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利用三轴磁传感器阵列对水下磁性目标进行定位是典型的非线性最小二乘优化问题,传统高斯– 牛顿（GN）法和列文伯格–马夸尔特（LM）算法在求解该问题时具有初值敏感性问题。通过引入信赖域搜索技术,对 LM 算法进行改进,并基于改进的 LM 算法实现磁性目标定位,又通过设置判断阈值来评估迭代点与最优解的距离,提出一种结合改进 LM 算法和高斯–牛顿法特点的改进 LM-GN 算法,既降低了算法对初始值的依赖性,又提高了运行效率。仿真实验结果表明：该方法可以克服现有方法中受初始值影响较大的问题,对目标特征参数的估计更精确,且收敛速度快,具有一定的实际应用价值。 相似文献
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讨论了一种在一般闭区间上连续的无穷级数展开方法,针对测量和地图学中常用纬度间正反解等一类问题,给出了一种傅里叶级数解算方法,并进行了相应的理论分析和计算。基于Mathematica计算机代数系统,推导出常用纬度与大地纬度间正反解的级数展开式,表明运用傅里叶级数解法可以简单表示和计算一类复杂奇函数的正反解无穷展开式。算例分析验证表明,该方法推导出的纬度正反解展开式是正确的。傅里叶级数方法为分析一类正反解问题无穷展开式的一般系数和形式提供了理论分析依据,具有通用性,丰富了纬度正反解变换的相关理论。 相似文献
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基于势流理论和时域高阶边界元方法,建立了三维完全非线性数值波浪水槽模型.利用源造波法产生入射波浪,应用五阶斯托克斯波理论给定波浪速度;采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,将二阶泰勒级数展开法应用于更新下一时间步的波面和速度势;通过加速势的方法准确计算自由水面速度的法向导数和物面速度势的时间导数.对完全非线性波浪进行了模拟,得到了稳定的波形.当波浪非线性较小时,与四阶Runge- Kutta法(RK4)计算结果和五阶斯托克斯波理论解均吻合良好;随着波浪非线性的增大,计算结果误差逐渐增大.通过数值试验分析,在满足精度要求的基础上,本方法计算时间略大于四阶Runge- Kutta法的四分之一,大大减少了计算量. 相似文献
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针对精确测量波浪参数的问题,研究了波浪浮标测波算法。该算法对浮标采集的波浪运动速度谱进行带通滤波,进而对波浪速度谱和方向波谱进行处理和分析,最终通过有限傅立叶级数法计算波浪的有效波高、跨零周期和谱峰波向。通过模拟仿真和湖上对比测试,验证了算法的有效性和准确性,测量相对误差维持在 2%~10%范围内。该算法可应用于装载 GPS 或北斗定位模块的波浪浮标中,具有较广阔的应用前景。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2015,(10)
研究水声环境下匹配场定位中快拍数少和相干声源导致定位不准确问题。在水下目标定位的稀疏数学模型基础上,通过对测量矩阵中的列向量的模进行标准化,降低了由于距离原因对声源定位性能的影响;使用奇异值分解法对快拍数进行精简,降低了算法的时间复杂度;结合压缩感知理论的SOMP算法,实现高效的水下目标定位。仿真实例验证了该算法的有效性。 相似文献
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为了提高多系统组合单点定位的运算效率,将Bancroft算法推广应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位,并推导了该方法的详细计算流程,比较了Bancroft算法、最小二乘算法和组合两种算法的精度、迭代次数以及运算时间。利用实测数据进行实验,结果表明,3种算法精度相当,Bancroft算法比最小二乘算法迭代次数少,运算效率提高了38%,利用Bancroft为最小二乘算法提供初值,收敛速度加快,运算效率提高了36%。最终得出结论,Bancroft算法应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位满足精度要求,且Bancroft算法对于减少迭代次数,提高运算效率有重要意义。 相似文献
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On the evaluation of time-domain Green function 总被引：1，自引：0，他引：1
An analytical method has been developed to evaluate the wave part of the time-domain Green function and its derivatives. Based on Taylor series expansion, the Green function is obtained by solving a fourth-order ordinary differential equation. The method accelerates the convergence of the summation of an infinite series in the numerical computation. The accuracy of this method was demonstrated by its comparison with other method and its application to solve the radiation problem of a floating hemisphere using a panel-free method. The computed hydrodynamic coefficients agree well with the analytical solutions. 相似文献
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《Marine Models》2002,2(1-4):19-34
