舰艇真航向动态测量中方位角解算的影响因素分析.pdf

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1、总第234期舰船电子工程V01．33No．121111篁箜!!塑坠兰圣里!：丝呈兰墼!兰!!：!呈!!!舰艇真航向动态测量中方位角解算的影响因素分析+王佳1王海波2陈荣娟2胡宏灿2(1．海军大连舰艇学院研究生管理大队大连116018)(2．海军大连舰艇学院航海系大连116018)摘要舰艇真航向动态测量是利用航向角与方位角、舷角的关系来解算真航向。其中方位角的精确解算是保障动态检测精度的一个重要因素。本文从理论上分析了舰艇航行状态下纵横摇、GPS天线高度对GPs定位和方位角解算的影响及GPS与电子经纬仪安装位置不重

2、合对方位角解算的影响，并进行了仿真分析，为方位角的精确解算提供了有力的理论依据。关键词方位角；GPS；电子经纬仪；纵横摇；Matlab仿真中图分类号TP217DOI：10．3969／j．issnl672—9730．2013．12．017ImpactFactorAnalysisofAzimuthAngleCalculatingonDynamicMeasurementofWarship’STrueCourseWANGJialWANGHaib02CHENRongjuan2HUHongcan2(1．Departmento

3、fGraduateManagement，DalianNavalAcademy，Dalian116018)(2．DepartmentofNavigation，DalianNavalAcademy，Dalian116018)Abn硼Thetruecourseiscalculatedbyutilizingtherelationshipbetweenheadingangle，azimuthangleandboardangleinresearcha—boutdynamicmeasurement0fwarship’Strue

4、course．Underthecircumstances，azimuthaccuratecalculatingisoneimportantfactoronensu—ringdynamicmeasurementaccuracy．Intheory，thispaperanalysestheimpactofpitchroll，GPSantennaandthedifferonlocationofGPSandthetransitonazimuthmeasuring．Furthermore，thispaperiscarried

5、onsimulation．Importantly，thispaperplaysasolidtheoryfounda—tionforazimuthaccuratecalculating．I(eyWo瞌azimuthangle，GPS，electronictransit，pitchandroll，MatlabsimulationCIassNInt旧rTP2171引言舰艇真航向动态测量研究主要采用计算方位和测量舷角相结合的方案，即采用高精度定位设备所获取的舰位信息和被观测岸标位置点坐标计算出岸标的大地方位角，并采用电子

6、经纬仪测量岸标的舷角，再利用航向角、方位角和舷角三者之间的关系，解算出舰艇的真航向[1]。由此看出方位角的精度是航向动态检测精度的一个重要因素。方位角的测量是利用GPS接收的舰位信息和被观测岸标位置点坐标通过大地主题解算得到的。大地主题解算方法通常精度较高，因此方位角精度主要受GPS定位精度和岸标位置精度的影响。其中被观测岸标位置点经纬度是由大地测量得到，其精度通常比较高，一般国家三等点ASt=±0．16m，军控一等点ASl一±0．5m，海控二等点ASl=±0．4m。所以只需要考虑获取的舰艇位置精度。而在实际安装

7、中，GPS天线通常安装在后甲板高处。这样GPS的定位精度一方面受本身定位精度制约，另一方面则受到GPS天线高度和舰艇纵横摇的影响，都会对方位角测量产生影响。经纬仪使用时一般安装在前甲板艏艉线上，与GPS安装的位置不同。这样由于两者位置的不重合就带来了方位角解算误差。本文将从理论上分析舰艇纵横摇和GPS天线高度对GPS定位的影响、GPS与经纬仪安装位置不重合对方位角解算的影响。2纵横摇和GPS天线高度对GPS定位的影响分析舰艇位置是由GPS接受机实时提供的。在选择安装位置时，为了保证GPS可以正常工作，其天线一般安

8、装在舰艇后甲板高处。当舰艇处于航行状态下，由风浪、暗流等引起的舰艇纵横摇运动会使得天线产生摇摆，进而影响舰艇GPS定位精度，下面主要分析舰艇纵横摇和GPS天线高度对定位的影响。假设在甲板坐标系(呱y626)下，GPS天线中心G在甲板面的投影点为0，此时GPS天线中心G相对原点0的三维偏移量为缸岛、△蛐、△地；而在舰艇地理坐标系(取地理坐标系为东北天坐标系一OX。KZ。)下