一种多普勒计程仪标定方法与流程

专利检索2025-07-22  7


本技术涉及计程仪标定,尤其是涉及一种多普勒计程仪标定方法。


背景技术:

1、多普勒效应是指声源波长和频率随着物体运动而随之发生变化的物理现象,多普勒计程仪是一种利用多普勒效应对物体进行速度测量的仪器,通过对发射返回得到的波长频率进行采集,可以有效的计算得到物体的运动速度,广泛应用于船舶海上航行测速定位等领域。

2、在船舶的航行过程中,多普勒计程仪不可避免的会受到海底地质、海洋环境等一系列的影响,当船舶行驶在特定状态如高速形式状态时,存在着测量数据准确性无法得到保证的问题,为保证多普勒计程仪在航行过程中测量数据的准确性,在完成多普勒换能器的换装工作后,需要对多普勒计程仪进行标定,以使多普勒计程仪在船舶航行过程中具有较高的测量精确度。而现有的多普勒计程仪标定方法仍然存在着精度较低的问题,因此亟需一种新的多普勒计程仪标定方法能够保证多普勒计程仪具有较高的测量精度,以保证船舶航行安全。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种多普勒计程仪标定方法,用于标定多普勒计程仪以提高多普勒计程仪的测量精度。

2、为达到上述目的及其他相关目的,本技术提供一种多普勒计程仪标定方法,包括以下步骤:

3、获取船舶航道信息,所述船舶航道信息包括第一航道信息、第二航道信息和第三航道信息;

4、根据所述第一航道信息,控制所述船舶沿第一航道行驶,通过定位装置和多普勒计程仪,获取所述船舶的对水测量数据,并计算得到所述多普勒计程仪的对水修正系数;

5、根据所述第二航道信息,控制所述船舶沿第二航道行驶,通过所述定位装置和所述多普勒计程仪,获取所述船舶的对地测量数据,并计算得到所述多普勒计程仪的对地修正系数;

6、根据所述对水修正系数和所述对地修正系数,对所述多普勒计程仪进行标定;

7、根据所述第三航道信息,控制所述船舶沿第三航道行驶,通过所述定位装置和所述多普勒计程仪,获取所述船舶的对水检验数据,并计算得到速度偏差;

8、判断所述速度偏差是否满足预设的精度条件,并重复上述步骤,直至所述速度偏差满足所述精度条件;

9、当所述速度偏差满足所述精度条件时,完成本次对所述多普勒计程仪的标定。

10、可选地,所述对水测量数据包括对水航速数据和对水基准数据,所述对水航速数据包括第一对水航速数据、第二对水航速数据和第三对水航速数据,所述对水基准数据包括对水基准航速数据,所述对水修正系数包括对水速度修正系数α。

11、可选地,获取所述船舶的对水测量数据,并计算得到所述多普勒计程仪的对水修正系数,包括以下步骤:

12、控制所述船舶以稳定航行状态沿第一航道正向匀速直线行驶,其中,所述船舶的航速为第一航速,所述第一航道正向为所述第一航道的延伸方向;

13、将所述多普勒计程仪调整为对水测速模式,并通过数据采集装置获取所述多普勒计程仪的测量数据,以获取所述第一对水航速数据;

14、将所述船舶的航向旋转180°,使所述船舶以稳定航行状态沿第一航道逆向行驶,并使所述船舶以所述第一航速匀速直线行驶,以获取所述第二对水航速数据;

15、将所述船舶的航向旋转180°,使所述船舶以稳定航行状态沿第一航道正向行驶,并使所述船舶以所述第一航速匀速直线行驶,以获取所述第三对水航速数据;

16、通过所述定位装置获取所述对水基准航速数据,并计算得到对水基准航速vs1,所述对水基准航速vs1为所述定位装置测得的所述船舶的对水平均航速;

17、根据所述第一对水航速数据、所述第二对水航速数据和所述第三对水航速数据,分别计算得到第一对水航速v11、第二对水航速v12和第三对水航速v13;

18、计算得到对水平均速度vp1,所述对水平均速度vp1的计算公式为vp1=(v11+2v12+v13)/4;

19、根据所述对水基准航速vs1和所述对水平均速度vp1,计算得到对水速度修正系数α,所述对水速度修正系数α的计算公式为α=vp1/vs1。

20、可选地,所述对地测量数据包括对地航速数据和对地基准数据,所述对地航速数据包括第一对地航速数据、第二对地航速数据和第三对地航速数据,所述对地基准数据包括对地基准航速数据;

