船舶动力定位技术简述
基于机器学习的船舶动态定位技术研究
基于机器学习的船舶动态定位技术研究一、引言现代船舶行业对于船舶动态定位技术提出了更高的要求，因为随着海上航运的不断发展，航行条件的复杂化，船舶动态定位技术也需要不断更新，以保证海上安全航行。
机器学习作为一种先进的技术手段，在船舶动态定位技术中的应用也越来越受到船舶行业的重视。
二、船舶动态定位技术的定义船舶动态定位技术可以理解为在船舶行驶过程中通过定位技术来保证船舶的安全驾驶。
船舶动态定位技术可以金手指自动驾驶、航行路径规划、避碰规避以及船首方向控制等多种功能，对于保障海上航行安全、提高海上工作效率都有着重要的作用。
三、船舶动态定位技术的关键技术1.位置数据的获取——通过多线束声纳、GNSS等定位设备获取船舶所在位置和方向等数据。
2.数据处理算法——机器学习作为一种有效的数据处理算法，在船舶动态定位技术中有着广泛的应用。
3.控制系统的设计——基于机器学习的船舶动态定位技术需要设计出相应的控制系统，实现对船舶的精准控制。
四、基于机器学习的船舶动态定位技术的应用1.机器学习算法在船舶动态定位技术中的应用——机器学习技术可以根据多种数据来源，如传感器、GNSS等获取到的位置数据，通过聚合算法构建出动态定位模型，进而实现对船舶在海上的准确定位和方向控制。
2.基于卷积神经网络的自动驾驶技术——通过将卷积神经网络应用到船舶自动驾驶技术中，可以更精准地感知航道上的障碍物，进而实现自动化舵控，提高自动驾驶航行的安全和精准性。
3.船首方向控制技术的研究——基于机器学习的船首方向控制技术可以对船首方向进行自适应调整，提供更准确的控制信号，达到更优秀的控制性能。
五、未来发展方向和挑战机器学习技术在船舶动态定位技术中的应用是一个风口浪尖的领域，但同时也需要考虑到相关的挑战和发展方向。
未来，随着船舶自动化技术的发展和日益复杂的海上环境条件，将需要更加高效和精确的机器学习技术支持。
同时，在应用的过程中也需要注意技术的安全和可靠性，避免因技术问题而导致严重事故的发生。
基于动态面控制方法的船舶动力定位控制
基于动态面控制方法的船舶动力定位控制船舶动力定位控制是指通过控制船舶的动力系统，使其能够达到设定的位置和速度。
在实际应用中，船舶动力定位控制通常需要考虑到船舶受到的风浪、船舶本身重量和尺寸等因素，因此控制方案需要具备强大的稳定性和适应性。
基于动态面控制方法的船舶动力定位控制中，动态面控制方法是建立在控制系统模型上的一种控制方法。
该方法将控制系统模型分解成若干个子模型，并且针对每个子模型设计一个动态面控制器，最终通过这些子模型控制器的合作，实现对整个控制系统的稳定性控制。
基于动态面控制方法的船舶动力定位控制的控制器设计流程如下：第一步，建立船舶动力定位控制系统模型，包括船舶动力系统模型、定位控制系统模型以及船舶运动响应模型等，确定控制系统设计的控制目标和性能指标。
第二步，将整个控制系统模型分解成多个子模型，并且针对每个子模型设计一个动态面控制器。
在设计控制器的时候需要考虑到控制系统的非线性特性、摩擦力和惯性等因素。
第三步，对各个子模型控制器进行整合和协调，确保整个控制系统的设计满足所设定的控制目标和性能指标。
第四步，通过仿真实验，验证整个控制系统的可行性和有效性。
如果仿真效果符合预期，则可以进入实际试验阶段。
基于动态面控制方法的船舶动力定位控制能够有效提高船舶的定位精度和稳定性，同时还具备自适应性和鲁棒性等优势。
在实际应用中，该方法可以广泛应用于海洋工程、救援和军事等领域。
为了进行对基于动态面控制方法的船舶动力定位控制的实际效果分析，可以考虑以下相关数据：1. 定位误差数据：即在实验过程中，船舶到达目标位置时与目标位置的实际距离误差。
