1)中，为舰船的加速度，为利用捷联惯导系统获得的舰船的姿态阵列对舰船的比力矢量进行坐标转换后得到的天向比力，gⁿ为舰船所处位置的重力加速度。

本发明实施例还提供了一种舰船升降测量系统，包括加速度计算装置，用 于计算舰船的加速度；第一高通滤波器，用于对所述加速度进行滤波处理，获 得舰船的升沉加速度；第一积分器，用于对所述升沉加速度进行积分处理，获 得舰船的粗升沉速度；第二高通滤波器，用于对所述粗升沉速度进行滤波处理， 获得舰船的净升沉速度；第二积分器，用于对所述净升沉速度进行积分处理， 获得舰船的粗升沉位移；第三高通滤波器，用于对所述粗升沉位移进行滤波处 理，获得舰船的净升沉位移。

优选地，所述加速度计算装置根据以下公式(2)计算舰船的加速度：