專利名稱：一種船舶動(dòng)力定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶定位技術(shù)，具體地說(shuō)是用于船舶位置控制的方法。
背景技術(shù)：
某些軍民用特種船舶如海洋考察船、消防船、海上補(bǔ)給艦等，常常對(duì)船舶位置控制有特殊要求或要求定點(diǎn)控位，或要求循跡航行，或要求船舶與其它目標(biāo)保持相對(duì)位置不變，或要求對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤等等。而迄今為止，國(guó)內(nèi)尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)上述特殊船舶位置控制要求。隨著航海事業(yè)的發(fā)展，對(duì)船舶位置控制的特殊要求也越來(lái)越多，這就引起了有關(guān)方面的高度關(guān)注，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)船舶動(dòng)力定位這一項(xiàng)空白，成了有關(guān)科研人員設(shè)法攻克的課題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，解決船舶的特殊定位問題，本發(fā)明提供一種船舶動(dòng)力定位方法，它能夠有效地滿足船舶特殊定位要求。
一種船舶動(dòng)力定位方法，該方法的具體步驟如下1)選擇動(dòng)力定位控制系統(tǒng)至所需模式；2)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制置于“動(dòng)力定位控制”模式；執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括主推力器、舵機(jī)、輔推力器，3)利用位置測(cè)量設(shè)備，測(cè)出船舶本身位置的變化；根據(jù)不同的定位要求和船舶航區(qū)，可選用一種或幾種位置測(cè)量設(shè)備，該位置測(cè)量設(shè)備可以是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無(wú)線電定位系統(tǒng)、水聲定位系統(tǒng)、張繩系統(tǒng)或激光定位系統(tǒng)，4)利用傳感器，測(cè)出船舶艏向、縱橫搖及風(fēng)力風(fēng)向；根據(jù)不同的定位要求，可選用一種或幾種傳感器，該傳感器可以是電羅徑、運(yùn)動(dòng)參考單元、垂直參考單元、激光慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、風(fēng)速風(fēng)向儀或多普勒計(jì)程儀，5)利用動(dòng)力定位控制系統(tǒng)，對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推力和力矩進(jìn)行分配；動(dòng)力定位控制系統(tǒng)的硬件包括操縱臺(tái)、控制柜、便攜式手操終端、不間斷電源、打印機(jī)，6)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，產(chǎn)生要求的推力和力矩，以平衡作用于船舶的擾動(dòng)力和擾動(dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)船舶動(dòng)力定位；根據(jù)不同的定位要求，選用一種或幾種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輔推力器，輔推力器可以是側(cè)向推力器、全回轉(zhuǎn)推力器或噴水推力器。
本發(fā)明的有益效果是采用本動(dòng)力定位方法，可使船舶實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)控位、自動(dòng)艏向、自動(dòng)循跡航行、自動(dòng)跟蹤水下目標(biāo)等功能。能廣泛應(yīng)用于有特殊定位要求的軍民用特種船舶，如需承擔(dān)深海多波束探測(cè)、海底淺地層剖面探測(cè)、海底地質(zhì)調(diào)查、海底石油探測(cè)、走航式聲學(xué)多普勒相控陣測(cè)流(ADCP)等調(diào)查作業(yè)的海洋考察船、對(duì)定位要求較高的海上補(bǔ)給船等。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以“大洋一號(hào)”遠(yuǎn)洋科學(xué)考察船作為實(shí)施例。
一種船舶動(dòng)力定位方法，該方法的具體步驟如下1)選擇動(dòng)力定位控制系統(tǒng)至所需模式，如自動(dòng)艏向模式、自動(dòng)位置模式、自動(dòng)航跡模式、自動(dòng)導(dǎo)航模式、目標(biāo)跟蹤模式等；2)將主推力器、舵機(jī)、尾側(cè)推裝置和全回轉(zhuǎn)舵槳裝置的控制置于“動(dòng)力定位控制”模式；3)利用位置測(cè)量設(shè)備，測(cè)出船舶本身位置的變化；a.選用FUGRO 3100型廣域差分全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機(jī)，通過(guò)OMNISTAR衛(wèi)星和INMARSAT衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的差分信號(hào)，實(shí)現(xiàn)船舶在全球范圍的差分定位，具有1-3米及亞米級(jí)的定位精度，b.選用POSIDONIA 6000型超短基線(含發(fā)射器和接收器)進(jìn)行水下定位，該系統(tǒng)能在水深3000m的海中跟蹤水下遙控潛器ROV，最大工作深度達(dá)6000m，4)利用傳感器，測(cè)出船舶艏向、縱橫搖及風(fēng)力風(fēng)向；a.