CN104614554B - 船基风速风向传感器基准误差自修正方法 - Google Patents
船基风速风向传感器基准误差自修正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104614554B CN104614554B CN201410835267.2A CN201410835267A CN104614554B CN 104614554 B CN104614554 B CN 104614554B CN 201410835267 A CN201410835267 A CN 201410835267A CN 104614554 B CN104614554 B CN 104614554B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wind
- value
- wind speed
- ship
- fiducial error
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
一种通过在线学***均,得到基准误差:利用得到的基准误差对风速风向测量结果进行修正:D’R=DR‑β并进行修正记录,完成本轮次的误差修正。
Description
技术领域
本发明属于风速风向传感器误差修正方法领域,尤其是一种通过在线学习提高设备测量准确性的船基风速风向传感器基准误差自修正方法。
背景技术
目前,船基气象测量设备中均采用风速风向传感器来实现环境风的测量。风速风向传感器安装于船舶主桅杆的顶端,安装时以船舶的艏艉线为基准。该传感器所测量的风速风向数据为相对于船体的相对值,即风速为空气相对于船体的移动速度,风向为相对于船艏的来风方向,该测量结果通常称为相对风。相对风是环境风与船舶航行风的矢量和。船基气象测量设备能够自动接收船舶的航速航行信息,进而解算出环境风,即真风值。
风速风向传感器的风向测量结果以船艏为基准,因此,在进行传感器安装时须将传感器的0°方向对准船艏且与艏艉线平行。但传感器安装在船舶主桅杆的顶端,高精度施工难度大,基准精度一般只要求控制在±5°以内。而±5°的基准误差会造成相对风大于±5°的测量误差,进而也会使解算得到的真风误差增大,且风越大,真风解算误差越大。
为方便维护保障,风速风向传感器一般通过螺栓与船体连接,而船舶航行时传感器安装区域时刻处于振动状态,这容易造成传感器的安装基准误差日益增大。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过在线学习能够提高设备测量准确性的船基风速风向传感器基准误差自修正方法。
本发明的技术方案是:船基风速风向传感器基准误差自修正方法,其特征是包括下列步骤:
(1)船基气象测量设备采集风速风向传感器的测量结果得到相对风值,相对风速标识为VR,相对风向标识为DR,相对风值基于船舶坐标系;
(2)船基气象测量设备自动接收船舶导航设备的航行姿态信息,得到船舶的艏向和航速,根据船舶的航速航行信息得到航行风值,航行风速标识为Vs,航行风向标识为Ds,航行风值基于大地坐标系;
(3)以相对风值(VR、DR)和航行风值(Vs、Ds)为输入,通过船舶航行状态下真风的解算模型,可计算得到船舶所处海区的环境真风值,真风速标识为VT,真风向标识为DT,真风值基于大地坐标系;
(4)当相对风速值VR、航行风速Vs与真风速VT满足
-0.5≤VR-(VS±VT)≤0.5,
且真风速VT≥5.0m/s时,基准误差α=DR;当相对风速值VR、航行风速Vs与真风速VT满足
-0.5≤VR-(VT-VS)≤0.5,
且真风速VT≥5.0m/s时,基准误差α=DR-180;
(5)在满足上述限定条件下,基准误差修正窗口开启,得到一个基准误差值α1,随着船舶在不同姿态下航行,获取n个的基准误差值,分别标识为α1、α2、……αn。
(6)在获得的n个的基准误差值中,剔除1个最大值和一个最小值,其余(n-2)个进行算术平均,得到基准误差,并将所述(n-2)个基准误差值分别标识为β1、β2、……βn-2,即:
利用得到的基准误差对风速风向测量结果进行修正:
D’R=DR-β,DR为船基气象测量设备采集风速风向传感器测量得到的相对风向,并进行修正记录,完成本轮次的误差修正。
本发明的效果是:船基风速风向传感器基准误差自修正方法,提高测量精度,提高船舶运行安全性。
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
附图为本发明的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
本发明是一种嵌入到测量设备数据处理软件中,通过在线学习提高设备测量准确性的风速风向传感器基准误差自修正方法。在实际在线学习过程中,将相对风速、相对风向、船舶航速、艏向等实时参数作为输入,识别船舶动态,判别并记录船舶逆风或顺风航行时的相对风向值,计算得到风速风向传感器的安装基准误差,并用其对自身测量结果进行修正。具体步骤如下:
1.装备有船基气象测量设备的某船舶航行在某海域,该海域的风速大于5.0m/s,船舶按其计划航线定时调整航姿。船基气象测量设备自动采集风速风向传感器的测量结果得到相对风值,自动接收船舶导航设备的航速航向信息。各信息内容如下表所示。
2.以相对风值(VR、DR)和航行风值(Vs、Ds)为输入,通过船舶航行状态下真风的解算模型,可计算得到船舶所处海区的环境真风值,真风速标识为VT,真风向标识为DT,真风值基于大地坐标系,以上数据作为输入,得到的环境真风值如下表所示。
3.计算每组数据中的相对风速值VR、航行风速Vs与真风速VT之间并判断,以上数据均满足
-0.5≤VR-(VS±VT)≤0.5
的条件,且真风速满足VT≥5.0m/s,可得到一组基准误差α=DR值。
如下表所示。
4.在获得的20个的基准误差值中,剔除1个最大值和一个最小值,其余18个进行算术平均,得到基准误差α值为11.2°。
在船基气象测量设备相对风向采集软件模块中用获得的基准误差α值11.2°对相对风向值进行修正,即使DR=DR-1-11.2°,完成本轮次的误差修正。
Claims (1)
1.一种船基风速风向传感器基准误差自修正方法,包括如下步骤:
(1)船基气象测量设备采集风速风向传感器的测量结果得到相对风值,相对风速标识为VR,相对风向标识为DR,相对风值基于船舶坐标系;
(2)船基气象测量设备自动接收船舶导航设备的航行姿态信息,得到船舶的艏向和航速,根据船舶的航速航行信息得到航行风值,航行风速标识为Vs,航行风向标识为Ds,航行风值基于大地坐标系;
