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申请/专利权人：南京理工大学

摘要：本发明公开了一种小尺寸浮台复杂海况多模融合传递对准方法及系统，该方法首先对浮台所在区域不同海况等级下海浪姿态运动中占据主导地位的大幅低频姿态信息进行统计，作为对应海况信息；其次，在不同海况信息下，根据先验信息进行数值分析获取该海况等级对应的最优量测参数，得到该量测参数对应的最优测量噪声协方差矩阵；随后，为应对实际海况复杂激励场景，利用海况等级对应的最优测量噪声协方差矩阵、初始测量噪声协方差矩阵与新息自适应估计测量噪声协方差矩阵进行时间序列上的多模融合转换，完成传递对准过程。本发明与传统方法相比，能够大幅提高复杂海况小尺寸浮台传递对准精度。

主权项：1.一种小尺寸浮台复杂海况多模融合传递对准方法，其特征在于，包括步骤：S1、不同海况等级下的海浪姿态运动包含不同频率的姿态分量，通过对浮台所在区域海浪姿态运动中分量占比最大的低频姿态信息进行统计，作为对应海况信息；S2、在不同海况信息下，根据先验信息进行数值分析获取该海况等级对应的最优量测参数R0Ropt，得到该量测参数R0R对应的最优测量噪声协方差矩阵Ropt，其中R0为初始测量噪声协方差矩阵，R为滤波实际使用的测量噪声协方差矩阵；经数值仿真获取该海况等级对应的最优量测参数R0Ropt具体包括：同一海况等级场景下，取一系列离散量测参数R0R，设样本集为{R0Ri|i＝1，2，…，k}，取k≥15；在相同参数设置传递对准数字仿真环境中，利用不同量测参数R0Ri对应的测量噪声协方差矩阵Ri进行卡尔曼滤波计算，估计三轴姿态安装偏差角大小；设测量噪声协方差矩阵Ri最终估计三轴姿态安装偏差角误差依次为φpi，φri，φyi，计算三轴姿态安装偏差角误差均方 以作为评估量测参数R0Ri影响传递对准性能的唯一指标，经多次实验，得到量测参数样本集{R0Ri|i＝1，2，…，k}唯一对应的传递对准性能指标样本集以上述不同量测参数对应的性能指标样本集为y轴，不同量测参数以10为底的对数值为x轴，即{log10R0Ri|i＝1，2，…，k}，进行多项式拟合，根据离散采样点数，取7阶多项式为基函数，得到数值拟合结果为：fx＝p1x7+p2x6+p3x5+p4x4+p5x3+p6x2+p7x+p8式中，pii＝1，…，7为多项式系数，通过数值拟合结果获得，x为自变量；对上式求导，计算f′x＝0对应的实根，获取拟合函数对应的最小值点xmin，最终得到该海况等级最优量测参数进而获取最优测量噪声协方差矩阵Ropt；S3、在单一海况实际传递对准滤波过程中利用该海况等级最优量测参数R0Ropt对应的最优测量噪声协方差矩阵Ropt、初始测量噪声协方差矩阵R0与新息自适应估计测量噪声协方差矩阵进行时间序列上的多模融合转换，完成传递对准过程，具体包括：固定海况等级下，传递对准滤波前段，使用海浪姿态运动主导元素，即海浪姿态运动中分量占比最大的低频姿态信息遴选后的最优量测参数R0Ropt对应的测量噪声协方差矩阵Ropt进行卡尔曼滤波计算；传递对准滤波后段利用初始测量噪声协方差矩阵R0与新息序列自适应估计测量噪声协方差矩阵组成的联合测量噪声协方差矩阵进行滤波计算；联合测量噪声协方差矩阵融合计算公式为： 式中，w为融合转换系数；设计融合转换系数公式如下： 式中，tmid为融合转换中心时间参数；α为转换时间参数，确定融合转换过程时长。

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