通过对该数据的分析，可以评估控制系统的定位精度。
2. 船舶速度数据：对于基于动态面控制方法的船舶动力定位控制，达到目标位置的速度也是非常关键的一个指标。
通过船舶速度数据的分析，可以评估控制系统的效率和速度控制能力。
3. 控制器输入信号数据：基于动态面控制方法的船舶动力定位控制中，需要不断对控制器进行输入信号的调整和控制。
基于动力定位系统的船舶海洋资源勘探技术研究
基于动力定位系统的船舶海洋资源勘探技术研究船舶海洋资源勘探是指利用船舶装备和技术进行海洋地质、海洋生物、海洋物理等领域的勘探活动，以寻找和开发海洋中的资源。
而基于动力定位系统的船舶海洋资源勘探技术则是指运用动力定位技术来提高勘探效率和准确性的一种方法。
本文将就基于动力定位系统的船舶海洋资源勘探技术进行研究，分析其原理、应用领域和发展前景。
首先，我们来了解一下动力定位系统的工作原理。
动力定位系统是一种利用船舶上的动力设备和先进的控制系统，通过控制船舶的推进力和舵角，使船舶能够在特定水域内准确停留在特定位置的技术。
动力定位系统主要依靠GPS（全球定位系统）、激光雷达、惯性导航系统等精确测量设备，通过传感器获取当前船舶的位置、速度和航向等信息，并将这些信息反馈给船舶的动力控制系统，以实现船舶的动力调整。
在船舶海洋资源勘探中，基于动力定位系统的技术被广泛应用。
一方面，动力定位系统可以提高船舶的资源勘探效率。
传统上，勘探船需要通过拖曳仪、水下摄像仪等设备进行勘探活动，但这种方式易受海流、风向等因素影响，勘探效果较为有限。
而采用动力定位系统后，船舶可以精确停留在勘探点位上，使勘探设备能够更准确地获取海洋资源的相关信息，提高勘探效果。
另一方面，动力定位系统可以降低船舶的勘探风险。
在深海环境下，海况复杂多变，传统的锚泊方式在面对恶劣天气条件时存在诸多安全隐患。
而动力定位系统可以实现对船舶的精确控制，使船舶能够有效应对恶劣环境，大幅降低船舶的意外风险。
此外，基于动力定位系统的船舶海洋资源勘探技术还具有广泛的应用领域。
首先，它在石油和天然气勘探中发挥着重要作用。
通过实时监测船舶位置和环境参数，动力定位系统可以更加准确地控制钻井船和海洋平台的位置，提高勘探效率，降低作业风险。
此外，它还可以应用于海底资源勘探，如深海矿产资源勘探。
动力定位系统可以帮助船舶在深海中停留在指定位置，并通过无人潜水器和水下机器人等设备进行精确探测，发现和利用深海矿产资源。
高性能船舶动力定位系统技术分析
高性能船舶动力定位系统技术分析摘要：对国外一些船舶动态定位控制系统设计方案的控制精度和响应速度控制问题等进行了分析和研究，提出了相应的改进方案。
根据定位控制系统设备情况的基本配置，分析了系统的基本工作原理，得到了定位控制系统的基本数学模型和传递函数，并根据控制系统的工作特性提出了解决问题的方法。
该方法采用了控制系统中的神经网络控制算法，代替了原方案中的多级系统控制算法。
与改进方案的控制性能相比，改进方案的控制性能大大提高。
关键词：高性能；船舶；定位系统；技术分析1 前言某造船厂为国外某公司承造的多用途工作船具有向钻井平台输送物资、起锚、消防、救生及拖带船舶和钻井平台等作业功能。
根据该船设计任务书的要求，该船必须配置动力自动定位系统，既能克服自动化操船问题，又能解决该船在大风浪下的安全作业问题。
该系统原由国外某公司进行设计，使用表明，其系统的设计方案基本可行，但尚有改进之处。
本文对该系统的基本设计思路进行了分析和研究，提出了系统的设计改进方案，仿真结果表明该改进方案优于原设计方案，可供有关人员参考及借鉴。
