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专利号: 2019100087972
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-11-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于向量插值的船舶轨迹修复方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:S1:输入缺失轨迹段起止点的动态信息、坐标信息和时间,设置待修复轨迹点个数,确定待修复轨迹点的时间间隔,并对起止点的经纬度坐标进行高斯投影转换,对起止点的速度单位进行转换;

S2:采用双向迭代的方式,根据起止点的动态信息求出两组待修复轨迹点的动态信息,在此基础上再利用起止点的动态信息和高斯平面坐标,求出两组坐标预测值;具体包括以下步骤:

S21:起止点A、B和与之相邻的两点A‑1、B+1对应时间分别是tA、tB、tA-1、tB+1,对应航速分别是vA、vB、vA-1、vB+1,时间差ΔtA‑1=tA‑tA‑1,ΔtA=tB‑tA,ΔtB=tB+1‑tB,速度差ΔvA‑1=vA‑vA‑1,ΔvA=vB‑vA,ΔvB=vB+1‑vB,具体求解方式为:当Δti>Δti‑1时,

当Δti<Δti‑1时, 其中ai为船舶在ti时刻的加速度;

S22:求解待修复轨迹点的加速度和航向,具体通过以下方式:利用起止点A、B的加速度aA、aB和航向θA、θB,通过线性插值的方式求出待修复轨迹点的加速度ai和航向θi,其中i=1,2,...,n‑1,则:从A到B所有点的航向表示为θA、θa1、θa2、...、θa(n‑1)、θB,加速度表示为aA、aa1、aa2、...、aa(n‑1)、aB;

从B到A所有点的航向表示为θB、θb1=θa(n‑1)、θb2=θa(n‑2)、...、θb(n‑1)=θa1、θA,加速度表示为aB、ab1=aa(n‑1)、ab2=aa(n‑2)、...、ab(n‑1)=aa1、aA;

S23:分别以点A、B为起点,利用速度公式v=v0+a*t迭代求解出两组待修复轨迹点的速度,公式为:

其中,vai表示以A为起点的待修复轨迹点的速度,vbi表示以B为起点的待修复轨迹点的速度;

S24:根据A点的动态信息、平面坐标和待修复轨迹点的动态信息,迭代求出一组待修复轨迹点坐标预测值,公式为:

其中,xai、yai分别表示以A为起点的平面横坐标预测值和平面纵坐标预测值;

根据B点的动态信息、平面坐标和待修复轨迹点的动态信息,迭代求出一组待修复轨迹点坐标预测值,公式为:

其中,xbi、ybi分别表示以B为起点的平面横坐标预测值和平面纵坐标预测值;

S3:根据权重对两组坐标预测值进行加权平均,再进行高斯反投影计算,得到最终的待修复轨迹点经纬度坐标;具体包括:

根据A、B两点与两组待修复轨迹点的时间关系计算出权重,公式为:其中,Q1和Q2分别为A、B两点的权重;加权平均后得到最终轨迹修复点的平面坐标:其中,xi、yi分别表示最终的平面横坐标和平面纵坐标。

2.根据权利要求1所述的一种基于向量插值的船舶轨迹修复方法,其特征在于,步骤S1中,所述设置待修复轨迹点个数n,根据起止点A和B的时间tA、tB,求出待修复轨迹点的时间间隔

3.根据权利要求2所述的一种基于向量插值的船舶轨迹修复方法,其特征在于,步骤S1中,对起止点A和B的经纬度坐标(XA,YA)、(XB,YB)进行高斯投影转换,得到高斯平面坐标(xA,yA)、(xB,yB);通过等式1kn=1海里/h=1852m/h进行转换,将A、B的速度单位节转换成m/h。