[01250304]复杂场景下的船舶相对组合导航

1、课题来源与背景

该课题来源于河南省教育厅自然科学项目（项目编号:15A413011）。本项目研究了智能交通领域中的车船高精度导航制导问题。我们对导航技术的不断研究，使车辆GPS导航定位系统精度逐渐提高，GPS/INS组合导航已经深入我们的交通行业。本文中我们的相对导航的创新在于利用AIS系统网络环境下各船舶之间可以互相通信，我们将参考船舶的数据作为目标船舶的相对观测值再和GPS/INS组合导航结果进行融合，得到更加可靠、更加精确的导航定位。项目涉及综合目标船只自身GPS、INS等导航设备的观测信息和相邻水域内其他船只的相对观测信息的相对组合导航系统中的核心问题，利用伪模型库、多源信息融合、随机过程分析等技术，给出了一类复杂场景下在最小均方误差意义下最优的实时融合跟踪方法。

2、研究目的与意义

本项目组依据伪模型库、多源信息融合、随机过程分析等技术，将利用伪测量模型库将各导航设备工作频率不一致导致的异步融合问题转化为伪同步融合问题，能够将延迟错序观测信息转化为当前时刻的伪观测信息。

然后利用提出的噪声估计方法处理不同观测信息之间潜在的相关性问题，进而借助序贯式融合框架给出了一类复杂场景下在最小均方误差意义下最优的实时融合跟踪方法。

本项目借助序贯式融合框架给出了一类复杂场景下在最小均方误差意义下最优的实时融合跟踪方法。为复杂场景下的船舶相对组合导航提供技术支撑。

创见与创新;

（1） 利用该软件的组合导航系统能够在INS/GPS组合导航的基础上，进一步使用各船舶AIS系统网络接收到的相对测量信息进行组合导航，增加导航信息来源，提高组合导航系统的稳健性。

（2） 能够利用伪量测技术，有效处理不同GPS、惯导等导航设备、获取相对观测信息的AIS设备工作频率不同、采用起始时刻不一致等问题造成的异步现象，进而提高组合导航系统的精度。

（3） 该软件具备一定的抗延迟能力，能够有效处理船舶导航过程中出现的观测信息延迟问题，技术先进，可靠性强。

5、社会经济效益，存在的问题。随着我国进出口贸易的快速发展，“两带一路”战略的整体推进，水运行业因自身运输成本低、承载量大等优势得到快速发展，我国沿海海域、内河河道组成的船舶交通网络系统所具有的环境、结构和运行复杂性使得各船舶的安全航行面临许多不确定因素安全航行是船舶交通的第一要务。安全航行的前提是可靠、高效的导航系统。本项目在GPS、捷联惯导的基础上，进一步融合船舶AIS设备网络接收到的其他船只向一定海域内相邻船只和定位设备发送的有关自身位置、航速、航向等航行状态，研究了相对组合导航系统中的核心问题，给出了复杂场景下的最优实时融合跟踪方法。

6、历年获奖情况。无。