21、所述对地修正系数包括角度修正系数pf和对地速度修正系数β,所述角度修正系数pf为所述多普勒计程仪的换能器基阵安装角修正系数。

22、可选地,获取所述船舶的对地测量数据,并计算得到所述多普勒计程仪的对地修正系数,包括以下步骤:

23、控制所述船舶以稳定航行状态沿第二航道正向匀速直线行驶,其中,所述船舶的航速为第二航速,所述第二航道正向为所述第二航道的延伸方向;

24、将所述多普勒计程仪调整为对地测速模式,并通过数据采集装置获取所述多普勒计程仪的测量数据,以获取所述第一对地航速数据;

25、将所述船舶的航向旋转180°,使所述船舶以所述稳定航行状态沿第二航道逆向行驶,并使所述船舶以所述第二航速匀速直线行驶,以获取所述第二对地航速数据;

26、将所述船舶的航向旋转180°,使所述船舶以所述稳定航行状态沿第二航道正向行驶,并使所述船舶以所述第二航速匀速直线行驶,以获取所述第三对地航速数据;

27、通过所述定位装置获取所述对地基准航速数据;

28、根据所述第一对地航速数据、所述第二对地航速数据、所述第三对地航速数据和所述对地基准航速数据,计算得到所述对地修正系数。

29、可选地,计算得到所述对地修正系数,包括以下步骤:

30、根据所述第一对地航速数据、所述第二对地航速数据和所述第三对地航速数据,分别计算得到第一对地平均速度v21、第二对地平均速度v22和第三对地平均速度v23;

31、计算得到对地平均速度vp2,所述对地平均速度vp2的计算公式为vp2=(v21+2v22+v23)/4;

32、根据所述对地基准航速数据,计算得到对地基准航速vs2,所述对地基准航速vs2为所述定位装置测得的所述船舶的对地平均航速;

33、计算得到对地速度修正系数β,所述对地速度修正系数β的计算公式为β=vp2/vs2。

34、可选地,计算得到所述对地修正系数,包括以下步骤:

35、根据所述第一对地航速数据、所述第二对地航速数据和所述第三对地航速数据,分别获取所述船舶的第一对地航迹速vj1、第二对地航迹速vj2和第三对地航迹速vj3;

36、根据所述对地基准航速数据,获取所述船舶的对地基准航迹速vb2;

37、获取角度偏移数据,所述角度偏移数据包括第一偏移角度、第二偏移角度和第三偏移角度,所述第一偏移角度为所述第一对地航迹速vj1与同一时刻的对地基准航迹速vb2的夹角,所述第二偏移角度为所述第二对地航迹速vj2与同一时刻的对地基准航迹速vb2的夹角,所述第三偏移角度为所述第三对地航迹速vj3与同一时刻的对地基准航迹速vb2的夹角;

38、根据所述第一偏移角度、所述第二偏移角度和所述第三偏移角度,分别计算得到第一夹角θ1、第二夹角θ2和第三夹角θ3,所述第一夹角θ1为多个所述第一偏移角度的平均值,所述第二夹角θ2为多个所述第二偏移角度的平均值,所述第三夹角θ3为多个所述第三偏移角度的平均值;

39、计算得到角度修正系数pf,所述角度修正系数pf的计算公式为pf=(θ1+2θ2+θ3)/4。

40、可选地,所述对水检验数据包括第一航速检测数据、第二航速检测数据、第三航速检测数据和对水基准检测数据。

41、可选地,获取所述船舶的对水检验数据,并计算得到速度偏差,包括以下步骤:

42、控制所述船舶以稳定航行状态沿第三航道正向匀速直线行驶,其中,所述船舶的航速为第三航速,所述第三航道正向为所述第三航道的延伸方向;

43、将所述多普勒计程仪调整为对水测速模式,并通过数据采集装置获取所述多普勒计程仪的测量数据,以获取所述第一航速检测数据;

44、将所述船舶的航向旋转180°,使所述船舶以稳定航行状态沿第三航道逆向行驶,并使所述船舶以所述第三航速匀速直线行驶,以获取所述第二航速检测数据;

45、将所述船舶的航向旋转180°,使所述船舶以稳定航行状态沿第三航道正向行驶,并使所述船舶以所述第三航速匀速直线行驶,以获取所述第三航速检测数据;

