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申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：本申请公开了一种基于多重傅里叶线性组合器的舰船升沉测量方法，属于升沉测量领域，包括：通过捷联式惯性导航系统获取载体坐标系下的垂向加速度并对其进行N点快速傅里叶变换，得到海浪涌动的相关频域信息；构建垂速综合滤波器，对垂向加速度进行滤波并得到垂向速度；通过KF‑BMFLC拟合模型对垂向速度进行拟合，并通过KF‑BMFLC补偿模型对拟合后的垂向速度进行幅相补偿，得到目标垂向速度；构建升沉综合滤波器，对目标垂向速度进行滤波得到升沉位移；通过KF‑BMFLC拟合模型对升沉位移进行拟合，并通过KF‑BMFLC补偿模型对拟合后的升沉位移进行幅相补偿，得到目标升沉位移。适用于需要高精度的测量和控制场景。

主权项：1.一种基于多重傅里叶线性组合器的舰船升沉测量方法，其特征在于，包括：基于捷联惯导系统获取载体坐标系下的垂向加速度；对所述垂向加速度进行N点快速傅里叶变换，得到海浪涌动的相关频域信息；根据所述相关频域信息构建垂速综合滤波器，通过所述垂速综合滤波器对所述垂向加速度进行滤波并得到垂向速度；通过KF-BMFLC拟合模型对所述垂向速度进行拟合，并通过KF-BMFLC补偿模型对拟合后的所述垂向速度进行幅相补偿，得到目标垂向速度；根据所述相关频域信息构建升沉综合滤波器，通过所述升沉综合滤波器对所述目标垂向速度进行滤波得到升沉位移；通过所述KF-BMFLC拟合模型对所述升沉位移进行拟合，并通过所述KF-BMFLC补偿模型对拟合后的所述升沉位移进行幅相补偿，得到目标升沉位移；所述通过所述垂速综合滤波器对所述垂向加速度进行滤波并得到垂向速度包括：令垂向加速度az通过所述垂速综合滤波器，以对所述垂向加速度az进行一次积分及高通滤波，滤除由低频信号引起的垂速误差，并输出存在幅相误差的垂向速度vz；所述通过KF-BMFLC拟合模型对所述垂向速度进行拟合包括：根据所述相关频域信息确定基频带，将所述基频带进行M份等分，得到若干频点fr；将所述若干频点fr作为基频，用正余弦函数对所述垂向速度vz进行线性拟合；所述通过KF-BMFLC拟合模型对所述垂向速度进行拟合还包括：将权值Wk作为状态量并使用卡尔曼滤波求解最优权值，以提升拟合精度，其中，所述使用卡尔曼滤波求解最优权值包括：通过以下公式进行权值迭代更新： Wk|k-1＝λWk-1|k-1Pk|k-1＝λ2Pk-1|k-1 Wk|k＝Wk|k-1+KkekPk|k＝I-KkXkPk|k-1+Q式中，k为时间序列，Xk＝[X1kX2kLXrk]Τ为KF-BMFLC在自适应频段中各个频点的基础拟合量，其中r＝1,2L2M，M为自适应频段内的频点个数，fr为拟合基频，T为系统采样周期，vk为垂向速度vz在k时刻的元素，v″k为对原始信号vk采用KF-BMFLC拟合得到的结果，Wk＝[W1kW2kLW2Mk]Τ是Wk中的一个元素，即BMFLC权重，Wk-1|k-1为k-1时刻的状态量，Wk|k-1为状态量k-1时刻对k时刻的一步预测，Wk|k为k时刻的状态量，λ为遗忘因子，uk为状态噪声，υk为量测噪声，Kk为卡尔曼增益，Q为状态噪声的协方差矩阵，R为量测噪声的协方差矩阵，Pk-1|k-1为k-1时刻的后验估计误差协方差矩阵，Pk|k-1为k-1时刻到k时刻的估计误差协方差矩阵，Pk|k为k时刻估计误差的协方差矩阵；ek为KF量测量与估计量的偏差，I为单位矩阵。

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百度查询： 哈尔滨工程大学 一种基于多重傅里叶线性组合器的舰船升沉测量方法