選用激光慣性導(dǎo)航系統(tǒng)“PHINS”和“南極星OCTANS”測(cè)量單元，測(cè)量船舶艏向及縱橫搖信息，b.選用OMC160型風(fēng)向風(fēng)速儀測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向，風(fēng)速精度達(dá)到±0.3m/s，測(cè)量門限值為1m/s，風(fēng)向分辨率為1°，精度達(dá)到±3°，5)利用動(dòng)力定位控制系統(tǒng)，對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推力和力矩進(jìn)行分配；本船控制系統(tǒng)選用挪威KONGSBERG SIMRAD公司GreenDP11系統(tǒng)，本系統(tǒng)采集上述船舶位置、艏向、縱橫搖及風(fēng)力風(fēng)向等信息，根據(jù)動(dòng)力定位控制要求，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出所需推力和力矩的指令，本系統(tǒng)包括主控臺(tái)、控制柜、輔控單元、控制轉(zhuǎn)換開關(guān)、打印機(jī)，主控臺(tái)上布置有操縱手柄、各種操縱按鈕，根據(jù)控制要求進(jìn)行相應(yīng)操作，6)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制系統(tǒng)的發(fā)出指令，產(chǎn)生要求的推力和力矩，以平衡作用于船舶的擾動(dòng)力和擾動(dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)船舶動(dòng)力定位；a.選用HRP4001TT型尾側(cè)推裝置，其最大推力為65kN，b.選用HRP530-51型可伸縮全回轉(zhuǎn)舵槳裝置，其最大推力為125kN。
動(dòng)力定位方法已在“大洋一號(hào)”船上實(shí)施，在1kn海流、6級(jí)風(fēng)海況下實(shí)現(xiàn)動(dòng)力定位，目前具體要求為定點(diǎn)控位、水下遙控潛器ROV跟蹤、航跡保持，定點(diǎn)控位精度不低于40m。
權(quán)利要求
1.一種船舶動(dòng)力定位方法，其特征在于該方法的具體步驟如下1)選擇動(dòng)力定位控制系統(tǒng)至所需模式；2)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制置于“動(dòng)力定位控制”模式；執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括主推力器、舵機(jī)、輔推力器，3)利用位置測(cè)量設(shè)備，測(cè)出船舶本身位置的變化；根據(jù)不同的定位要求和船舶航區(qū)，可選用一種或幾種位置測(cè)量設(shè)備，該位置測(cè)量設(shè)備可以是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無(wú)線電定位系統(tǒng)、水聲定位系統(tǒng)、張繩系統(tǒng)或激光定位系統(tǒng)，4)利用傳感器，測(cè)出船舶艏向、縱橫搖及風(fēng)力風(fēng)向；根據(jù)不同的定位要求，可選用一種或幾種傳感器，該傳感器可以是電羅徑、運(yùn)動(dòng)參考單元、垂直參考單元、激光慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、風(fēng)速風(fēng)向儀或多普勒計(jì)程儀，5)利用動(dòng)力定位控制系統(tǒng)，對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推力和力矩進(jìn)行分配；動(dòng)力定位控制系統(tǒng)的硬件包括操縱臺(tái)、控制柜、便攜式手操終端、不間斷電源、打印機(jī)，6)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，產(chǎn)生要求的推力和力矩，以平衡作用于船舶的擾動(dòng)力和擾動(dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)船舶動(dòng)力定位；根據(jù)不同的定位要求，選用一種或幾種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輔推力器，輔推力器可以是側(cè)向推力器、全回轉(zhuǎn)推力器或噴水推力器。
全文摘要
本發(fā)明涉及船舶定位技術(shù)，為解決船舶的特殊定位問題，本發(fā)明公開了一種船舶動(dòng)力定位方法。該方法選擇動(dòng)力控制系統(tǒng)至所需模式，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制置于“動(dòng)力定位控制”模式，利用測(cè)量設(shè)備采集船舶及環(huán)境信息，由動(dòng)力定位控制系統(tǒng)發(fā)出指令，通過(guò)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)船舶的動(dòng)力定位。本發(fā)明方法，可使船舶實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)控位、自動(dòng)艏向、自動(dòng)循跡航行、自動(dòng)跟蹤水下目標(biāo)等，能廣泛應(yīng)用于有特殊定位要求的軍民特種船舶。
文檔編號(hào)B63H25/00GK101033003SQ20061002458
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者何崇德, 朱紅, 胡一峰, 錢仲海, 李為, 王健崗 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第701研究所