2 原设计方案根据DNV规范及船东的要求，设计方提出了本船动力定位系统的设计方案的基本配置如下：2.1电力系统电力系统包括2台2 000 kW的轴带发电机，2台1 360 kW及500 kW的主柴油发电机，1台200 kW的应急发电机，12屏的主配电板一个，应急配电板一个，电站设有电站管理系统，可实现自动起停机组、自动并车、转移负载、大功率负载询问、故障报警及处理功能。
电力系统为动力定位系统的侧推、方位推等设备提供驱动动力，为各设备及控制系统提供工作电源。
2.2推进系统推进系统包括2台主机及齿轮箱、2根轴系及2个可调桨、2台舵机、艏艉侧推及方位推各1个以及相关的辅助设备等。
在推进系统中，方位推与艏侧推、艉侧推与桨及舵、主机与轴带电机之间可互为备用，能够保证推进系统的有效运性，从而确保动力定位系统的功能能够安全可靠地实现。
船舶动力定位系统控制技术的发展与展望
科技创新随着人类向深海进军，动力定位系统（dynamic position-ing,DP）越来越广泛地应用于海上作业船舶（海洋考察船、半潜船等）、海上平台（海洋钻井平台等）、水下潜器(ROV)和军用舰船（布雷舰、潜艇母船等）。
它一般由位置测量系统，控制系统，推力系统三部分构成。
位置测量系统（传感器）测量当前船位，控制器根据测量船位与期望值的偏差，计算出抗拒环境干扰力（风、流、浪）使船舶恢复到期望位置所需的推力，推力系统进行能量管理并对各推力器的推力进行分配，推力器产生的推力使船舶(平台)在风流浪的干扰下保持设定的航向和船位。
动力定位系统的核心是控制技术，它标志着动力定位系统的发展水平。
动力定位控制技术的发展计算机技术，传感器和推进技术的发展，无疑给动力定位系统带来了巨大的进步，但是真正代表动力定位技术发展水平的还是控制技术的发展。
至今动力定位控制技术已经经历三代，其特点分别是经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论在动力定位控制技术中的应用。
对应的是第一，二，三代动力定位产品。
进入九十年代以后，智能控制方法在动力定位系统获得广泛应用，逐步形成了第三代动力定位系统。
Katebi等在1997年,Donha和Tannuri2001年研究了基于鲁棒控制的控制器，1998年，Thor I.Fossen做了全比例实验，采用李亚普洛夫设计被动非线性观测器。
非线性随机过程控制方法的应用以及欠驱动控制逐渐成为研究的热点。
神经网络，模糊控制，遗传算法等等理论给动力定位系统控制器的研究开辟了一片新的天地。
国内外常用的动力定位控制技术1.PID控制早期的控制器代表类型，以经典的PID控制为基础，分别对船舶的三个自由度：横荡，纵荡，艏摇进行控制。
风力采用风前馈技术。
根据位置和艏向偏差计算推力大小，然后确定推力分配逻辑产生推力，实现船舶定位。
这种方法在早期曾取得成功。
但是它有不可避免的缺陷：一是除了风前馈以外，位置和艏向控制都不是以模型为基础的，属于事后控制，控制的精度和响应的速度都有局限性；二是若在PID控制器的基础上，采用低通滤波技术，可以滤除高频信号，但它却使定位误差信号产生相位滞后。
动力定位系统介绍
动力定位系统介绍1、动力定位系统的产生和发展动力定位系统于上世纪70年代后期由美国海军研制成功，起初主要应用于潜水艇支持船、军用海底电缆铺设等作业。
从上世纪80年代初开始，随着北海油田、墨西哥湾油田的大规模开发，动力定位系统被广泛应用于油田守护、平台避碰、水下工程施工、海底管线检修、水下机器人(ROV)跟踪等作业。
尤其是90年代以来，随着海上勘探开发逐步向深水(500m～1500m)和超深水(1500m以上)发展，几乎所有的深水钻井船、油田守护船都装备了动力定位系统。
