[发明专利]一种船端多源PNT融合与评估系统

说明书

本发明涉及一种船端多源PNT融合与评估系统，由船端多源PNT数据融合与评估设备实现：由多源PNT数据输入接口、多源PNT数据预处理模块、多源PNT数据融合模块、融合PNT数据完好性评估模块和融合PNT数据和完好性数据输出接口组成。多源PNT数据输入接口自适应采集各种PNT数据提供给多源PNT数据预处理模块，利用默认值或多源PNT数据融合模块提供的参照数据将上述异步数据进行初步评价，对可用通道数据进行时空统一，输入通道提交给多源PNT数据融合模块，进行自适应加权融合，获得最优融合PNT数据提交给融合PNT数据完好性评估模块和多源PNT数据预处理模块。给出P、N、T数据的完好性指标，随融合后的PNT数据输出给最终用户。

技术领域

本发明属于信息处理技术领域，具体涉及一种船端多源PNT融合与评估系统。

背景技术

为保障船舶航行安全，IMO(国际海事组织—International MaritimeOrganization)SOLAS(海上人命安全公约—Safety of Life at Sea)公约规定船舶需要配备多种PNT(位置、导航和授时—Positioning，Navigation and Timing)设备，如罗经、计程仪、GNSS(全球卫星导航系统—Global Navigation Satellite System)设备、DGNSS(差分全球卫星导航系统—Differential Global Navigation Satellite System)设备、雷达等，以解决GNSS脆弱性对船舶航行安全的影响。

然而，船端各类PNT设备提供PNT质量标准不一，精度不一，可靠性和可用性性能不一。如GNSS精度高，但存在着脆弱性，很容易被干扰；罗经、计程仪推算的船位可靠性高，但精度底；雷达对周围船舶的定位精度随着距离误差越来越大；等等。这就使得船员在依靠这些设备输出的PNT数据操纵船舶航行时，需要频繁计算和评估这些多源PNT数据的质量，从而造成两方面的问题。一方面，船员这种频繁的脑力评估和计算增加了船员工作负担，进而影响船舶的安全驾驶作业；另一方面，依赖多源PNT数据经人为经验的估计船位在可靠性和精度性能方面都不准确，对船舶安全航行仍存在安全影响。

为此，本发明针对上述问题，提出了船端多源PNT融合与评估系统，自适应检测和预处理各项输入数据质量，以此为基础，根据自适应数据权重进行单一最优PNT数据的融合输出，并给出相关P、N、T数据完好性(I)评价指标。使船员可直观利用输出的P+I、N+I和T+I数据进行船舶操控，从而减轻船员工作压力，保障船舶航行安全。

发明内容

本发明的目的是针对船舶多源PNT数据，设计一种船舶多源PNT数据融合和完好性评价系统，归一化输出最优P+I、N+I和T+I数据，使船舶操纵人员实时感知船舶真实PNT信息和这些PNT信息的精度、可靠性和可用性，从而为船舶航行提供高质量的PNT服务。

本发明的技术方案是：一种船端多源PNT融合与评估系统，由船端多源PNT数据融合与评估设备1实现，船端多源PNT数据融合与评估设备1由多源PNT数据输入接口2、多源PNT数据预处理模块3、多源PNT数据融合模块4、融合PNT数据完好性评估模块5和融合PNT数据和完好性数据输出接口6组成。其中，多源PNT数据输入接口2自适应采集各种PNT数据提供给多源PNT数据预处理模块3，多源PNT数据预处理模块3利用默认值或多源PNT数据融合模块4提供的参照数据将上述异步数据进行质量和可用性的初步评价，并对可用通道数据进行时空统一，然后按数据输入通道提交给多源PNT数据融合模块4。多源PNT数据融合模块4根据各类PNT数据测量值类型进行自适应加权融合，获得最优融合PNT数据提交给融合PNT数据完好性评估模块5和多源PNT数据预处理模块3。融合PNT数据完好性评估模块5利用模糊综合评价模型给出P、N、T数据的完好性指标，随融合后的PNT数据通过融合PNT数据和完好性数据输出接口6输出给最终用户。