[发明专利]一种多通道电磁计程仪的速度误差抑制方法及抑制系统

说明书

本发明涉及到一种多通道电磁计程仪的速度误差抑制系统，该系统包括有主机、电磁传感器和显示应用端，多个电磁传感器分别设置于船体的两舷侧，该多个电磁传感器分别连接并输入数据至所述的主机，该主机处理数据并将处理后数据输出至显示应用端；主机内设有电路板，电路板上布置有采样板卡、信号预处理板卡、数字信号处理板卡、输出接口板卡、主控制板卡和电源板卡，所述的数字信号处理板卡内设有原始信号评估模块、数字滤波模块、原始速度获取模块、原始速度交织模块和误差抑制校准模块；本发明还涉及到速度误差抑制方法。本发明的方法和系统大大降低设备随机误差，提高了整个电磁计程仪运算结果的鲁棒性，从而得到更稳定的航速。

技术领域

本发明涉及到航海导航领域，特别涉及到一种基于多通道电磁计程仪的速度误差抑制方法以及抑制系统。

背景技术

电磁计程仪是利用法拉第电磁感应原理，即长度为L的导体在磁感应强度为B的磁场中以速度V运动时，导体上就会产生感应电动势E，其大小与导体相对磁场运动速度的大小成正比。磁场由测量杆(或平面传感器)中的铁芯上缠绕的激磁线圈产生，导体由传感器中的二个电极与水连成，由于船以速度V相对水在运动。如果把船作为静止考虑，即水相对船在运动，也就是导体相对于磁场运动，从而在传感器两电极间产生感应电势，通过两电极引线和比较变压器转变成速度电压信号，送至速度解算系统，解算出速度值。通常所用的速度处理方式为航速标校，通过顺逆顺抵消流速影响后计算系数校准速度固有偏差。

现有技术中的电磁计程仪所使用的是单一的传感器，平面传感器或杆式传感器，平面传感器结构简单，但由于其测量的是船体与接近船体的水所发生相对运动的相对航速，故其受边界层影响较大，波动较大且高速情况下空化现象明显；杆式传感器结构较为复杂，通过将杆式传感器伸出至船下一定深度从而避免边界层的影响，从而可以得到更稳定的航速。实际使用电磁计程仪过程中，由于电磁传感器在实船中安装位置的不同，会遇到不同的测速状况，实船高速运动中，由于伯努利现象的产生，会导致海水中的空气被压力差所释放从而阻挡住部分传感器电极，此时，单一的传感器会发生测速掉速现象，我们称这种现象为电磁计程仪空化现象导致的测速异常。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种基于多通道电磁计程仪的速度误差抑制方法以及抑制系统。本发明的方法和系统要能够大大降低设备随机误差，提高整个电磁计程仪运算结果的鲁棒性，得到更稳定的航速。

为了达到上述发明目的，本发明专利提供的技术方案如下：

一种多通道电磁计程仪的速度误差抑制系统，其特征在于，该系统包括有主机、电磁传感器和显示应用端，多个电磁传感器分别设置于船体的两舷侧，该多个电磁传感器分别连接并输入数据至所述的主机，该主机处理数据并将处理后数据输出至显示应用端，该显示应用端为船员观察屏或为导航设备；

所述的主机内设有电路板，电路板上布置有采样板卡、信号预处理板卡、数字信号处理板卡、输出接口板卡、主控制板卡和电源板卡，所述电磁传感器分别连接至采样板卡进行AD数据采样，所述的信号预处理板卡进行模拟信号处理并转换为数字信号，所述数字信号处理板卡中进行速度误差抑制处理，所述的输出接口板卡连接至显示终端或导航设备；

所述的数字信号处理板卡内设有原始信号评估模块、数字滤波模块、原始速度获取模块、原始速度交织模块和误差抑制校准模块；

所述的原始信号评估模块接收原始波形信号，分析电极信号高低频分量及信噪比；

所述的数字滤波模块对原始信号进行低通滤波；

所述的原始速度获取模块是将原始波形输入后计算获得原始瞬时速度；

所述的原始速度交织模块是将获得的多通道原始瞬时速度进行交织，获得原始瞬时速度数组；

所述的误差抑制校准模块是将交织后获得的原始瞬时速度数组计算，获得融合后的速度，该速度即为所输出的船舶航速值。