据初步估计，目前全世界装备动力定位系统的各类船只已超过1 000艘。
2、动力定位系统简述海洋中的船舶因不可避免的受到风、波浪与水流产生的力的影响，船舶在这些环境外力的干扰作用下，将产生六个自由度(纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇、艏摇)运动，而对于定位船舶而言，需要控制的只是水平面内的三个运动，即纵荡(Surge)、横荡(Sway)和艏摇(Yaw)运动。
使用动力定位控制系统能够抵消那些作用在船体上不断变化的阻力，维持操作员指定的位置与航向，或者使船舶沿着需要的轨迹移动。
动力定位控制系统使用来自一个或多个电罗经的数据来控制船舶航向；至少使用一个位置参考系统（如DGPS或声纳）的数据来控制船舶位置，从而进行船舶定位。
风传感可以测量船舶受到的风阻力的大小和方向，但是海流力和波浪力不是测量出来的，而是由船舶数学模型计算得出。
动力定位中的船舶数学模型是由扩展卡尔曼滤波算法建立的，该算法用于估计船舶航向、位置以及在各个方向运动的自由度：纵荡，横荡与艏摇，它合并了估计海洋水流与波浪影响的算法。
但是该数学模型是无法100％准确代表真正的船舶，因此根据位置参考系与传感器的测量值来不断修正该船舶数学模型，这是一个闭环控制过程。
下图是动力定位系统的控制原理图：动力定位系统可以检测与显示船舶的实际航向和位置与期望的航向和位置之间发生偏离的情况，控制器基于这些信息来控制船舶。
动力定位系统在海上作业中的应用
动力定位系统在海上作业中的应用引言:海洋是人类探索和开发的宝贵资源，而海上作业是海洋开发中必不可少的一项重要工作。
为了确保海上作业的顺利进行，提高作业效率和安全性，动力定位系统在海上作业中得到了广泛应用。
本文将重点探讨动力定位系统在海上作业中的应用，并分析其在提高作业效率和减少事故发生方面的优势。
一、动力定位系统的基本原理和组成动力定位系统是一种通过操纵船舶的推力和方向来维持船舶在指定位置及方向上的系统。
它由定位传感器、控制系统和推进器组成。
定位传感器一般采用全球定位系统（GPS）、激光测距、惯性导航系统等技术，用于测量船舶的位置和姿态；控制系统根据定位传感器的数据实时计算出推力和方向，并通过推进器调整船舶的运动；推进器负责为船舶提供动力和操控。
二、动力定位系统在海上作业中的应用1. 海上测量和科学考察动力定位系统在海洋测量和科学考察中发挥着重要作用。
科研船需要在海上进行测量和采样，传统的锚泊方式可能使得科研设备偏移，造成数据不准确；而动力定位系统可以实时控制船舶的位置，确保仪器采集数据的准确性。
此外，科研船在海上进行长时间的考察时，动力定位系统可以根据海况和气象变化自动调整船舶的位置和姿态，为科学考察提供更稳定和安全的工作平台。
2. 海上钻井和海底施工在海上进行钻井和海底施工工作时，动力定位系统提供了关键的定位和维持船舶姿态的功能。
钻井平台需要确保井口与目标位置保持一致，动力定位系统可以实时调整船舶的位置和姿态，减少因波浪和海流引起的位置偏移。
此外，动力定位系统还可以确保钻井平台与油井保持稳定的连接状态，防止钻井过程中发生危险事故。
3. 海上风电场建设和维护随着海上风电场的发展，动力定位系统在海上风电场的建设和维护中扮演着重要角色。
海上风电场的风机需要准确地定位在指定的位置，动力定位系统可以及时调整船舶的位置和姿态，保持风机与电缆的连接稳定。
同时，动力定位系统可以增加风机维修人员的作业舒适性和安全性，减少事故发生的风险。
动力定位系统概况汇总
船舶动力定位概况一、船舶为什么需要“动力定位系统”？长期以来，船舶在近浅海和内陆水域里，人们都是采用抛锚技术来保持船位在水面上相对稳定。
