舰船运动极短期建模预报的研究现状

（ ）将 当 前 和 过 去 的波 浪扰 动作 为 输 入 ， ３ 利用 舰 船 的响应 核 函数 作 卷积 进行 预报 计 算 。 文 中 推 导 出舰 船 纵 摇 和 升 沉 的 响 应 函数 分 别
为：
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能通 过统 计参 数 来 实 现 ， 重 要 的统 计 参 数 就 是 功 最 率谱 。 利用 Ｗｉ ｅ 预 报 方 法 必须 完 全 和 准 确 地 知 道 ｅ ｒ ｎ
主要 是 由于 波浪 力 和其 他 干 扰 力 的作 用 ， 舰 船 产 使
生 六 自由度 的运动 ， 引起 飞行 甲板 位移 ， 重 干扰 飞 严
机 安全 起 降 。为此 ， 要应 用极 短期 预报 技 术 ， 舰 需 对 船运 动 的未 来有 效 时 间 内 的姿 态 进 行的功 率 谱 ， 于计 算 随机 过 程 的功 率 谱 是 由
相 当复 杂 的 ， 需要 对 测量 数据 进 行长 时 间 的处理 ， 而
力、 纵摇 力 矩 。
Ｗ ｉ ｅ…提 出平 稳 时 间 序 列 预 报 方 法 ， 方 法 ｅ ｒ ｎ 该
是 以积分 方程 为 分析 工具 并使 均 方误 差 为最 小 的最 佳线 性 预 报 。Ｊ Ｔ． ｌ ｋ ， Ｒ、 ａｅ［ 等 人 把 这 、 Ｆｅ Ｅ Ｍ、 Ｂ ｔｓ ］ ｃ ３ 种 方法 用 于研 究 波 浪 频 率 比较 低 的 舰 船 运 动 预 报 ， 结 果表 明 ： 于纵摇 能 相 当 满 意 地 预报 到 ５ 对 ～６秒 ， 之后 ， 随着 预 报 时 间的增 加 ， 误差 明显 增 大 。这 种方 法 需要 把 预报 与 滤 波 结 合 起 来 ， 终 要 求 对 输 入 信 最
谢 美 萍 女 工学博士 上海财经大学经济信息管理系［０ ４３ ２０ ３ ］
摘 要 综述 了舰船 姿 态运 动极 短 期建模 预 报 的发 展 历 史及 现 状 ， 论 了各 种 建模 预 报 方法 讨 在舰 船 运 动极 短 期建模 预 报 中存 在 的 问题 ， 重 介 绍 了投 影 寻 踪 学 习法 用 于 舰 船 运 动 建 模 预 报 。 着 此外 ， 舰船运 动极 短期 建模 预 报 的研 究作 了展 望 。 对 关 键词 舰 船运 动 极 短期 建 模 预报 中图分 类 号 Ｕ６ １ ３ ６ ．
要 有 如下 几种 。
１ １ 统 计 预 报 方 法 ．
最 早 ， Ｋａｌｎ ］ 积 法 对 舰 船 运 动 进 行 了 Ｐ． ｐａ ［ 卷 预报 ， 即采用 基 于 可测 量 的 艏前 某 处 波 高作 为输 入 信 号 ， 将其 与 舰船 响应 核 函数 作 卷积 ， 到舰船 运 并 得 动预 报 ， 基本 步骤 如 下 ： （ ）测量 舰 艏前 ｚ １ 点 处 波浪 高 度及 方 向。 （ ）把 波浪 扰 动作 为测 量 点 ｚ ２ 所 在 的 ｚ轴 变 化 的位 置 和时 间 的 函数 ， 出 作 用 在 舰 船 上 的水 动 求
且功 率谱 必须 能 用 有 理 函数 来 近 似 ， 能 获得 预 报 才
装置 的变 换 函数 的表 达 式 ， 这需 要 的数 据处 理 是 非
导飞 机安 全 起 降或 作 为 起 降 自动 控 制 系统 的一 部 分， 可大 大提 高舰 船 的战 斗力 ， 宽对 舰载 机 的性 能 放
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舰 船运动极 短期 建模预报 的研究现状
赵 希 人 教授／ 哈尔滨工程大学 自动化学院［５０ １ 博导 １００ ］
彭 秀艳 女
副教授／ 博士生 哈尔滨工程大学 自动化学院［５ ０ １ １０ ０ ］
沈 艳 女 副教授／ 博士生 哈尔滨工程大学 自动化学院［５ ０ １ １０ ０ ］
０ 引 言
舰船 以其 强 大 的舰 载机 能 力 而 著 称 ， 而 受 技 然 术上 的限制 ， 飞 机起 降作 业上 还有 明显 的不 足 ， 在 这
号的 历史 数据 进 行 数 学 运算 ， 而 得 到 未 来 时 刻 的 从
短 期 预报 ， 因要 求 预报 的信号 是一 个 随机 信 号 ， 只 它
１ 广。 ｏ
式 中 ｌ是谐 波 的 角 频 率 ； 丁０为 采 样 周 期 ； ０为 丁 采 样时 刻 ， ＝１ ２ … ， ａ为 复数 ， 模 ｌ 代 表 ， ， Ｎ； 其 ｌ ａ 谐波 的 振 幅 ， 角 ａ代 表谐 波 的初 始 相 角 。于 是 相
１２ 卷积 方 法 ．
要求， 降低 飞机 成 本 ， 而且 最重 要 的是 应用 预报 技 术
可 以极 大地 减 少 事 故 的发 生 。 因此 ， 船 运 动 极 短 舰 期 建模 预报 有 很重 要 的 意义 。
１ 舰 船 运 动 极 短 期 建 模 预 报 研 究 现 状
对 舰 船运 动 的极 短期 建模 预 报 的研究 在 国 内外 已取得 不 少 的研究 成 果 ， 的 已应 用 于实 际 ， 有 研究 方 法 既有 频 域分 析 法 ， 有 时 域 分 析法 。归 纳 起 来 主 也
常复 杂 的。另 外 ， 于航 向 的变 化 和海 风 的影 响 使 由 舰船 运 动 的功率 谱 也 随 时 间 而 明显 变 化 ， 这会 使 功
率谱 的处理 更加 难 以实 现 。因此 ， 种 预报 方法 ， 这 应 用 于实 际 的舰 船运动 预 报显 然有 诸 多 的 限制 因素 。
（） １ （） ２
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本 项 目系 基 金 项 目 ， 防科 工 委 预 研 项 目资 助 （３ １６ １ ） 国 ４ ． ．②
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和 甜 工程 ２０ 年第３期 ０２
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式 中 ，，（ ） 舰船 前方 ｚｌ 量点 处 的波 高 函数 ， ｒ 是 测