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1、第31卷第4期舰船科学技术Vo.l31,No.42009年4月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYApr.,2009舰船姿态坐标变换及稳定补偿分析张志远,罗国富(郑州轻工业学院机电工程学院,河南郑州450002)摘要:分析了现有舰船姿态坐标变换的方法及其存在的不足。结合舰船平台罗经测量舰船姿态的原理,明确指出虽然舰船姿态变化是随机的,但是平台罗经测出的舰船姿态是按照一定顺序进行的,由地理坐标系(惯性坐标系)到舰船甲板坐标系的坐标转换必须按照航向)))横摇)))纵摇的顺序进行;而由舰船甲板坐标系到地理坐标系的坐标变换必须按照纵摇)))横摇)))航向的顺序进行,
2、并推导建立了舰船姿态变换方程,为舰船稳定平台及舰船姿态补偿的实现提供了理论依据。该研究成果也可在航空航天、天文及控制领域推广应用。关键词:纵摇;横摇;坐标变换;舰船;稳定平台中图分类号:TP217文献标识码:A文章编号:1672-7649(2009)04-0034-07DOI:1013404/j1issn11672-7649120091041004CoordinatetransformationofwarshipposeandanalysisofstabilizationcompensationZHANGZh-iyuan,LUOGuo-fu(CollegeofMecha
3、nicalandElectricalEngineering,ZhengzhouUniversityofLightIndustry,Zhengzhou450002,China)Abstract:Thegeneralcoordinatetransformationmethodofwarshipposenowadayswasintroduced,andthebasisanddrawbackofthesecommonmethodswereanalyzed.Accordingtotheprincipleofcompass,theposeofwarshipwhichwasmeasu
4、redbycompassisorderlyinspiteofthewarshipposechangeisrandom.Thecoordinatetransformationfromgeographycoordinate(inertiacoordinate)todeckcoordinateofwarshipmustbedoneconformtoaorderthatisyaw)roll)pitch,however,orderofcoordinatetransformationfromdeckcoordinatetogeographycoordinateispitch)rol
5、l)yaw.Theequationofwarshipposeisdeduced.Itplaysasolidtheoryfoundationfortherealityofwarshipstabilizationplatformandposecompensation.Theconclusioncanalsobeusedinaviation,astronomy,contro,landsoon.Keywords:pitch;rol;lcoordinatetransformation;warship;stabilizationplatform行船摇姿态补偿即通过软平台的方法来减小
6、舰体摇0引言[2]摆的影响。水面舰船在海上航行中,受风浪影响会产生摇摆采用软平台后,舰载设备与舰体甲板一起运动,[1]现象。为了减小舰船摇摆的影响,传统的方法通由于舰体的摇摆,舰体坐标与大地坐标一般是不一致常是将舰载设备安装于机械稳定平台上,通过使机械的,但是舰载设备主控台及舰船平台罗经通常是按照稳定平台和舰体反方向摇摆来克服舰体的摇摆,为舰大地坐标来进行工作的,因此,要实现舰船姿态的补载设备提供近似水平的安装基础。但是,由于机械稳偿,首先就要解决舰船甲板坐标和大地坐标之间的相定平台结构复杂,造价昂贵,控制精度差,已逐渐被淘互转换问题。文献[3]对大地坐标和舰船甲板坐标
7、汰。现在常采用在舰载设备的方位轴和俯仰轴上进之间的相互转换进行了推导,文献[4]对舰载雷达电收稿日期:2008-09-18;修回日期:2008-11-05基金项目:河南省重点科技攻关项目(082102240042);郑州轻工业学院博士科研基金资助项目作者简介:张志远(1978-),男,博士,讲师,主要从事机械控制工程方面的研究。第4期张志远,等:舰船姿态坐标变换及稳定补偿分析#35#子稳定方程的推导进行分析,称现有的几种推导方法100具有一致性。文献[3]所提出的舰船摇摆变换方法TR=0cosCsinC。(1)是现在广泛采用的方法,文献[