这种定位技术的最大特点就是：锚必须牢固地抓住水下的固定物体（陆基），并且一旦锚通过锚链将船舶的位置固定后，船上的推进设备及其辅助设施和相应的控制系统便停止运行，完全处于停电（电力推进）和停油、停气（柴油机推进）工况。
但是，随着地球上人口的急剧增加，科学技术的飞速发展，人们的生活水平日益提高，世界对能源的需求量越来越大。
陆地上资源的开采和供应日趋极限，甚至出现紧缺的态势。
这就迫使世界各国必须把经济发展的重点转移到海洋上。
因为占地球总面积2/3以上的浩瀚大海里，有极其丰富的海水化学资源、海底矿产资源、海洋大量资源和海洋生物资源。
可以预料，21世纪将是人类全面步入海洋经济的时代，人们对海洋的探索和开发的范围将越来越广，对海洋的探索和开发的手段也越来越先进，对海洋探索和开发的领域由近海浅海日趋向远海深海发展。
目的只有一个，就是将浩瀚大海里的资源开发出来，供人类充分使用。
因而，世界各国便随之研究开发出各式各样的、不同类型的深远海作业的浮式生产系统，诸如半潜式钻井平台、多用途石油钻井平台供应船、科学考察船和海洋资源调查船等等。
这些浮式生产作业系统有一个共同的特点：就是在浩瀚深邃的大海上，能够按照人们的要求将其位置稳定在地球的某个坐标范围里；就像抛锚定位那样，将这些浮动的作业体牢牢地锁定在人们期望的浩瀚深邃的大海的某个位置上。
这便进一步诱发了世界各国对深远海作业的浮式生产系统的定位技术和系泊方式的研究。
在一般的近浅海水深情况下，浮式生产系统的系泊定位主要采用锚泊系统。
但是，随着水深的增加，锚泊系统的抓底力减小，抛锚的困难程度增加。
同时，锚泊系统的锚链长度和强度都要增加，进而使其重量剧增，这必然使海上布链抛锚作业变得更加复杂，其定位功能也会受到很大的限制，定位的效果也不尽人意。
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船舶动力定位技术简述 1.动力定位技术背景 1.1 国外动力定位技术发展 目前，国际上主要的动力定位系统制造商有Kongsberg公司、Converteam公司、Nautronix公司等。 下面分别介绍动力定位系统各个关键组成部分的技术发展现状。 1(动力定位控制系统 1)测量系统 测量系统是指动力定位系统的位置参考系统和传感器。国内外动力定位控制系统生产厂家均根据船舶的作业使命选择国内外各专业厂家的产品。位置参考系统主要采用DGPS，水声位置参考系统主要选择超短基线或长基线声呐，微波位置参考系统可选择Artemis Mk 4，张紧索位置参考系统可选择LTW Mk，激光位置参考系统可选择Fanbeam Mk 4，雷达位置参考系统可选择RADius 500X。罗经、风传感器、运动参考单元等同样选择各专业生产厂家的产品。 2)控制技术 20世纪60年代出现了第一代动力定位产品，该产品采用经典控制理论来设计控制器，通常采用常规的PID控制规律，同时为了避免响应高频运动，采用滤波器剔除偏差信号中的高频成分。 20世纪70年代中叶，Balchen等提出了一种以现代控制理论为基础的控制技术-最优控制和卡尔曼滤波理论相结合的动力定位控制方法，即产生了第二代也是应用比较广泛的动力定位系统。 近年来出现的第三代动力定位系统采用了智能控制理论和方法，使动力定位控制进一步向智能化的方向发展。智能控制方法主要体现在鲁棒控制、模糊控制、非线性模型预测控制等方面。 2001 年 5 月份，挪威著名的 Kongsberg Simrad 公司首次展出了一项的新产品—绿色动力定位系统(Green DP)，将非线性模型预测控制技术成功地引入到动力定位系统中。Green DP 控制器由两部分组成:环境补偿器和模型预测控制器。环境补偿器的设计是为了提供一个缓慢变化的推力指令来补偿一般的环境作用力;模型预测控制器是通过不断求解一个精确的船舶非线性动态数学模型，用以预测船舶的预期行为。模型预测控制算法的计算比一般用于动力定位传统的控制器设计更加复杂且更为耗时，主要有三个步骤:1.从非线性船舶模型预测运动;2.寻找阶跃响应曲线;3.求解 [1]最佳推力。控制器结构如图所示:
