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一种船舶防护电场三维空间分布特性测量方法，其基于的测量装置包括数据采集部件、参数校正系统和数据处理系统；数据采集部件包括由三个相互正交的支杆组成的支架、3个加速度计、3个陀螺仪、3个GPS接收机、6个电场测量电极以及数据采集存储设备A，所述支架形成三维正交坐标系；3个加速度计、3个陀螺仪、3个GPS接收机及3个电场测量电极分别安装于三个坐标轴正方向的支架上，另3个电场测量电极分别安装于三个坐标轴中每一坐标轴负方向的支架上；所述3个加速度计靠近坐标轴原点，且加速度计敏感轴分别与其所处的坐标轴重合；所述3个陀螺仪敏感轴分别与其所处的坐标轴平行；每一坐标轴正方向和负方向的2个电场测量电极关于坐标原点对称；数据采集存储设备A用于采集并存储数据采集部件上各设备生成的数据；参数校正系统包括4套GPS接收机和数据采集存储设备B，其中3套GPS接收机呈三角形阵列形式安装于被测船舶上，1套GPS接收机作为参考站安装在岸上已知位置的固定点上；数据处理系统利用参数校正系统GPS接收机接收的数据，对数据采集存储设备A中生成的数据进行校正，获取船舶防护电场的三维空间分布特性；其特征在于，该方法包括数据测量和数据处理两部分；数据测量的过程为：步骤一、规划数据采集部件的运动路径，使其环绕被测船且水上水下交替运动；步骤二、数据采集部件按照规划的运动路径运动，数据采集存储设备A采集并存储数据采集部件上各设备生成的数据；数据采集存储设备B采集并存储参数校正系统上各GPS接收机接收的数据；数据处理由数据处理系统完成，具体的过程为：步骤(1)、数据处理系统采集存储于数据采集存储设备A和数据采集存储设备B上的数据，然后将采集的数据按照时间同步的形式存储成数组，该数组的列数据按照时间顺序排列，该数组的行数据为同一时刻各设备所采集的数据；步骤(2)、基于所述数组上的数据，从初始时刻接收的数据开始，计算数据采集部件的GPS位置与姿态，计算被测船舶的GPS位置与姿态；步骤(3)、根据所述数据采集部件的GPS位置与姿态，设置初始惯性位置变量Lang、姿态变量Sita及姿态转换矩阵Fang；步骤(4)、将下一时刻定义为当前时刻，利用陀螺仪和加速度计生成的数据，并基于当前惯性位置变量Lang、姿态变量Sita及姿态转换矩阵Fang，获取当前时刻数据采集部件的惯性位置和姿态，并更新惯性位置变量Lang、姿态变量Sita及姿态转换矩阵Fang；步骤(5)、基于数组上当前时刻和上一时刻的数据，判断数据采集部件上的GPS接收机是否接收到新的GPS信号，若是，则计算数据采集部件的GPS位置与姿态，并利用此时计算出的GPS位置与姿态对惯性位置变量Lang和姿态变量Sita进行校正，若否，则保持惯性位置变量Lang和姿态变量Sita的值不变；步骤(6)、基于数组上当前时刻和上一时刻的数据，判断被测船舶上的GPS接收机是否接收到新的GPS信号，若有，则计算出此时被测船舶的GPS位置与姿态，否则保持被测船舶的GPS位置与姿态不变；步骤(7)、利用当前时刻被测船舶的GPS的位置和姿态对步骤(5)中得到的惯性位置变量Lang和姿态变量Sita进行校正，获取数据采集部件相对于被测船舶的惯性位置变量Lang’与姿态变量Sita’；步骤(8)、根据数据采集部件上电场测量电极，计算出船舶防护电场，然后利用数据采集部件的姿态变量Sita’，将所述船舶防护电场转换到船舶坐标系，并存储转换后的防护电场和惯性位置变量Lang’，使其与数组上其他数据保持时间同步；步骤(9)、判断下一时刻是否存在测量数据，若是，返回步骤(5)，否则，基于上述计算得出的惯性位置变量Lang’和防护电场，逆向重构出被测船舶的防护电场在空间的分布特性。 |
