[发明专利]舰载分布式局部基准状态检测与姿态信息重构方法

权利要求书

1.一种舰载分布式局部基准状态检测与姿态信息重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)构建分布式姿态基准网络，启动姿态基准设备，各姿态基准设备通过网络通信系统向信息处理计算机发送姿态测量结果；

2)根据船舶力学中的二维水弹性理论建立全舰姿态预测模型，利用所述全舰姿态预测模型和所述姿态基准设备的姿态测量结果，实时估计全舰姿态预测模型参数；利用所述姿态基准设备的姿态测量结果，对待监测局部基准的姿态进行预测；全舰姿态预测模型表达式为：

Θ_j(x_k,t)＝a_1jΘ_j(x₁,t)+a_2jΘ_j(x₂,t)+…+a_mjΘ_j(x_m,t)；其中，

E_j＝[θ_1j(x_k) θ_2j(x_k) … θ_lj(x_k)]^T,1≤k≤m，

θ_rj(x)为角振动模态，r表示模态的阶数，r＝1表示刚体的角振动模态，r＝2,...,l表示挠曲变形的角振动模态；Θ_j(x_i,t),i＝1,2,…,m表示第i个姿态基准系统的姿态测量结果，下标j＝x,y,z分别表示横摇角、纵摇角和航向角，m为姿态基准系统的数量；

3)如果待监测局部基准系统无姿态信息输出，或者姿态测量值与第2)步预测得到的姿态值之差超过设定的阈值，则判定为局部基准状态异常；

4)根据第3)步的局部基准状态检测结果，如果局部基准出现状态异常，将第2)步得到的姿态预测结果发送至出现故障的局部基准战位点，实现姿态信息重构。

2.根据权利要求1所述的舰载分布式局部基准状态检测与姿态信息重构方法，其特征在于，步骤1)中，所述分布式姿态基准网络包括依次双向连接的姿态基准系统、网络交换机和信息处理计算机。

3.根据权利要求2所述的舰载分布式局部基准状态检测与姿态信息重构方法，其特征在于，步骤1)中，姿态测量结果表示为：

Θ_j(x₁,t),Θ_j(x₂,t),...,Θ_j(x_m,t)；

其中，Θ_j(x_i,t),i＝1,2,…,m表示第i个姿态基准系统的姿态测量结果，下标j＝x,y,z分别表示横摇角、纵摇角和航向角，m为姿态基准系统的数量。

4.根据权利要求1所述的舰载分布式局部基准状态检测与姿态信息重构方法，其特征在于，利用分布式姿态基准的姿态输出，对其中一套姿态基准的状态进行监测，并假设待监测的局部基准为AMS_m；在t₀～t₁时段，假设所有的姿态基准均正常工作，利用t₀～t₁时段AMS_i,i＝1,2,…,m-1的姿态输出Θ_j(x_i,t),i＝1,2,…,m-1和AMS_m的姿态输出Θ_j(x_m,t)构建参数估计矩阵；全舰姿态预测模型参数预测公式为：

其中，

Z_j＝[Θ_j(x_m,t₀) Θ_j(x_m,t₀+h) … Θ_j(x_m,t₁)]^T

h为采样时间间隔；t₀、t₁为两个时刻。