图1.1Green-DP总体控制图 荷兰的Marin在20世纪80年代初期即确定了关于推进器和动力定位的研究计划，并开展了动力定位的模型实验，内容包括:?推进器和推进器之间的相互作用;?推进器和船体之间的相互作用;?环境力和船舶的低频运动。研究结果产生了应用于动力定位的模拟程序RUNSIM，包括模拟实验的程序DPCON和理论模型计算的程序DPSIM。初步进行了流力、风力、二阶波浪漂移力、推进器力的计算，控制系统采用 [2]经典的PID控制算法和扩展卡尔曼滤波算法，风力采用前馈的形式。同时，Marin还开展了下述工作:动力定位系统和系泊系统联合使用的情况;扩展了动力定位系统在航迹控制方面的应用，航迹控制功能现已成为动力定位控制系统的基本要求;动力定位设计阶段的性能评估、功率需求估算。一般认为，Marin在动力定位系统实验研究方面已走在世界前沿。 挪威在20世纪90年代做过动力定位方面的实验，他们将重点放在控制理论和控制方法上面，在满足李雅普诺夫大范围渐进稳定的基础上，应用现代控制理论的方法，采取状态反馈和输出反馈两种形式，设计不同的状态观测器，观测速度和干扰，并以此代替卡尔曼滤波，在比例为1:70的船模实验中证实定位的效果。 由于系统模型的不精确性，以及所受环境力的扰动性对船舶动力定位系统稳定性有很大的影响，因此在解决稳定性方面存在优势的H控制理论和鲁棒控制越来越受? 到了人们的关注。日本的九州(Kyushu)大学还在1:100的船模实验中验证了控制结果的有效性。 目前，国际上应用得较为成熟的动力定位控制系统一般都采用第二代控制方法，而基于第三代控制方法(如自适应模糊控制、自学习模糊控制等)及实时测量和计算二阶波浪慢漂力以提升更高精度的动力定位系统研制是一种趋势，世界各国都正在加紧研制中。 在国外，有些大学以船舶运动为对象进行深入的控制理论研究。如麻省理工学院的Triantafyllou和Hover所研究的船舶运动控制，加州大学的Girard、Hedrick等研究的协调动力定位理论和实验等。由美国海洋学会组织的国际动力定位年会，近年来发表的文章主要从技术层面出发，研究动力定位系统的设计与改进。2006年，挪威Kongsberg公司的Jens-sen发表的“基于模型的流估计”和“基于能量最优的推力使用”、日本Akishima发表的“深海钻井船‘CHIKYU’的动力定位系系统”、美国Prasad、Elgamiel发表的“半潜式平台模型实验”、挪威Kongsberg公司的Halyard发表的“综合控制系统的改进方法”，都对各自动力定位控制系统的研究进行了论述。 挪威科学与技术大学与挪威的Kongsberg公司具有密切的联系，每年都有博士生 Kongsberg公司的相关技术人员给学生讲授动力作相关方面的理论研究|，每年都邀请 定位方面的最新进展。2008年，Kongsberg公司的Lokling Oyvind在“动力定位和导航系统的产品和开发”一文中提到了动力定位系统的要求及未来的挑战。其认为未来的挑战有:在模型预测方面，主要涉及速度、铺管力、起重力、一些未知力的干扰预测等;在控制系统方面，主要在于危险作业要求的高精度六自度定位，以及能量消耗和推进器的损耗，推进器方面的推进器布置、推进器的限制及影响，推力分配中的推进器响应时间、推进器组的顺序控制等。 