[发明专利]基于锚链张力的定位方法及卫星定位失灵的检测方法

说明书

本发明提供了一种基于锚链张力的定位方法及卫星定位失灵的检测方法，该方法可以辅助现有船舶定位系统进行定位，可用于检测卫星定位失灵等故障，增强定位系统冗余度，提高操作安全性。对于已经安装响应锚链张力传感器的结构物，本方法不需要额外花费，仅通过软件升级便可实现响应功能。本发明的方法可以辅助现有船舶定位系统进行定位，可用于检测卫星定位失灵等故障，增强定位系统冗余度，提高操作安全性。对于已经安装响应锚链张力传感器的结构物，本方法不需要额外花费，仅通过软件升级便可实现响应功能。

技术领域

本发明涉及一种锚泊结构物的定位方法，特别涉及基于悬链线锚链张力的水面锚泊结构物的定位方法。

背景技术

全球定位系统(GPS)可以提供基于卫星的地表定位信息，然而其在某些极端情况下会出现失灵的情况，比如由于太阳耀斑引起的电离层突然骚扰。卫星定位系统失灵或者偏移对于海洋安全生产存在巨大隐患。对于锚泊辅助动力定位系统，当GPS等定位信息出现故障时，错误的定位信息会令结构物偏离预设值。从而可能会引起锚链及立管断裂，从而造成巨大的经济和环境损失。随着技术的进步，越来越多的水面船只及浮式生产设备配备了锚链张力传感器。该传感器可以提供实时的锚链拉力，从而进行锚链断裂及数据采集。

发明内容

本发明的目的是提出一种根据锚链张力来估算水面锚泊结构物位置的方法。该方法可以辅助现有船舶定位系统进行定位，可用于检测卫星定位失灵等故障，增强定位系统冗余度，提高操作安全性。对于已经安装响应锚链张力传感器的结构物，本方法不需要额外花费，仅通过软件升级便可实现响应功能。

本发明的技术方案：

基于锚链张力的定位方法及卫星定位失灵的检测方法，步骤如下：

(1)锚链5与浮式结构物2通过其上的转塔3连接，转塔3安装于浮式结构物2的导缆孔4内，定义锚链底部固定端6的位置为

(2)定义锚链5顶端的位置为p，该位置直接影响锚链5的拉力，通过连接在重力型悬链线锚链5上的张力传感器实时测量其拉力；所述的锚链5为重力型悬链线锚链；

(3)根据锚链5的张力正相关于锚链5顶端和锚链底部固定端6在海底的投影的直线距离，并且浮式结构物2的升沉运动在一段时间内引起的张力变化量平均值为0，因此，将任意时刻的锚链5张力转换为锚链底部固定端6距离导缆孔4在海底投影的距离Xi；锚链底部固定端6与转塔3中心在海底投影的直线距离为Xi+rt，其中，rt为转塔3的半径；

(4)选择至少三组锚的位置信息和锚到转塔中心的距离信息，实现浮式结构物2在海底的投影的定位；要求：每一采样周期寻找一点在位置p，使得该点距离所有的锚链距离与Xi+rt之差的平方和最小，即故可知水面平面定位，从而得到实时的基于锚链张力的定位信息。