【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据分析，尤其涉及一种高频gnss数据求取船体动态姿态的系统。
技术介绍
1、船体姿态在船体在航行时自身的运动状态，用于反映船体的倾斜角度和摇摆状态等，船体姿态在航行安全、运输效率和船舶智能化发展方面起着重要作用。
2、在现有技术中，通常通过倾角传感器来获取船体的相关信息，如倾角仪、水平仪等，通过将相关信息进行处理得到船体的姿态信息，但倾角传感器的缺点比较明显，如动态响应慢，在船体姿态快速变化时，无法及时捕捉到角度的变化，从而产生滞后误差，同时在具有冲击干扰的情况下，倾角仪的测量数据容易出现波动或者误差，精度较差，不能对船体的姿态做出及时有效的答复。
技术实现思路
1、本专利技术的目的解决
技术介绍
中的问题，而提出的一种高频gnss数据求取船体动态姿态的系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种高频gnss数据求取船体动态姿态的系统，包括。
3、作为本专利技术的进一步方案，三个靶点，分别设置在船体的三个不同位置上，用于分别采集三个靶点初始位置信息的全站仪，根据三个位置信息建立初始数据，将初始数据上传至数据预处理模块；三个靶点的所处高度为同一水平高度；
4、数据预处理模块，用于对初始数据进行预处理，得到标准向量集，对标准向量集进行分析，确定目标数据集；
5、数据预计算模块，用于根据目标数据集获取理论旋转角并根据现有设备获取测量旋转角，根据测量旋转角和理论旋转角计算目标向量的实际误差值，理论旋
6、数据整合模块，将理论旋转角与对应的实际误差值分别作为第一子项和第二子项，将第一子项和第二子项进行组合得到分析数组；
7、数据分析模块，将若干分析数组进行拆分排列，得到参考序列和特征序列，对参考序列和特征序列进行数据分析，得到理论旋转角与实际误差值的相关类型，根据相关类型建立误差核算模型，根据误差核算模型对船体的倾角进行计算。
8、作为本专利技术的进一步方案，对初始数据预处理的方法为：
9、通过向量计算的方法分别计算三个靶点坐标形成的三个靶点向量，将三个靶点向量进行组合得到标准向量集；
10、根据向量模公式计算靶点向量的模长，得到向量模长，将向量模长进行比较，获取最大向量模长并将其对应的靶点向量标记为非目标向量，将非目标向量在标准向量集中剔除；
11、将目标向量对应的向量模长标记为目标模长l，获取目标向量中对应的两个坐标并将其标记为目标坐标，通过将两个目标坐标的高度值进行差值计算得到两个目标坐标的高度差值，将高度差值标记为目标高度h，根据目标模长l和目标高度h构建目标数据集{l，h}。
12、作为本专利技术的进一步方案，计算实际误差值的方法为：
13、通过训练公式swθ＝cθ-jθ计算得到目标向量的实际误差值swθ；cθ为标准旋转角，jθ为理论旋转角，通过反正弦函数jθ＝arcsin(h/l)计算得到；
14、设置若干船体的不同姿态，即不同测量旋转角，重复上述计算实际误差值的方法，得到若干分析数组。
15、作为本专利技术的进一步方案，构建误差核算模型的方法为：
16、将若干分析数组进行编号，并将分析数组编号赋予分析数组中的第一子项和第二子项，将分析数组中的第一子项和第二子项进行拆分，根据第一子项由小至大进行排序得到参考序列；
17、获取参考序列中第一子项的编号并将其作为参考编号，获取参考编号排序，根据参考编号排序对第二子项进行排序，得到特征序列，判断第一子项与第二子项的相关类型。
18、作为本专利技术的进一步方案，将特征序列的第一位序列元素设置为起始元素，将特征序列的第二位序列元素作为目标元素，比较目标元素与起始元素的大小关系，再将第二位序列元素更新为起始元素，将第三位序列元素更新为目标元素，比较目标元素与起始元素的大小关系，依次对特征序列完成遍历，根据起始元素与目标元素大小关系建立比较模型；
19、比较模型的表达式为：bx(i，i+1)为起始元素与目标元素的比较分析值，(i，i+1)表示起始元素与目标元素的比较关系，i为特征序列的元素编号，i为正整数，i∈[1，n-1]，n为特征序列元素总数。
20、作为本专利技术的进一步方案，对比较分析值bx(i，i+1)进行监测，若分析值bx(i，i+1)相同，则持续遍历；若bx(i，i+1)发生改变，则对当下比较分析值bx(i，i+1)对应的元素编号为i+1的序列元素标记为异常元素，直至将特征序列遍历完成，得到遍历结果；
21、通过判断公式计算得到监测分析值jx，对监测分析值jx进行数据分析；若监测分析值jx不小于正相关阈值zy获取监测分析值jx不大于负相关阈值fy，则生成决策指令；若监测分析指jx∈(fy，zy)，则判断第一子项和第二子项无关联。
22、7.根据权利要求6所述的一种高频gnss数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：根据决策指令将与异常元素相邻的两个序列元素均标记为决策元素，根据决策元素的元素编号i将决策元素由小至大进行排列得到决策序列，判断决策序列中的序列元素是否为线性变化，若为线性变化，则判断第一子项和第二子项的相关类型为线性相关；否则，则判断第一子项和第二子项无关联。
23、作为本专利技术的进一步方案，相关系数的计算方法为：
24、通过同比参数公式计算得到参考序列中两个相邻元素与特征序列中两个相邻元素之间的同比参数其中，ckh和tzj分别表示参考序列的序列元素和特征序列的序列元素，h和j分别为参考序列的序列元素编号和特征序列的序列元素编号，m＝j，m∈[1，n-1]；
25、通过同比系数公式计算得到；第一子项和第二子项的同比系数tx；
26、将同比参数和同比系数tx进行差值计算得到参考值，获取最小参考值并将其对应的同比参数标记为目标同比参数，将目标同比参数对应的参考序列中两个相邻元素与特征序列中两个相邻元素分别标记为第一关键元素和第二关键元素，将两个第一关键元素进行均值计算并将结果作为第一标准参考子项，将两个第二关键元素进行均值计算并将结果作为第二标准参考子项；
