[发明专利]一种基于无人船的地波雷达方向图测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于无人船的地波雷达方向图测量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

制定用于地波雷达方向图测量的多个正圆弧形运动轨迹；多个所述正圆弧形运动轨迹为以被测地波雷达的基站为圆心的多个半径不同的圆，任意两个正圆弧形运动轨迹的半径差均大于最小测试距离；

采用模糊PID控制方法控制搭载有方向图测试装置的无人船分别沿每个所述正圆弧形运动轨迹航行，并在航行过程中通过所述方向图测试装置测量被测天线的发射信号在每个所述正圆弧形运动轨迹上的不同位置的场强；所述被测天线为地波雷达的天线；

模糊PID控制方法控制过程中的实际位置和实际航向采用数据融合算法获取，所述数据融合算法为：

在所述无人船的启动阶段，分别获取GPS、DVL和罗盘采集的位置信息，组成第一位置信息集合，对所述第一位置信息集合中的三个位置信息进行数据融合，得到实际位置信息；

在所述无人船的正常航行阶段，分别获取GPS、惯性导航系统和DVL采集的位置信息，组成第二位置信息集合，对所述第二位置信息集合中的三个位置信息进行数据融合，得到实际位置信息；

进行数据融合的方式为：

确定三个位置信息中偏离另外两个位置信息最大的一个位置信息进行删除；确定偏离另外两个位置信息最大的一个位置信息的方式为，分别计算一个位置信息相对于另外两个位置的偏移距离的和，作为总偏移距离，选取最大的总偏移距离对应的一个所述位置信息，作为偏离另外两个位置信息最大的一个位置信息；

对剩余的两个位置信息进行取平均运算，得到所述实际位置信息；

根据所述被测天线的发射信号在每个所述正圆弧形运动轨迹上的不同位置的场强，绘制所述被测天线的方向图。

2.根据权利要求1所述的基于无人船的地波雷达方向图测量方法，其特征在于，所述采用模糊PID控制方法控制搭载有方向图测试装置的无人船分别沿每个所述正圆弧形运动轨迹航行，具体包括：

采用模糊PID控制方法控制所述无人船的航行速度；

采用模糊PID控制方法控制所述无人船的航向。

3.根据权利要求2所述的基于无人船的地波雷达方向图测量方法，其特征在于，所述采用模糊PID控制方法控制所述无人船的航行速度，具体包括：

采用数据融合算法获取无人船的实际位置；

基于所述正圆弧形运动轨迹确定无人船的给定位置；

根据所述给定位置和所述实际位置的位置差及所述位置差的变化率，采用第一模糊控制器，确定第一PID控制器的参数调整量，对第一PID控制器的参数进行调整，获得调整后的第一PID控制器；

根据所述给定位置和所述实际位置的位置差，采用调整后的第一PID控制器控制所述无人船的航行速度。

4.根据权利要求2所述的基于无人船的地波雷达方向图测量方法，其特征在于，所述采用模糊PID控制方法控制所述无人船的航向，具体包括：

采用数据融合算法获取无人船的实际航向；

基于所述正圆弧形运动轨迹确定无人船的给定航向；

根据所述给定航向和所述实际航向的航向差的变化率，采用第二模糊控制器，确定第二PID控制器的参数调整量，对第二PID控制器的参数进行调整，获得调整后的第二PID控制器；

根据所述给定航向和所述实际航向的航向差，采用调整后的第二PID控制器控制无人船的航向。