CN105109618A - 一种海上平台对接定位引导方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种海上平台对接定位引导方法，包括如下步骤：将测量装置安装在海上平台上，所述测量装置包括光纤陀螺航姿系统、差分GPS、电罗经、全站仪、多个高速摄像机、无人机测试平台；根据所述测量装置提供的测量信息，对数据时间与空间进行同步处理，建立统一基准；经过误差补偿后，通过利用无重置式联邦卡尔曼滤波器进行信息融合；输出并发送对接引导信息。本发明的有益效果是目标高精度自主追踪，具有直观性、安全性、可靠性、实时性、容错性。

Description

一种海上平台对接定位引导方法
技术领域
本发明属于海上平台搭建领域，尤其是涉及一种海上平台对接定位引导方法。
背景技术
目前桁架式深远海超大型海上平台技术，是一种全新概念的海上浮体结构型式，该技术水平世界领先、产品用途十分广泛，属于新型海洋工程装备产业，将使中国率先掌握“超大型海上平台”工程化的核心技术，把握战略先机。基于大型/超大型海上浮动平台的基本结构，浮动模块的对接定位是一项精度要求高，施工复杂的海洋工程。在对接移动过程中，受到风及海流的影响，浮动模块会产生晃动，所以采用多种设备与测试平台的定位信息交互，对精准的对接定位引导尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种海上平台对接定位引导方法，可以实现深远海超大型浮动平台的自主对接。
本发明的技术方案是：本发明的一种海上平台对接定位引导方法，包括以下步骤：将测量装置安装在海上平台上，所述测量装置包括光纤陀螺航姿系统、差分GPS、电罗经、全站仪、多个高速摄像机、无人机测试平台；根据所述测量装置提供的测量信息，对数据时间与空间进行同步处理，建立统一基准；经过误差补偿后，通过利用无重置式联邦卡尔曼滤波器进行信息融合；输出并发送对接引导信息。
进一步，利用虚拟现实技术，实现整个对接定位引导过程的全程三维显示。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、本发明可在基于大型/超大型海上浮体的基本结构上，根据需求自主的对接，无限放大，可形成浮岛式的平台，当配置动力和相应的设施后，可形成一个可移动的军民两用基地。
2、系统定位对接引导精度高，可以实现三维定位，目标高精度自主跟踪，无需人为干预，并具有虚拟现实场景实时显示能力。
3、该发明还具有直观性、安全性、可靠性、实时性、容错性等多方面优点。
附图说明
图1是本发明的对接定位引导方法的流程图。
具体实施方式
本发明的一种海上平台对接定位引导方法，包括基座与浮动模块对接定位引导的方法和浮动模块与浮动模块对接定位引导的方法，基座处于锚泊状态，浮动模块均为海上浮动模块；
基座与浮动模块对接定位引导的方法，包括以下步骤：
(1)差分GPS基准站和全站仪靶标安装于基座上；电罗经及光纤陀螺航姿设备安装在浮动模块上；
(2)利用对接定位引导系统引导浮动模块航行至基座所在的作业海区，并在对接定位引导系统实时显示浮动模块的航向、位置、速度以及浮动模块与基座的相对距离和方位下，引导浮动模块到粗就位的预定位置；
(3)利用光纤陀螺航姿设备实时的测量浮动模块的横摇角、纵摇角、航向角，利用光纤陀螺航姿设备、差分GPS、电罗经构成的组合系统实时测量浮动模块的方位，差分GPS和全站仪实时测量基座相对浮动模块的相对位置与倾角；
(4)将步骤(3)中得到的定位导引信息传输至计算机，进行时间、空间同步处理，建立多传感器时间、空间统一基准；
(5)通过统一基准内的测量更新，实时获取并存储浮动模块对接导引过程中相对预设引导线的误差，并进行误差补偿；
(6)对步骤(5)中补偿后的对接导引信息，进行高精度数据后处理；
(7)将步骤(6)中补偿后的对接导引信息传输至无置位式联邦卡尔曼滤波器，进行滤波解算，实时输出解算结果；
(8)将步骤(7)中输出的滤波信息，输出至浮动模块对接导引作用器，利用浮动模块本身的动力系统沿设定的引导线向基座靠近，并通过虚拟现实技术，实现对接过程的三维动态显示；
(9)重复步骤(3)～步骤(8)，直至浮动模块完全套在锚泊的基座上，完成大型浮动平台中基座与浮动模块自主对接定位引导作业；
浮动模块与浮动模块对接定位引导的方法，包括以下步骤：
(1)对接的两个浮动模块，包括已经座在先期锚泊基座上的A模块和需要对接B模块；A模块、B模块上均装有动力系统；
(2)差分GPS基准站和全站仪靶标安装于A模块上；电罗经及光纤陀螺航姿设备安装在B模块上；
(3)两个或多个高速摄像机安装于A模块上；
(4)接收发送器安装于B模块以及无人机测试平台上，高速摄像机和标志灯安装在无人机测试平台上；
(5)利用对接定位引导系统引导B模块航行至A模块所在的作业海区，并在对接定位引导系统实时显示B模块的航向、位置、速度以及B模块与A模块的相对距离和方位下，引导B模块到粗就位的预定位置；
(6)利用接收发送器进行B模块与无人机测试平台的通信，将实时信息与航拍图像传输至计算机处理后，引导无人机测试平台与B模块始终保持固定的相对位置与高度；
(7)利用光学导引方法，采用多个高速摄像机将无人机测试平台航拍的实时图像和其安装的标志灯的光学信号提取传输至计算机，在实时监控浮动平台的位移状态的同时实现浮动模块平台和无人机测试平台之间的空间定位，从而提高浮动平台的自主对接精度。
(8)利用光纤陀螺航姿设备实时的测量B模块的横摇角、纵摇角、航向角，利用光纤陀螺航姿系统、差分GPS、电罗经构成的组合系统实时测量B模块的方位，差分GPS和全站仪实时测量A模块相对B模块的相对位置与倾角；
(9)将步骤(6)(7)(8)中得到的定位导引信息传输至计算机，进行时间、空间同步处理，建立多传感器时间、空间统一基准；
(10)通过统一基准内的测量更新，实时获取并存储浮动模块对接导引过程中相对预设引导线的误差，并进行误差补偿；
(11)对步骤(10)中补偿后的对接导引信息，进行高精度数据后处理；
(12)将步骤(11)中补偿后的对接导引信息传输至无置位式联邦卡尔曼滤波器，进行滤波解算，实时输出解算结果；
(13)将步骤(12)中输出的滤波信息，输出至浮动模块的对接定位引导系统，利用B模块本身的动力系统沿设定的引导线向A模块靠近，并通过虚拟现实技术，实现对接过程的三维动态显示；
(14)重复步骤(6)～步骤(13)，直至A模块、B模块完全对接，并进行固定，完成大型浮动平台中浮动模块与浮动模块自主对接定位引导作业。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (2)

1.一种海上平台对接定位引导方法，其特征在于：包括以下步骤：将测量装置安装在海上平台上，所述测量装置包括光纤陀螺航姿系统、差分GPS、电罗经、全站仪、多个高速摄像机、无人机测试平台；根据所述测量装置提供的测量信息，对数据时间与空间进行同步处理，建立统一基准；经过误差补偿后，通过利用无重置式联邦卡尔曼滤波器进行信息融合；输出并发送对接引导信息。
2.根据权利要求1所述的一种海上平台对接定位引导方法，其特征在于：利用虚拟现实技术，实现整个对接定位引导过程的全程三维显示。
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