[发明专利]一种基于轴频电场的船舶跟踪定位方法在审

专利信息
申请号: 201910140651.3 申请日: 2019-02-26
公开(公告)号: CN109683201A 公开(公告)日: 2019-04-26
发明(设计)人: 史建伟 申请(专利权)人: 江苏伏波海洋探测科技有限公司
主分类号: G01V3/08 分类号: G01V3/08;G01V3/38
代理公司: 常熟市常新专利商标事务所(普通合伙) 32113 代理人: 何艳;王晓霞
地址: 215500 江苏省苏*** 国省代码: 江苏;32
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 卡尔曼滤波 电场 船舶跟踪 电场包络 电场测量 电场信号 船舶轴 测量 船舶 定位技术领域 单位电流源 测量节点 船舶目标 定位问题 复杂设备 观测模型 目标跟踪 实时测量 速度估计 通用设备 位置定位 信号建模 有效地 跟踪 声纳 包络 雷达 组建
【说明书】:

一种基于轴频电场的船舶跟踪定位方法,属于目标跟踪定位技术领域。包括以下步骤:组建两个及以上的船舶轴频电场测量节点;利用测量节点实时测量船舶轴频电场信号;对测量得到的轴频电场信号求包络;利用单位电流源模型对轴频电场包络信号建模,并建立卡尔曼滤波的观测模型;利用卡尔曼滤波方法,根据测量得到的轴频电场包络信号对船舶的状态信息进行估计,实现对船舶的跟踪定位。优点:在几百米范围内位置定位精度可达米级,速度估计误差小于1m/s,所需设备为电场测量通用设备,不需要声纳、雷达等复杂设备,可以有效地解决船舶目标的跟踪定位问题。

技术领域

发明属于目标跟踪定位技术领域,具体涉及一种基于轴频电场的船舶跟踪定位方法。

背景技术

船舶轴频电场与船舶静态电场一样是船舶重要的水下电场信号,相比于船舶静态电场,轴频电场频率低、传播距离远,具有明显的线谱特征,且不易受环境干扰。轴频电场信号的包络可视为准静态电场信号,可以由单位电流源反演得到,其中包含有位置信息,可以用来实现对船舶目标的跟踪定位。目前,轴频电场多用于目标的被动探测,而在跟踪定位领域的应用鲜见报道。在声学环境复杂的区域,声学跟踪定位方法的性能将会因为环境干扰的影响而下降,而电信号所受影响相对较小。利用电信号跟踪定位在能见度较差情况下能实现船舶的准确跟踪,加上目前在各类港口、水中兵器、船舶本身,都有对一定区域内船舶目标跟踪定位的需求,所以利用船舶轴频电场对船舶目标进行跟踪定位可以作为船舶跟踪定位方法的一个有效的补充。

鉴于上述已有技术,本申请人作了有益的设计,下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务是要提供一种基于轴频电场的船舶跟踪定位方法,利用船舶轴频电场测量技术、包络信号提取技术,结合船舶电场建模方法和卡尔曼滤波估计,解决对船舶目标的跟踪定位需求。

本发明的任务是这样来完成的,一种基于轴频电场的船舶跟踪定位方法,包括以下步骤:

S1)组建两个及以上的船舶轴频电场测量节点;

S2)利用测量节点实时测量船舶轴频电场信号;

S3)对测量得到的轴频电场信号求包络;

S4)利用单位电流源模型对轴频电场包络信号建模,并建立卡尔曼滤波的观测模型;

S5)利用卡尔曼滤波方法,根据测量得到的轴频电场包络信号对船舶的状态信息进行估计,实现对船舶的跟踪定位。

在本发明的一个具体的实施例中,所述的步骤S1)中,测量节点间的间距根据定位距离的要求调整,定位距离越远间距越大,每个测量节点可采用测量一个方向电场分量、两个正交方向电场分量或三个正交方向电场分量的任何一种或多种组合的方式。

在本发明的另一个具体的实施例中,所述的步骤S2)中,测量船舶轴频电场信号的带宽选取为0.5~30Hz。

在本发明的又一个具体的实施例中,所述的步骤S3)中,对测量得到的轴频电场利用希尔伯特变换或其他可取得信号包络的方法求得轴频电场信号包络。

在本发明的再一个具体的实施例中,所述的步骤S3)中,为保证船舶跟踪的实时性应分段滑动求包络。

在本发明的还有一个具体的实施例中,所述的船舶轴频电场测量节点为两个,需对取得的包络信号根据船舶目标与两个测量节点的大致相对方向调整包络信号的正负号。

在本发明的进而一个具体的实施例中,所述的船舶轴频电场测量节点为三个及以上,直接使用信号包络。

在本发明的更而一个具体的实施例中,所述的步骤S4)中,利用单位电流源对轴频电场包络信号建模,采用点电荷和/或电偶极子。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于江苏伏波海洋探测科技有限公司,未经江苏伏波海洋探测科技有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201910140651.3/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top