(3)以相对风值(VR、DR)和航行风值(Vs、Ds)为输入值,通过船舶航行状态下真风的解算模型,计算得到船舶所处海区的环境真风值,真风速标识为VT,真风向标识为DT,真风值基于大地坐标系;
(4)当相对风速值VR、航行风速Vs与真风速VT满足
-0.5≤VR-(VS±VT)≤0.5,
且真风速VT≥5.0m/s时,基准误差α=DR;当相对风速值VR、航行风速Vs与真风速VT满足
-0.5≤VR-(VT-VS)≤0.5,
且真风速VT≥5.0m/s时,基准误差α=DR-180;
(5)在满足上述限定条件下,基准误差修正窗口开启,得到一个基准误差值α1,随着船舶在不同姿态下航行,获取n个的基准误差值,分别标识为α1、α2、……αn;
(6)在获得的n个的基准误差值中,剔除1个最大值和一个最小值,其余(n-2)个进行算术平均,得到基准误差,并将所述(n-2)个基准误差值分别标识为β1、β2、……βn-2,即:
利用得到的基准误差对风速风向测量结果进行修正:D’R=DR-β,DR为船基气象测量设备采集风速风向传感器测量得到的相对风向,并进行修正记录,完成本轮次的误差修正。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410835267.2A CN104614554B (zh) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | 船基风速风向传感器基准误差自修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410835267.2A CN104614554B (zh) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | 船基风速风向传感器基准误差自修正方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104614554A CN104614554A (zh) | 2015-05-13 |
CN104614554B true CN104614554B (zh) | 2017-07-21 |
Family
ID=53149092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410835267.2A Expired - Fee Related CN104614554B (zh) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | 船基风速风向传感器基准误差自修正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104614554B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105004527A (zh) * | 2015-07-28 | 2015-10-28 | 广船国际有限公司 | 一种船舶的eedi试航测速验证方法 |
CN107764477B (zh) * | 2016-08-16 | 2020-04-17 | 中国电力科学研究院 | 一种风压传感器的标定方法与*** |
CN106341268B (zh) * | 2016-09-21 | 2019-05-24 | 中国船舶工业***工程研究院 | 一种用于舰船空气流场测量的多协议适配数据采集设备 |
CN109991441B (zh) * | 2019-05-06 | 2021-05-18 | 南京俊禄科技有限公司 | 一种风向风速仪的自动校准方法 |
CN110514868A (zh) * | 2019-08-24 | 2019-11-29 | 大连理工大学 | 一种船舶真风测量装置 |
CN113552382A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-10-26 | 浙江中控技术股份有限公司 | 风速风向测量方法、装置及*** |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5969817A (en) * | 1996-08-27 | 1999-10-19 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Precision indexing angle measuring method and system for machine tools |
US20110192223A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Mark Johnson | Method and device for determining wind conditions around a sailboat |
CN103018480A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-04-03 | 大连金天科技发展有限公司 | 自校准超声波风速测量方法 |
CN103308722A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-09-18 | 大连天岛海洋科技有限公司 | 一种船舶风向风速测量仪误差修正方法 |
CN103592467A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-19 | 苏州斯威高科信息技术有限公司 | 二维超声波风速仪零点在线自校正装置及方法 |
CN203745481U (zh) * | 2014-03-22 | 2014-07-30 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 船用螺旋桨式测风仪 |
-
2014
- 2014-12-29 CN CN201410835267.2A patent/CN104614554B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5969817A (en) * | 1996-08-27 | 1999-10-19 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Precision indexing angle measuring method and system for machine tools |
