專利名稱：一種船體變形測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船體變形測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)，精度可以達(dá)到角秒級(jí)，適合對(duì)多種類型船體進(jìn)行變形測(cè)量的裝置。
背景技術(shù)：
船舶不是一個(gè)絕對(duì)剛體，在受到外部環(huán)境應(yīng)力的綜合作用下會(huì)發(fā)生不同程度的變形，船體變形對(duì)船舶的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能產(chǎn)生不良影響，因此進(jìn)行船體變形測(cè)量有著重要意義。早在20世紀(jì)60年代，美國(guó)就已經(jīng)開始采用偏振光能量測(cè)量法進(jìn)行船體變形測(cè)量，自此以后，應(yīng)用光學(xué)方法進(jìn)行船體變形測(cè)量成為了該領(lǐng)域的研究方向，相繼出現(xiàn)了多種光學(xué)測(cè)量方法，包括雙頻偏振光法、光柵法、大鋼管基準(zhǔn)法。后來(lái)又出現(xiàn)了液體壓力測(cè)量法、攝影測(cè)量法、應(yīng)變傳感器測(cè)量法等。近年來(lái)隨著慣性技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)的慣性測(cè)量裝置也漸漸成熟，為船體變形測(cè)量領(lǐng)域帶來(lái)了新的測(cè)量方法和測(cè)量裝置。本發(fā)明就是基于慣性匹配法測(cè)量船體變形而提出的一種基于光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)的船體變形測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)較以往測(cè)量系統(tǒng)有諸多優(yōu)點(diǎn)，光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)適用于靜態(tài)船體變形測(cè)量，例如受長(zhǎng)期光照及溫度變化的影響而導(dǎo)致的長(zhǎng)期靜態(tài)船體變形，但此種測(cè)量系統(tǒng)不適合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的船體變形測(cè)量，而本發(fā)明既適合靜態(tài)下的船體變形測(cè)量，也適合航行中的船體變形測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為 了提供一種解決運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的船體在惡劣因素的影響下，實(shí)時(shí)快速進(jìn)行船體變形測(cè)量的船體變形測(cè)量系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明由光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、GPS接收機(jī)以及溫度測(cè)量裝置組成，光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)、GPS接收機(jī)、溫度測(cè)量裝置分別與計(jì)算機(jī)相連；光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)和溫度測(cè)量裝置安裝在船體上。光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)測(cè)量船體變形角。GPS接收機(jī)為光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)提供同步時(shí)鐘。溫度測(cè)量裝置采集光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)所在位置的溫度信息。本發(fā)明的有益效果在于:以往的船體變形測(cè)量裝置多采用光學(xué)裝置進(jìn)行測(cè)量，雖然測(cè)量精度較高，但適用范圍窄，在船體處于靜態(tài)的情況下，測(cè)量效果很好，而在動(dòng)態(tài)情況下，測(cè)量效果明顯下降。而應(yīng)用光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)既適合在靜態(tài)下測(cè)量船體變形，也適合在動(dòng)態(tài)下測(cè)量船體變形。以往的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣，而基于光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)的船體變形測(cè)量裝置，組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)各部分自成一體，操作方便，并由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)船體變形量。船體的局部變形不明顯，而整個(gè)船體的不同位置之間的相對(duì)變形比較明顯，對(duì)于大型船體，需要同時(shí)測(cè)量多處不同位置的船體變形量，該裝置應(yīng)用GPS接收機(jī)使安裝在不同位置的光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)同步測(cè)量所在位置的角速率和姿態(tài)信息。船體變形與溫度有關(guān)，該裝置應(yīng)用溫度測(cè)量裝置采集光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)所在位置的溫度，并將溫度信息同該時(shí)刻測(cè)量的船體變形量一同存儲(chǔ)。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)各部分組成示意圖。圖2為本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。示意圖中各部分標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1 一溫度測(cè)量裝置，2—計(jì)算機(jī)，3—光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)，4一GPS天線及接收機(jī)實(shí)施例:采用附圖2所示的基于光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)的船體變形測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行船體變形測(cè)量。該系統(tǒng)具體組成包括光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、GPS天線及接收機(jī)和溫度測(cè)量裝置，其中光纖陀螺采用哈爾濱工程大學(xué)海洋運(yùn)載器導(dǎo)航設(shè)備研究所自主研發(fā)的光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)采用中北恒馭公司生產(chǎn)的ForCe9軍用便攜式計(jì)算機(jī)，GPS天線及接收機(jī)采用北京北斗星通導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司代理的NovAtel的ProPak-V3GPS接收機(jī)，溫度測(cè)量裝置主要由深圳宏晶科技有限公司生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期的STC單片機(jī)和DS18B20溫度傳感器芯片組成。