Accurate density calculation that includes pressure effects is achieved with negligible computational cost in the context of three-dimensional ocean modelling. Local linear (or quadratic) fits to the full UNESCO (Anon, 1981) equation of state can be used in many model applications where the potential temperature and salinity at a model grid point vary slightly in each model time step. The local polynomial fit is achieved by computing a Taylor series expansion about a local reference state. The terms in the Taylor series are calculated analytically for optimal accuracy and minimal computational cost. All calculations can be done with single precision arithmetic, without compromising accuracy. In a three-dimensional nonhydrostatic ocean model applied to a deep convection problem, the local density calculation reduced the total computational cost of the model by 7% relative to that when the full UNESCO density calculation was used. The computational advantage is 15% for an application in which the nonhydrostatic part of the calculation is turned off. The computational advantage is, however, a function of the nature of both the model being used and the problem being solved.The principal algorithms are coded in Fortran 90, fortran 77, and as Matlab functions. The complete set of routines and test programs is coded in Fortran 90. 相似文献
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In this study, a dynamic modeling method for foil-like underwater vehicles is introduced and experimentally verified in different sea tests of the Hadal ARV. The dumping force of a foil-like underwater vehicle is sensitive to swing motion. Some foil-like underwater vehicles swing periodically when performing a free-fall dive task in experiments. Models using conventional modeling methods yield solutions with asymptotic stability, which cannot simulate the self-sustained swing motion. By improving the ridge regression optimization algorithm, a grey-box modeling method based on 378 viscous drag coefficients using the Taylor series expansion is proposed in this study. The method is optimized for over-fitting and convergence problems caused by large parameter matrices. Instead of the PMM test data, the unsteady computational fluid dynamics calculation results are used in modeling. The obtained model can better simulate the swing motion of the underwater vehicle. Simulation and experimental results show a good consistency in free-fall tests during sea trials, as well as a prediction of the dive speed in the swing state. 相似文献
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超短基线水声定位系统是海洋工程及水下无人系统中应用较广泛的精密仪器设备，为了提高对水下目标的定位精度，在使用前需对其进行校准。描述了一种基于最小二乘法迭代修正的超短基线水声定位系统校准方法，该方法以最小二乘法为基本原理，通过多次迭代修正的方式，修正基阵与GPS天线之间的平移偏差以及基阵与罗经之间的旋转偏差，从而提高系统的测量精度，最终通过湖上试验验证了该方法的有效性。 相似文献
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重物在落水和着底过程中都会产生瞬态声信号,这类信号可被运用于浅水区域水下目标定位。 针对浅水区域目标定位的问题,提出了一种基于小型立体五元基阵的瞬态声源快速被动定位算法。 在分析重物落水信号特征的基础上,选取合适的广义互相关加权函数求得传声器之间的声程差,运用快速最小二乘搜索算法进行声源定位。 结果表明:运用 5 传声器阵列可以同时兼顾定位精度和鲁棒性,且满足实时性要求,该方法可运用于浅水区域瞬态声源定位等领域。 相似文献
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针对水下目标跟踪非线性跟踪精度问题,假设目标机动模型为恒转速运动模型,贝叶斯框架下,因扩展卡尔曼滤波跟踪方法进行模型在估计点的泰勒展开,忽略一阶以上高阶项,存在模型误差,比较了扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波、容积卡尔曼滤波在高斯噪声干扰下滤波误差均方根,以及3种方法运行时间。仿真证明,非线性系统下状态维度为5,容积卡尔曼滤波跟踪的精度高于无迹卡尔曼滤波,无迹卡尔曼滤波高于扩展卡尔曼滤波。该研究为海上目标非线性测量系统提供仿真实例,为进一步滤波算法改进提供基础。 相似文献
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基于高阶边界元的三维数值波浪港池--波浪破碎的模拟 总被引：5，自引：1，他引：4
在势流理论的框架内,采用高阶边界元方法和混合欧拉-拉格朗日法,实现了对三维波浪破碎过程的数值模拟.数值模型使用可调节时间步长的基于二阶显式泰勒展开的混合欧拉-拉格郎日时间步进来求解自由表面的演化过程.在所使用的边界元方法中,采用16节点三次滑移四边形单元来表示,这种单元在单元内具有高阶的精度同时在单元之间具有良好的连续性.给出了孤立波的传播和周期性非线性波浪沿缓坡传播的计算结果,表明数值模型具有良好的稳定性. 相似文献