46、根据所述第一航速检测数据、第二航速检测数据和所述第三航速检测数据,分别计算得到第一检测航速v31、第二检测航速v32和第三检测航速v33;

47、通过所述定位装置获取所述对水基准检测数据,并计算得到基准检测航速vs3,所述对水基准航速vs3为所述定位装置测得的所述船舶的对水平均航速;

48、计算得到对水检测航速vp3,所述对水检测航速vp3的计算公式为vp3=(v31+2v32+v33)/4;

49、计算得到速度偏差vc,所述速度偏差vc的计算公式为vc=|vp3-vs3|。

50、可选地,所述速度偏差vc包括第一速度偏差vc1和第二速度偏差vc2;

51、使所述第三航速大于预设的第三预设航速,以计算得到所述第一速度偏差vc1;

52、使所述第三航速小于或等于所述第三预设航速,以计算得到所述第二速度偏差vc2。

53、可选地,所述精度条件为所述速度偏差小于或等于预设的偏差预设值。

54、本技术提供的多普勒计程仪标定方法至少具有以下有益效果:

55、本技术的多普勒计程仪标定方法,根据船舶航道信息,以得到船舶行驶的第一航道、第二航道和第三航道,控制船舶分别沿第一航道和第二航道行驶,以获取对水修正系数和对地修正系数,并根据对水修正系数和对地修正系数对多普勒计程仪进行标定,有效的提高了多普勒计程仪的测量精确度;控制船舶沿第三航道行驶以获取对水检验数据,并计算得到速度偏差,通过预设的精度条件判断速度偏差是否满足精度条件,能够保证标定后的多普勒计程仪具有较高的测量精度,以满足实际需求,保证船舶航行安全。


技术特征:

1.一种多普勒计程仪标定方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的多普勒计程仪标定方法,其特征在于,所述对水测量数据包括对水航速数据和对水基准数据,所述对水航速数据包括第一对水航速数据、第二对水航速数据和第三对水航速数据,所述对水基准数据包括对水基准航速数据,所述对水修正系数包括对水速度修正系数α。

3.根据权利要求2所述的多普勒计程仪标定方法,其特征在于,获取所述船舶的对水测量数据,并计算得到所述多普勒计程仪的对水修正系数,包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的多普勒计程仪标定方法,其特征在于,所述对地测量数据包括对地航速数据和对地基准数据,所述对地航速数据包括第一对地航速数据、第二对地航速数据和第三对地航速数据,所述对地基准数据包括对地基准航速数据;

5.根据权利要求4所述的多普勒计程仪标定方法,其特征在于,获取所述船舶的对地测量数据,并计算得到所述多普勒计程仪的对地修正系数,包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的多普勒计程仪标定方法,其特征在于,计算得到所述对地修正系数,包括以下步骤:

7.根据权利要求5所述的多普勒计程仪标定方法,其特征在于,计算得到所述对地修正系数,包括以下步骤:

8.根据权利要求1所述的多普勒计程仪标定方法,其特征在于,所述对水检验数据包括第一航速检测数据、第二航速检测数据、第三航速检测数据和对水基准检测数据。

9.根据权利要求8所述的多普勒计程仪标定方法,其特征在于,获取所述船舶的对水检验数据,并计算得到速度偏差,包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的多普勒计程仪标定方法,其特征在于,所述速度偏差vc包括第一速度偏差vc1和第二速度偏差vc2;

11.根据权利要求1所述的多普勒计程仪标定方法,其特征在于,所述精度条件为所述速度偏差小于或等于预设的偏差预设值。


技术总结
本申请涉及计程仪标定技术领域,提供一种多普勒计程仪标定方法,获取船舶航道信息,以得到船舶行驶的第一航道、第二航道和第三航道,控制船舶分别沿第一航道和第二航道行驶,以获取对水修正系数和对地修正系数,并根据对水修正系数和对地修正系数对多普勒计程仪进行标定,有效的提高了多普勒计程仪的测量精确度;控制船舶沿第三航道行驶以获取对水检验数据,并计算得到速度偏差,通过预设的精度条件判断速度偏差是否满足精度条件,能够保证标定后的多普勒计程仪具有较高的测量精度,以满足实际需求,保证船舶航行安全。

技术研发人员:张雪琴,舒亚海,杨涛
受保护的技术使用者:江南造船(集团)有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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