专利名称：一种船舶动力定位方法
技术领域：
本发明涉及船舶定位技术，具体地说是用于船舶位置控制的方法。
背景技术：
某些军民用特种船舶如海洋考察船、消防船、海上补给舰等，常常对船舶位置控制有特殊要求或要求定点控位，或要求循迹航行，或要求船舶与其它目标保持相对位置不变，或要求对水下目标进行自动跟踪等等。而迄今为止，国内尚无法实现上述特殊船舶位置控制要求。随着航海事业的发展，对船舶位置控制的特殊要求也越来越多，这就引起了有关方面的高度关注，填补国内船舶动力定位这一项空白，成了有关科研人员设法攻克的课题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，解决船舶的特殊定位问题，本发明提供一种船舶动力定位方法，它能够有效地满足船舶特殊定位要求。
一种船舶动力定位方法，该方法的具体步骤如下1)选择动力定位控制系统至所需模式；2)将执行机构的控制置于“动力定位控制”模式；执行机构包括主推力器、舵机、辅推力器，3)利用位置测量设备，测出船舶本身位置的变化；根据不同的定位要求和船舶航区，可选用一种或几种位置测量设备，该位置测量设备可以是全球卫星定位系统、无线电定位系统、水声定位系统、张绳系统或激光定位系统，4)利用传感器，测出船舶艏向、纵横摇及风力风向；根据不同的定位要求，可选用一种或几种传感器，该传感器可以是电罗径、运动参考单元、垂直参考单元、激光惯性导航系统、风速风向仪或多普勒计程仪，5)利用动力定位控制系统，对各执行机构的推力和力矩进行分配；动力定位控制系统的硬件包括操纵台、控制柜、便携式手操终端、不间断电源、打印机，6)各执行机构根据控制系统发出的指令，产生要求的推力和力矩，以平衡作用于船舶的扰动力和扰动力矩，实现船舶动力定位；根据不同的定位要求，选用一种或几种执行机构的辅推力器，辅推力器可以是侧向推力器、全回转推力器或喷水推力器。
本发明的有益效果是采用本动力定位方法，可使船舶实现定点控位、自动艏向、自动循迹航行、自动跟踪水下目标等功能。能广泛应用于有特殊定位要求的军民用特种船舶，如需承担深海多波束探测、海底浅地层剖面探测、海底地质调查、海底石油探测、走航式声学多普勒相控阵测流(ADCP)等调查作业的海洋考察船、对定位要求较高的海上补给船等。
具体实施例方式
本发明以“大洋一号”远洋科学考察船作为实施例。
一种船舶动力定位方法，该方法的具体步骤如下1)选择动力定位控制系统至所需模式，如自动艏向模式、自动位置模式、自动航迹模式、自动导航模式、目标跟踪模式等；2)将主推力器、舵机、尾侧推装置和全回转舵桨装置的控制置于“动力定位控制”模式；3)利用位置测量设备，测出船舶本身位置的变化；a.选用FUGRO 3100型广域差分全球卫星定位系统接收机，通过OMNISTAR卫星和INMARSAT卫星转发的差分信号，实现船舶在全球范围的差分定位，具有1-3米及亚米级的定位精度，b.选用POSIDONIA 6000型超短基线(含发射器和接收器)进行水下定位，该系统能在水深3000m的海中跟踪水下遥控潜器ROV，最大工作深度达6000m，4)利用传感器，测出船舶艏向、纵横摇及风力风向；a.选用激光惯性导航系统“PHINS”和“南极星OCTANS”测量单元，测量船舶艏向及纵横摇信息，b.选用OMC160型风向风速仪测量风速和风向，风速精度达到±0.3m/s，测量门限值为1m/s，风向分辨率为1°，精度达到±3°，5)利用动力定位控制系统，对各执行机构的推力和力矩进行分配；本船控制系统选用挪威KONGSBERG SIMRAD公司GreenDP11系统，本系统采集上述船舶位置、艏向、纵横摇及风力风向等信息，根据动力定位控制要求，通过计算机对各执行机构发出所需推力和力矩的指令，本系统包括主控台、控制柜、辅控单元、控制转换开关、打印机，主控台上布置有操纵手柄、各种操纵按钮，根据控制要求进行相应操作，6)各执行机构根据控制系统的发出指令，产生要求的推力和力矩，以平衡作用于船舶的扰动力和扰动力矩，实现船舶动力定位；a.选用HRP4001TT型尾侧推装置，其最大推力为65kN，b.选用HRP530-51型可伸缩全回转舵桨装置，其最大推力为125kN。
动力定位方法已在“大洋一号”船上实施，在1kn海流、6级风海况下实现动力定位，目前具体要求为定点控位、水下遥控潜器ROV跟踪、航迹保持，定点控位精度不低于40m。
权利要求
1.一种船舶动力定位方法，其特征在于该方法的具体步骤如下1)选择动力定位控制系统至所需模式；2)将执行机构的控制置于“动力定位控制”模式；执行机构包括主推力器、舵机、辅推力器，3)利用位置测量设备，测出船舶本身位置的变化；根据不同的定位要求和船舶航区，可选用一种或几种位置测量设备，该位置测量设备可以是全球卫星定位系统、无线电定位系统、水声定位系统、张绳系统或激光定位系统，4)利用传感器，测出船舶艏向、纵横摇及风力风向；根据不同的定位要求，可选用一种或几种传感器，该传感器可以是电罗径、运动参考单元、垂直参考单元、激光惯性导航系统、风速风向仪或多普勒计程仪，5)利用动力定位控制系统，对各执行机构的推力和力矩进行分配；动力定位控制系统的硬件包括操纵台、控制柜、便携式手操终端、不间断电源、打印机，6)各执行机构根据控制系统发出的指令，产生要求的推力和力矩，以平衡作用于船舶的扰动力和扰动力矩，实现船舶动力定位；根据不同的定位要求，选用一种或几种执行机构的辅推力器，辅推力器可以是侧向推力器、全回转推力器或喷水推力器。
全文摘要
本发明涉及船舶定位技术，为解决船舶的特殊定位问题，本发明公开了一种船舶动力定位方法。该方法选择动力控制系统至所需模式，将执行机构控制置于“动力定位控制”模式，利用测量设备采集船舶及环境信息，由动力定位控制系统发出指令，通过各执行机构实现船舶的动力定位。本发明方法，可使船舶实现定点控位、自动艏向、自动循迹航行、自动跟踪水下目标等，能广泛应用于有特殊定位要求的军民特种船舶。
文档编号B63H25/00GK101033003SQ20061002458
公开日2007年9月12日 申请日期2006年3月10日 优先权日2006年3月10日
发明者何崇德, 朱红, 胡一峰, 钱仲海, 李为, 王健岗 申请人:中国船舶重工集团公司第701研究所