具體操作如下所述:船體變形測(cè)量可分為兩點(diǎn)測(cè)量和多點(diǎn)測(cè)量，則在應(yīng)用上述系統(tǒng)進(jìn)行船體變形測(cè)量時(shí),可相應(yīng)的選擇使用兩套系統(tǒng)和多套系統(tǒng)。當(dāng)測(cè)量船體兩不同位置之間的相對(duì)變形量時(shí)，可選用兩套上述系統(tǒng)，例如為了測(cè)量船艏和船尾之間的相對(duì)變形量，可將其中一套系統(tǒng)安裝在船艏，另一套安裝在船尾，為兩套系統(tǒng)提供電源，使系統(tǒng)開始運(yùn)行，兩套系統(tǒng)中的光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)需開機(jī)預(yù)熱半個(gè)小時(shí)，半個(gè)小時(shí)之后，光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)完成初始對(duì)準(zhǔn)，開始進(jìn)入測(cè)量模式，此時(shí)兩套系統(tǒng)根據(jù)GPS接收機(jī)提供的同步時(shí)鐘，開始同步測(cè)量各自位置的角速率和姿態(tài)信息，同時(shí)溫度測(cè)量裝置采集此刻的溫度信息。間隔一段時(shí)間之后，經(jīng)過計(jì)算機(jī)離線處理采集到的角速率及姿態(tài)信息，可以計(jì)算出在此期間該船體的船首和船尾之間產(chǎn)生的相對(duì)變形角。當(dāng)對(duì)船體進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量時(shí)，可相應(yīng)地選用多套上述系統(tǒng)，此時(shí)將多套上述系統(tǒng)分別安裝在船體的不同位置，經(jīng)過開機(jī)預(yù)熱，完成初始對(duì)準(zhǔn)，開始同步測(cè)量船體各個(gè)位置的角速率及姿態(tài)信息和溫度信息，間隔一段時(shí)間之后，用計(jì)算機(jī)離線處理采集到的不同位置的角速率及姿態(tài)信息，便可得到在此期間，整個(gè)船體的形變量是多少。以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做了詳細(xì)說(shuō)明，但這些說(shuō)明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動(dòng)都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種船體變形測(cè)量裝置，由光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、GPS接收機(jī)以及溫度測(cè)量裝置組成，其特征在于:光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)、GPS接收機(jī)、溫度測(cè)量裝置分別與計(jì)算機(jī)相連；光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)安裝在船體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船體變形測(cè)量裝置，其特征在于:所述的光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)測(cè)量船體變形角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種船體變形測(cè)量裝置，其特征在于:所述的GPS接收機(jī)為光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)提供同步時(shí)鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種船體變形測(cè)量裝置，其特征在于:所述的溫度測(cè)量裝置采集光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)所在位置的溫度信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船體變形測(cè)量裝置，其特征在于:所述的光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)與溫度測(cè)量 裝置安裝在所需測(cè)量形變的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及船體變形測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)，精度可以達(dá)到角秒級(jí)，適合對(duì)多種類型船體進(jìn)行變形測(cè)量的裝置。本發(fā)明由光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、GPS接收機(jī)以及溫度測(cè)量裝置組成，光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)、GPS接收機(jī)、溫度測(cè)量裝置分別與計(jì)算機(jī)相連；光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)和溫度測(cè)量裝置安裝在船體上。本發(fā)明應(yīng)用光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)能夠在動(dòng)態(tài)下測(cè)量船體變形。本裝置組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
文檔編號(hào)G01B21/32GK103245320SQ20131014133
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者徐博, 陳春, 高偉, 奔粵陽(yáng), 黃平, 吳磊, 李倩, 周廣濤, 于強(qiáng), 高洪濤 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)