[发明专利]船用导航雷达的GPS滤波系统及滤波方法

说明书

本发明涉及船舶导航技术领域，尤其涉及一种船用导航雷达的GPS滤波系统及滤波方法。该系统包括：GPS数据实时采集模块和船首向参数实时采集模块，分别用于实时采集GPS数据和实时采集船首向参数及其对应的采集时间；GPS数据实时存储更新模块，用于实时存储并更新GPS数据；GPS数据个数实时判断模块，用于编辑个数判断结果；转向率生成模块，用于计算得到转向率；超出阈值判断模块，用于判断并编辑判断结果；滤波步长调取模块，用于调取滤波步长；均方误差计算模块，用于计算得到总均方误差；GPS数据滤波模块，用于计算得到经/纬度预测值。本发明通过对GPS数据中的经/纬度实测值进行滤波，有利于提高对船舶定位的准确性。

技术领域

本发明涉及船舶导航技术领域，尤其涉及一种船用导航雷达的GPS滤波系统及滤波方法。

背景技术

随着船用导航设备的迅速发展，除了利用导航雷达回波数据，还逐渐融入了电子海图、计程仪、罗经、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、AIS(AutomaticIdentification System，船舶自动识别系统)等诸多助航设备，对航海事业的发展有了巨大的推动作用。多种传感器信息提高了目标跟踪的稳定性和准确性，为航行安全提供更有利的保证。

在整个船用导航雷达系统中，利用雷达回波视频数据实现目标的跟踪和识别，然而其跟踪目标信息都相对于本船。GPS提供了本船的位置(经纬度)、航速和航向等信息，罗经(Gyro是提供方向基准的仪器，船舶用以确定航向和观测物标方位)提供了本船首向信息。通过GPS数据，可以得到目标的大地坐标。 AIS目标和雷达目标融合也是依靠目标的大地坐标位置。因此，GPS和Gyro提供的本船位置和首向信息非常重要。但是，当船舶行驶在海面上，本船会发生转向、加减速运动，即使本船匀速行驶，GPS数据也会产生系统误差，因此对 GPS数据进行滤波尤为重要。

常用的滤波算法有最小二乘、卡尔曼滤波及其变形等。其中，卡尔曼滤波器方法是滤波稳定且适合各种不同条件的理想方法，但是它需要事先掌握确切的统计资料，如目标加速度统计特性等，这些知识不易获得。而且，卡尔曼滤波方法计算复杂。

因此，急需一种船用导航雷达的GPS滤波系统及滤波方法。

发明内容

本发明提供了一种船用导航雷达的GPS滤波系统及滤波方法，以便于更准确对船舶进行定位，掌握船舶的航向和航速。

本发明的一个方面，提供了一种船用导航雷达的GPS滤波系统，包括：

GPS数据实时采集模块，用于实时采集GPS数据，并发送至GPS数据实时存储更新模块；

船首向参数实时采集模块，用于实时采集船首向参数，并将船首向参数及其对应的采集时间发送至转向率生成模块；

GPS数据实时存储更新模块，用于实时存储并更新GPS数据；

GPS数据个数实时判断模块，用于实时判断GPS数据实时存储更新模块中的GPS数据的个数是否超出预设个数，若超出，则编辑个数判断结果发送至转向率生成模块；

转向率生成模块，用于当接收到个数判断结果后，根据接收的船首向参数及其对应的采集时间计算得到转向率，并将转向率发送至超出阈值判断模块；

超出阈值判断模块，用于判断接收的转向率是否超出转向阈值，若超出，则编辑第一判断结果发送至滤波步长调取模块，若未超出，则编辑第二判断结果发送至滤波步长调取模块；还用于判断接收的总均方误差是否超出误差阈值，若超出，则编辑第一判断结果发送至滤波步长调取模块，若未超出，则编辑第二判断结果发送至滤波步长调取模块；

滤波步长调取模块，用于当接收到第一判断结果时，调取第一滤波步长分别发送至均方误差计算模块、GPS数据滤波模块；还用于当接收到第二判断结果时，调取第二滤波步长分别发送至均方误差计算模块、GPS数据滤波模块；