适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法、设备及介质与流程

本发明涉及计程仪标定，更具体的说是涉及一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法、设备及介质。

背景技术：

1、船舶计程仪是一种测量船舶航速和累计航程的导航仪器。计程仪按其测量参考坐标系的不同，可分为相对计程仪和绝对计程仪两类，其中相对计程仪只能测量船舶相对水的速度并累计航程。计程仪在使用前都需要经过标定，以使其测量的速度更为准确，且在使用一段时间后还要再次进行标定。

2、通常对计程仪的标定都是依照gjb 6850.128-2009《水面舰艇系泊和航行试验规程第128部分计程仪试验》的规定，采用“顺-逆-顺”来回跑三趟的标定方法，该方法是目前国际上认可的标定方式，但其也存在着标校试验过程过于复杂、耗时过长等不足。

3、针对该问题，本发明提出一种快速标定方法，可简化标定流程，减少标定趟次，缩短标校时长，提高计程仪使用经济效益。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法、设备及介质，该方法操作简单、航行趟次少、标定时间短、对水流流速变化要求低。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法，包括：

4、步骤1：船航行稳定时判断水流是否为匀速流或者匀变速流，若满足执行下一步，否则需重新寻找试验区域直到满足试验要求；

5、步骤2：获取船沿某一航向航行第一时间段内的实时对水速度、实时对地速度、瞬时航迹向和瞬时航向角，得到第一时间段内的等效平均对水速度、等效对地速度、等效航迹向和等效航向角；

6、步骤3：获取船沿另一航向航行第二时间段内的实时对水速度、实时对地速度、瞬时航迹向和瞬时航向角，得到第二时间段内的等效平均对水速度、等效对地速度、等效航迹向和等效航向角；

7、步骤4：基于第一时间段内的等效平均对水速度、等效对地速度、等效航迹向和等效航向角、第二时间段内的等效平均对水速度、等效对地速度、等效航迹向和等效航向角、第一时间段结束时刻的水流流速和第二时间段结束时刻的水流流速计算对水真速度；

8、步骤5：基于对水真速度计算修正系数，完成该航速点的标定。

9、优选地，步骤1具体判断过程为：

10、若船航行稳定时实时对地速度和实时对水速度之间的差值为一个固定值，则说明是匀速流；

11、若船航行稳定时实时对地速度和实时对水速度之间的差值呈现递增或者递减的变化趋势，则说明是匀变速流。

12、优选地，第一时间段内的等效平均对水速度、等效对地速度、等效航迹向和等效航向角计算公式为：

13、

14、其中，t2-t1为第一时间段，vj1为(t2-t1)时间段内等效平均对水速度，vd1为(t2-t1)时间段内等效对地速度，β1为(t2-t1)时间段内等效航迹向，α1为(t2-t1)时间段内等效航向角，vj1i为(t2-t1)时间段内某一时刻下实时对水速度，vd1i、α1i和β1i分别为(t2-t1)时间段内某一时刻下的实时对地速度、瞬时航向角以及瞬时航迹向，n表示(t2-t1)时间段内采集的瞬时变量的总次数。

15、优选地，第二时间段内的等效平均对水速度、等效对地速度、等效航迹向和等效航向角计算公式为：

16、

17、其中，t4-t3为第一时间段，vj2为(t4-t3)时间段内等效平均对水速度，vd2为(t4-t3)时间段内等效对地速度，β2为(t4-t3)时间段内等效航迹向，α2为(t4-t3)时间段内等效航向角，vj2j为(t4-t3)时间段内某一时刻下实时对水速度，vd2j、α2j和β2j分别为(t4-t3)时时间段内某一时刻下的实时对地速度、瞬时航向角以及瞬时航迹向，m表示(t4-t3)时时间段内采集的瞬时变量的总次数。

18、优选地，第一时间段结束时刻的水流流速vl1计算公式为：

19、vl1＝vl0+δvl·(t2-t1)

20、其中，vl0为第一时间段开始时刻的水流流速，δvl为水流加速度，

21、第二时间段结束时刻的水流流速vl2计算公式为：

22、vl2＝vl0+δvl·(t4-t3)。

23、其中，vl2为第二时间段开始时的流速。

24、优选地，对水真速度计算公式为：

25、

26、其中，vz1为对水真速度。

27、优选地，修正系数计算公式为：

28、kz1＝vz1/v′j

29、

30、其中，kz1为修正系数，v′j1和v′j2分别是第一时间段内和第二时间段内计程仪显示的平均对水速度。

31、第二方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：

32、存储器，用于存储计算机程序；

33、处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法的步骤。

34、第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法的步骤。

35、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法、设备及介质，采用变航向直航两个趟次的方式，即可完成一个航速点的标定过程，该方法简化了标定流程，减少标定趟次，缩短标校时长，提高了计程仪使用经济效益；该方法在水流流速为匀速以及匀变速的情况下均可进行计程仪标定试验，提高了计程仪使用的环境适应性。

技术特征：

1.一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法，其特征在于，步骤1具体判断过程为：

3.根据权利要求1所述一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法，其特征在于，第一时间段内的等效平均对水速度、等效对地速度、等效航迹向和等效航向角计算公式为：

4.根据权利要求3所述一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法，其特征在于，第二时间段内的等效平均对水速度、等效对地速度、等效航迹向和等效航向角计算公式为：

5.根据权利要求4所述一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法，其特征在于，第一时间段结束时刻的水流流速vl1计算公式为：

6.根据权利要求5所述一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法，其特征在于，对水真速度计算公式为：

7.根据权利要求6所述一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法，其特征在于，修正系数计算公式为：

8.一种计算机设备，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种适用于匀变速流或匀速流的计程仪标定方法、设备及介质，方法包括：船航行稳定时判断水流是否为匀速流或者流速大小均匀变化流，若满足执行下一步，否则需重新寻找试验区域直到满足试验要求；获取船沿某一航向航行第一时间段内的的等效平均对水速度、等效对地速度、等效航迹向和等效航向角；获取船沿另一航向航行第二时间段内的等效平均对水速度、等效对地速度、等效航迹向和等效航向角；基于第一时间段结束时刻的水流流速和第二时间段结束时刻的水流流速计算对水真速度计算对水真速度；基于对水真速度计算修正系数，完成该航速点的标定。该方法操作简单、航行趟次少、标定时间短、对水流流速变化要求低。

技术研发人员：罗鑫,谢华伟,徐利刚,芮成江,曹虎,李冰,夏弘禹,高华
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七零七研究所九江分部
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15