27、通过等比公式计算得到标准误差值bθ；fc为第一标准参考子项，sc为第二标准参考子项。
28、作为本专利技术的进一步方案，若相关类型为无关联，则通过测试获取同一第一子项的多个第二子项，并将多个第二子项进行均值计算得到平均第二子项，对第一子项和平均第二子项进行记录；其中，每得到一次同一第一子项的对应的第二子项，都对平均第二子项进行更新；将平均第二子项标记为特征误差值tθe，e为第一子项的编号，e为正整数，e∈[1，n-1]；
29、根据第一子项和特征误差值tθe建立映射函数f(e)，根据映射函数f(e)获取第一子项的特征误差值tθe；
30、误差核算模型的表达式为：
31、lwθ为理论误差值；
32、通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高频GNSS数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：包括三个靶点，分别设置在船体的三个不同位置上，用于分别采集三个靶点初始位置信息的全站仪，根据三个位置信息建立初始数据，将初始数据上传至数据预处理模块；三个靶点的所处高度为同一水平高度；
2.根据权利要求1所述的一种高频GNSS数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：对初始数据预处理的方法为：
3.根据权利要求2所述的一种高频GNSS数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：计算实际误差值的方法为：
4.根据权利要求3所述的一种高频GNSS数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：构建误差核算模型的方法为：
5.根据权利要求4所述的一种高频GNSS数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：将特征序列的第一位序列元素设置为起始元素，将特征序列的第二位序列元素作为目标元素，比较目标元素与起始元素的大小关系，再将第二位序列元素更新为起始元素，将第三位序列元素更新为目标元素，比较目标元素与起始元素的大小关系，依次对特征序列完成遍历，根据起始元素与目标元素大小关系建立比较模型；
7.根据权利要求6所述的一种高频GNSS数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：根据决策指令将与异常元素相邻的两个序列元素均标记为决策元素，根据决策元素的元素编号i将决策元素由小至大进行排列得到决策序列，判断决策序列中的序列元素是否为线性变化，若为线性变化，则判断第一子项和第二子项的相关类型为线性相关；否则，则判断第一子项和第二子项无关联。
8.根据权利要求7所述的一种高频GNSS数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：相关系数的计算方法为：
9.根据权利要求8所述的一种高频GNSS数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：若相关类型为无关联，则通过测试获取同一第一子项的多个第二子项，并将多个第二子项进行均值计算得到平均第二子项，对第一子项和平均第二子项进行记录；其中，每得到一次同一第一子项的对应的第二子项，都对平均第二子项进行更新；将平均第二子项标记为特征误差值Tθe，e为第一子项的编号，e为正整数，e∈[1，N-1]；
...【技术特征摘要】
1.一种高频gnss数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：包括三个靶点，分别设置在船体的三个不同位置上，用于分别采集三个靶点初始位置信息的全站仪，根据三个位置信息建立初始数据，将初始数据上传至数据预处理模块；三个靶点的所处高度为同一水平高度；
2.根据权利要求1所述的一种高频gnss数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：对初始数据预处理的方法为：
3.根据权利要求2所述的一种高频gnss数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：计算实际误差值的方法为：
4.根据权利要求3所述的一种高频gnss数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：构建误差核算模型的方法为：
5.根据权利要求4所述的一种高频gnss数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：将特征序列的第一位序列元素设置为起始元素，将特征序列的第二位序列元素作为目标元素，比较目标元素与起始元素的大小关系，再将第二位序列元素更新为起始元素，将第三位序列元素更新为目标元素，比较目标元素与起始元素的大小关系，依次对特征序列完成遍历，根据起始元素与目标元素大小关系建立比较模型；
6.根据权利要求5所述的一种高频gnss数据求取船体动态姿态的系统，其特征在于：对比较分析值bx...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏显文，刘更，宋海广，高飞，朱光，
申请(专利权)人：中交第三航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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