由于网络的发展，主要以动力定位为主的舰桥集成控制系统的研制也是船舶操纵的发展趋势。 2(推进系统 用于动力定位船舶的推进系统，除常规的主推进器和舵外，还有舵桨推进器、槽道推进器、喷水推进器、全回转推进器等。 国外生产动力定位全回转推进系统的厂家主要有英国的Rolls-Royce、荷兰的Wartsila、德国的Schottel和日本的川崎。其中，Roils-Royce是国际上最大全回转推进器的生产厂家，全回转推进器的功率从900kW到5000kW，可安装在各种船型上;Wartsila、Schottel和川崎也是全回转推进器的主要生产厂家，电力驱动可达7000kW，可安装在各种船型上。 3(动力系统 现代船舶自动化程度越来越高，各类达到24h无人机舱要求的船舶基本都采用了船舶电站功率管理系统。船舶电站功率管理系统基本可分为基于主配电板为平台和基于机舱监控系统为平台两种模式。以机舱监控系统为平台的典型代表是Kongsberg公司的DC-C20型机舱监控系统中的功率管理系统。 1.1.1 Kongsberg公司动力定位技术的发展 挪威对于动力定位技术的探索始于1975年Kongsberg Vapenfabrikk (KV)公司的一个称为Dynapos的工程师小组，此小组原属于国防部门，之后很快转到石油部门，即隶属于KV的近海分部。 30多年的今天，Kongsberg公司已经成为世界最大的动力定位系统制造厂商。 [3]Kongsberg动力定位系统主要分为以下两类: (1)早年采用KV技术的Kongsberg500原型系统，即KS500.在20世纪70年代早期，系统计算机是由Forsvarets Forskning 和KV研制，是基于晶体管逻辑技术的。 (2)几年后出现了基于单片机系统的单一插件计算机(SBC)新技术，Kongsberg Simrad 利用Intel80186、80286和80386等处理器分别开发了SBC1000、SBC2000和SBC3000、BC3003。SBC1000的原型机是世界上第一台使用Intel80186微处理器的计算机。 Kongsberg 公司在1500个动力定位系统开发经验的基础上 ，研制出了Kongsberg K-pos系统，如图所示。 图1.2 Kongsberg K-Pos 动力定位操作站 其将动力定位系统的鲁棒性、灵活性、功能性与操作的简易性上升到了一个新的水平。Kongsberg K-Pos包括了国际海事组织所规定的所有等级的动力定位系统，以满足不同的经济需求和操作需求。为位置参考系统等传感器提供了广泛的接口，使整个系统具有透明性和交互性。除了拥有种类繁多的标准模式和功能，Kongsberg K-pos还有一系列的定制功能来辅助某些特定的操作。该系统有一个开发的系统结构，因而具有良好的结合性。 它能够实现船舶位置和航向的高精度保持。在操作中，系统可以容忍推进器和测量系统的瞬态误差。其适应性扩展卡尔曼滤波器可以估计船舶的航向、位置和速度，以及来自于海流和海浪的干扰。估计器使用船舶的精确数学模型。卡尔曼滤波技术使用模型预测和实时测量，为其提供了良好的滤波质量、鲁棒性和位置保持特性。 Kongsberg K-pos系统的基本配置如下。 (1)SDP11(基本系统)和SDP12(集成系统)
图1.3 SDP11(基本系统)示意图 图1.4 SDP12(集成系统)示意图 (2)SDP21(基本系统)和SDP22(集成系统) 图1.5 SDP21(基本系统)示意图 图1.6 SDP22(集成系统)示意图 (3)SDP31(基本系统)和SDP32(集成系统) 图1.7 SDP31(基本系统)示意图 图1.8 SDP32(集成系统)示意图
图1.9 L3公司的NMS6000