用于船舶航行转弯阶段的航迹偏差测定方法

摘要

本发明公开了一种用于船舶航行转弯阶段的航迹偏差测定方法，该方法分为六个步骤：获取转弯过程前后两航路段及转弯圆弧的基本信息；计算中转点到转弯圆弧圆心的方向角；计算中转点与转弯圆弧圆心之间距离；计算转弯圆弧圆心的经纬度；获取船舶当前位置的经纬度，计算船舶到转弯圆弧圆心距离；计算船舶航行转弯过程中航迹偏差。本发明有利于船舶在转弯阶段快速修正航向，缩短航行时间并且节约航行成本；应用本转弯过程中航迹偏差的测定方法，可以实时精确的计算出船舶航行转弯阶段的航迹偏差，有利于提高船舶航迹控制精度，并且可以控制船舶更经济、可靠的完成该航段航行。

主权项

一种用于船舶航行转弯阶段的航迹偏差测定方法，其特征在于：1)获取转弯过程前后两航路段及转弯圆弧的基本信息：转弯起点和终点经纬度坐标分别为和中转点经纬度坐标为转弯圆弧半径为R；2)计算中转点P₂到转弯圆弧圆心O的方向角；在已知坐标P₂到坐标P₁、坐标P₂到坐标P₃的方向角分别为为θ₁、θ₂后，根据这两个方向角角度值，可计算出三角形P₁P₂P₃中∠P₁P₂P₃大小θ₃；∠P₁P₂P₃平分线与正北方向夹角即为OP₂方向角θ；3)计算中转点P₂与转弯圆弧圆心O之间距离；计算出坐标P₂到坐标P₁的距离，结合航迹规划中给定的转弯半径R，在三角形P₁P₂O中计算坐标P₂到转弯圆弧圆心O的距离s；4)计算转弯圆弧圆心O的经纬度；中转点经纬度坐标与转弯圆弧圆心O的两点间距离为s，计算转弯圆弧圆心O点经纬度方法具体为：P₂、O两点纬度差：R_e为地球半径；O点纬度：由于不同纬度下，经度的变化率不同，假设一艘船舶以船速v沿OP₂方向航行，航行时间为Δt，为船舶当前位置的纬度值，所以该段时间内的经度变化值为：取经度对时间的微分：上式右侧无时间变量t，不能对dλ求积分，故将上式左侧变换为：取Δt时间内纬度的变化值为：取纬度对时间的微分：将上式代入后得到：对上式中dλ求积分：O点经度：λ_O＝λ₂+Δλ；5)获取船舶当前位置的经纬度，计算船舶到转弯圆弧圆心O的距离L；获取船舶经纬度计算船舶到圆心距离L；6)计算船舶航行转弯过程中航迹偏差，并回到步骤五；船舶与转弯圆弧圆心O的距离L，计算L与转弯半径R的差值为当前的航迹偏差d，差值的符号可以反映为当前船舶的偏离位置在转弯圆弧的内侧或者外侧，航迹偏差的计算方法为：d＝L‑R。