US20110192223A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Mark Johnson | Method and device for determining wind conditions around a sailboat |
CN103018480A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-04-03 | 大连金天科技发展有限公司 | 自校准超声波风速测量方法 |
CN103308722A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-09-18 | 大连天岛海洋科技有限公司 | 一种船舶风向风速测量仪误差修正方法 |
CN103592467A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-19 | 苏州斯威高科信息技术有限公司 | 二维超声波风速仪零点在线自校正装置及方法 |
CN203745481U (zh) * | 2014-03-22 | 2014-07-30 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 船用螺旋桨式测风仪 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
声学多普勒速度仪安装误差校准方法;曹忠义;《哈尔滨工程大学学报》;20130430;第34卷(第4期);第434-439页 * |
激光多普勒自主测速仪天线安装误差;周金男;《强激光与粒子束》;20140930;第26卷(第9期);第38-45页 * |
船用风传感器试验与分析;薄文波;《气象水文海洋仪器》;20090930(第3期);第1-5页 * |
超短基线声学定位***安装误差精确校准;郑翠娥;《哈尔滨工业大学学报》;20070831;第28卷(第8期);第894-898页 * |
风速风向测量误差补偿算法的研究;王国峰;《仪器仪表学报》;20130430;第34卷(第4期);第786-790页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104614554A (zh) | 2015-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104614554B (zh) | 船基风速风向传感器基准误差自修正方法 | |
CN100535683C (zh) | 用于超短基线声学定位***的校准方法 | |
CN105823480B (zh) | 基于单信标的水下移动目标定位算法 | |
CN103676654B (zh) | 基于干扰补偿的船舶动力定位速度估计***及方法 | |
CN107585263A (zh) | 一种可定位的自沉浮深海系留探测平台 | |
CN107976169B (zh) | 一种基于恒星观测的船载惯导姿态角时序检测方法 | |
CN109163709A (zh) | 一种无人船一体化水下地形的测量方法 | |
CN107657144A (zh) | 一种基于船舶ais和计程仪数据的近岸流场反演方法 | |
CN105738869B (zh) | 一种适用于单水听器的深水信标搜索定位方法 | |
CN109490906A (zh) | 一种基于激光雷达的船载波浪动态测量装置 | |
Kume et al. | Measurements of hydrodynamic forces, surface pressure, and wake for obliquely towed tanker model and uncertainty analysis for CFD validation | |
CN104280024B (zh) | 一种深水机器人组合导航装置和方法 | |
CN109282813A (zh) | 一种无人艇全局障碍物识别的方法 | |
CN109059746A (zh) | 一种基于精密pos的海底地形测量方法 | |
CN108761470B (zh) | 一种基于拖缆形态方程解析的目标定位方法 | |
De Carolis et al. | Low-cost energy measurement and estimation for autonomous underwater vehicles | |
CN109283539A (zh) | 一种适用于高层非平整结构的定位方法 | |
CN112445230B (zh) | 大跨域复杂环境下高动态飞行器多模制导***及制导方法 | |
CN110209181A (zh) | 一种基于测距仪的水下清洗机器人自主竖立着落船舷控制方法 | |
RU2036432C1 (ru) | Инерциально-спутниковый модуль и комплексная инерциально-спутниковая система навигации, связи, освещения обстановки, управления и контроля | |
CN105180944A (zh) | 一种船体侧滑速度误差判定补偿方法 | |
Wall et al. | The NATO Generic Destroyer—A Shared Geometry for Collaborative Research into Modelling and Simulation of Shipboard Launch and Recovery: Source Data | |
CN106056621B (zh) | 一种基于机器视觉的离靠泊作业参数计算装置 | |
KR101772219B1 (ko) | 실내 수조 환경에서의 선박 평면 운동 계측 시스템 및 방법 | |
CN111487981B (zh) | 船舶动力定位***及其风力前馈控制方法和装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170721 Termination date: 20171229 |