一種船舶動力定位方法
2023-07-28 04:19:11 3
專利名稱：一種船舶動力定位方法
技術領域：
本發明涉及船舶定位技術，具體地說是用於船舶位置控制的方法。
背景技術：
某些軍民用特種船舶如海洋考察船、消防船、海上補給艦等，常常對船舶位置控制有特殊要求或要求定點控位，或要求循跡航行，或要求船舶與其它目標保持相對位置不變，或要求對水下目標進行自動跟蹤等等。而迄今為止，國內尚無法實現上述特殊船舶位置控制要求。隨著航海事業的發展，對船舶位置控制的特殊要求也越來越多，這就引起了有關方面的高度關注，填補國內船舶動力定位這一項空白，成了有關科研人員設法攻克的課題。
發明內容
針對現有技術存在的不足，解決船舶的特殊定位問題，本發明提供一種船舶動力定位方法，它能夠有效地滿足船舶特殊定位要求。
一種船舶動力定位方法，該方法的具體步驟如下1)選擇動力定位控制系統至所需模式；2)將執行機構的控制置於「動力定位控制」模式；執行機構包括主推力器、舵機、輔推力器，3)利用位置測量設備，測出船舶本身位置的變化；根據不同的定位要求和船舶航區，可選用一種或幾種位置測量設備，該位置測量設備可以是全球衛星定位系統、無線電定位系統、水聲定位系統、張繩系統或雷射定位系統，4)利用傳感器，測出船舶艏向、縱橫搖及風力風向；根據不同的定位要求，可選用一種或幾種傳感器，該傳感器可以是電羅徑、運動參考單元、垂直參考單元、雷射慣性導航系統、風速風向儀或都卜勒計程儀，5)利用動力定位控制系統，對各執行機構的推力和力矩進行分配；動力定位控制系統的硬體包括操縱臺、控制櫃、可攜式手操終端、不間斷電源、印表機，6)各執行機構根據控制系統發出的指令，產生要求的推力和力矩，以平衡作用於船舶的擾動力和擾動力矩，實現船舶動力定位；根據不同的定位要求，選用一種或幾種執行機構的輔推力器，輔推力器可以是側向推力器、全迴轉推力器或噴水推力器。
本發明的有益效果是採用本動力定位方法，可使船舶實現定點控位、自動艏向、自動循跡航行、自動跟蹤水下目標等功能。能廣泛應用於有特殊定位要求的軍民用特種船舶，如需承擔深海多波束探測、海底淺地層剖面探測、海底地質調查、海底石油探測、走航式聲學都卜勒相控陣測流(ADCP)等調查作業的海洋考察船、對定位要求較高的海上補給船等。
具體實施例方式
本發明以「大洋一號」遠洋科學考察船作為實施例。
一種船舶動力定位方法，該方法的具體步驟如下1)選擇動力定位控制系統至所需模式，如自動艏向模式、自動位置模式、自動航跡模式、自動導航模式、目標跟蹤模式等；2)將主推力器、舵機、尾側推裝置和全迴轉舵槳裝置的控制置於「動力定位控制」模式；3)利用位置測量設備，測出船舶本身位置的變化；a.選用FUGRO 3100型廣域差分全球衛星定位系統接收機，通過OMNISTAR衛星和INMARSAT衛星轉發的差分信號，實現船舶在全球範圍的差分定位，具有1-3米及亞米級的定位精度，b.選用POSIDONIA 6000型超短基線(含發射器和接收器)進行水下定位，該系統能在水深3000m的海中跟蹤水下遙控潛器ROV，最大工作深度達6000m，4)利用傳感器，測出船舶艏向、縱橫搖及風力風向；a.選用雷射慣性導航系統「PHINS」和「南極星OCTANS」測量單元，測量船舶艏向及縱橫搖信息，b.選用OMC160型風向風速儀測量風速和風向，風速精度達到±0.3m/s，測量門限值為1m/s，風向解析度為1°，精度達到±3°，5)利用動力定位控制系統，對各執行機構的推力和力矩進行分配；本船控制系統選用挪威KONGSBERG SIMRAD公司GreenDP11系統，本系統採集上述船舶位置、艏向、縱橫搖及風力風向等信息，根據動力定位控制要求，通過計算機對各執行機構發出所需推力和力矩的指令，本系統包括主控臺、控制櫃、輔控單元、控制轉換開關、印表機，主控臺上布置有操縱手柄、各種操縱按鈕，根據控制要求進行相應操作，6)各執行機構根據控制系統的發出指令，產生要求的推力和力矩，以平衡作用於船舶的擾動力和擾動力矩，實現船舶動力定位；a.選用HRP4001TT型尾側推裝置，其最大推力為65kN，b.選用HRP530-51型可伸縮全迴轉舵槳裝置，其最大推力為125kN。
動力定位方法已在「大洋一號」船上實施，在1kn海流、6級風海況下實現動力定位，目前具體要求為定點控位、水下遙控潛器ROV跟蹤、航跡保持，定點控位精度不低於40m。
權利要求
1.一種船舶動力定位方法，其特徵在於該方法的具體步驟如下1)選擇動力定位控制系統至所需模式；2)將執行機構的控制置於「動力定位控制」模式；執行機構包括主推力器、舵機、輔推力器，3)利用位置測量設備，測出船舶本身位置的變化；根據不同的定位要求和船舶航區，可選用一種或幾種位置測量設備，該位置測量設備可以是全球衛星定位系統、無線電定位系統、水聲定位系統、張繩系統或雷射定位系統，4)利用傳感器，測出船舶艏向、縱橫搖及風力風向；根據不同的定位要求，可選用一種或幾種傳感器，該傳感器可以是電羅徑、運動參考單元、垂直參考單元、雷射慣性導航系統、風速風向儀或都卜勒計程儀，5)利用動力定位控制系統，對各執行機構的推力和力矩進行分配；動力定位控制系統的硬體包括操縱臺、控制櫃、可攜式手操終端、不間斷電源、印表機，6)各執行機構根據控制系統發出的指令，產生要求的推力和力矩，以平衡作用於船舶的擾動力和擾動力矩，實現船舶動力定位；根據不同的定位要求，選用一種或幾種執行機構的輔推力器，輔推力器可以是側向推力器、全迴轉推力器或噴水推力器。
全文摘要
本發明涉及船舶定位技術，為解決船舶的特殊定位問題，本發明公開了一種船舶動力定位方法。該方法選擇動力控制系統至所需模式，將執行機構控制置於「動力定位控制」模式，利用測量設備採集船舶及環境信息，由動力定位控制系統發出指令，通過各執行機構實現船舶的動力定位。本發明方法，可使船舶實現定點控位、自動艏向、自動循跡航行、自動跟蹤水下目標等，能廣泛應用於有特殊定位要求的軍民特種船舶。
文檔編號B63H25/00GK101033003SQ20061002458
公開日2007年9月12日 申請日期2006年3月10日 優先權日2006年3月10日
發明者何崇德, 朱紅, 胡一峰, 錢仲海, 李為, 王健崗 申請人:中國船舶重工集團公司第701研究所