綜合船橋系統航海儀器數據干擾值處理方法

湯滾榮

摘 要：隨著我國與其他國家之間經濟、文化交流的增加，在一定程度上促進了我國航海事業的發展，這就表示船舶數量逐漸增加，因此人們越來越重視船舶運行安全問題，對綜合船橋系統航海儀器數據的準確性要求也顯著提高。本文主要從綜合船橋系統、數據干擾值處理方法、仿真驗證三個方面詳細的分析和研究了綜合船橋系統航海儀器數據干擾值處理方法。

關鍵詞：綜合蟬殼系統；航海儀器；數據干擾值；處理方法

造成船舶航行風險的原因主要是由于虛擬儀表出現非正確數據顯示和控制，如果能夠采取正確的方法來處理和識別干擾值的話，其存在的負面作用就能夠得到顯著降低，進而增強數據的準確性，保證航行安全。隨著不斷發展的科學技術，在處理數據干擾值中逐漸開始應用濾波處理法、一階差分法，并通過實際應用發現其效果良好

一、綜合船橋系統概述

綜合船橋系統指的是在船舶有效控制、船舶導航中應用的一種系統，其特點主要表現為集成性，而且這一系統還能夠有序連接、整合傳感器信息，指導傳感器下達正確的指令，進而保證船舶能夠正確、安全行進，目前在船舶行業的多個方面都得到廣泛應用。綜合船橋系統的基礎是綜合導航系統，是從上個世紀七十年代開始逐漸發展起來的，被人們簡稱為IBS[1]。

二、數據干擾值處理方法研究

（一）濾波處理法

濾波處理法是簡易化的Kalman濾波，具有Kalman濾波應用特點，通過應用這一方法也能夠有效計算出估計值的最小誤差。再通過不斷的預測和修正后，就能夠將濾波處理法的應用價值充分發揮出來，將船舶系統數據誤差控制在最小范圍內[2]。

（二）一階差分法

通過應用一階差分法，就能夠將儀器第m次的輸出值計算出來，在計算過程中應用的公式為

為了最大限度的縮小預測誤差，在頻率采樣時需要選取數據輸出變化頻率的9倍以上。在對干擾值進行判斷的時候，需要借助假設分析，假設第m次的測量值出Xm的預測值為X^m，如果實際數值與分析得出的預測值之間存在一定的誤差，那么在評判中就需要應用方差原理，這對有效值誤判機率的降低具有重要作用[3]。

（三）線性回歸法

線性回歸法在輸出曲線的時候，主要是通過最小二乘法開展的數據模擬。這一方法的具有應用為：首先對已經獲得擬合曲線與數據進行針對性設置，其次構建函數，最后將設定系數值計算出來。其中在預估測量值的時候需要應用擬合曲線X^m=atm+b，如果實際數值與預測值之間存在的誤差不在定閥范圍內的話，這就表示干擾成立，預估值就能夠直接取代[4]。但是對于這種方法來說，在采集點數和頻率方面存在一定的問題，導致誤差不能完全消除，因此在特定區域內得不到最佳的擬合效果。

三、仿真驗證

在右舵15°左右的時候對變阻式航角傳感器進行檢測，并且在檢測的時候還需要保持逆旋轉、順旋轉、慢速方向，這一時期就會存在一定的數據毛刺，進而有效處理反饋數據。

首先需要應用線形回歸法處理干擾值，將采用周期設置成1/2s，在時刻三點之前需要采集到所有的數據，并在下述公式當中代入相關數據：

在數據帶入到公式之后，還需要應用X^m=xm-1+（Xm-1-Xm-2）進行預測，判定干擾值，如果判定成立的話，就能夠直接用預測值代替。通過分析發現，干擾值是客觀存在的，這也就表示用預測值代替干擾值也是成立的。然后將濾波仿真處理法進行組合應用，周期設置成1/2s，選取出不同時間段分別對應的預估值，并在公式中代入相應的數值，對干擾值進行判斷，在這一過程中還能夠獲得相應的平滑數值。最后通過對偏差處理結果進行分析和總結后，就能夠得出相應的探究仿真結果. [5]。

在分析和歸納組合濾波處理方法后得出，能夠有效優化突發性的脈沖干擾，同時平滑效果也較為顯著，這與部隊中應用船舶的需求向符合，因此在這一方面能夠發揮出良好的應用價值。同時采用組合式處理方法，還能夠有效規劃船舶航行方向，進行電子精確定位，確保各航海需求都能夠得到很好的滿足。

四、結語

總的來說，在綜合船橋系統航海儀器中應用組合濾波方法，不僅僅能夠將各種濾波方法的作用有效發揮出來，同時最終的處理效果也比較好。在識別干擾值的時候應用一階差分法的時候，還需要對閾值集合進行有效分析，這主要是為了防止預測值超過閾值范圍，進而對干擾值評估準確性造成影響，甚至出現數據缺失問題。如果在分析中出現多次干擾值丟失現象，則需要及時的應用報警機制，以免引起更加嚴重的后果。

參考文獻：

[1]董海龍，許玉紅，雷功明，張俏麗.地磁數字化資料干擾分析及數據處理[J].甘肅科技，2016，3202：30-31.

[2]柳向，王杰貴，孟祥豪.對數據后處理雷達的多參數協同相關干擾[J].火力與指揮控制，2016，4103：31-35+42.

[3]馮愛國，吳煒.綜合船橋系統航海儀器數據干擾值處理方法[J].集美大學學報（自然科學版），2016，2102：125-129.

[4]謝凡.地磁觀測數據中人工電磁干擾抑制技術研究[J].國際地震動態，2012，01：43-44.

[5]姚世鋒，李慶泉，李獻鋒.高炮隨動系統測試中的數據處理方法[J].價值工程，2011，3004：174-175.