[科普中国]-推算船位法

推算船位法（acconmiodation method by calculation）是将位置已知的船位作为推算起始点，以此开始，依靠船自身的各种测量仪器与设备（如罗经、计程仪、测量海风的风向、风速以及流向、流速的仪器等），推算具有一定精度的实时船位的一种基本的海上定位方法。由于此法使用的各种仪器本身精度较低，海风、海流的影响又不易精确修正，随航行时间（距离）的增加，误差的积累将导致推算的船位精度迅速降低。因此在海洋大地测量中，将其作为测定船位时的一种辅助方法。

简介推算船位法（acconmiodation method by calculation）是将位置已知的船位作为推算起始点，以此开始，依靠船自身的各种测量仪器与设备（如罗经、计程仪、测量海风的风向、风速以及流向、流速的仪器等），推算具有一定精度的实时船位的一种基本的海上定位方法。由于此法使用的各种仪器本身精度较低，海风、海流的影响又不易精确修正，随航行时间（距离）的增加，误差的积累将导致推算的船位精度迅速降低。因此在海洋大地测量中，仪将其作为测定船位时的一种辅助方法。

航位推算导航是水下航行体的导航方式之一，其他方法包括：GPS 导航、惯性导航、重力场导航、地形匹配导航和组合导航等。

船位推算导航系统是利用多普勒计程仪或相关速度计加上光纤罗经组成的导航系统。由于它可实时定位及给出载体平台当前和将来的位置，使其在水下航行体导航中占有至关重要的地位1。

缺点船位推算存在的最严重的问题是随着航行时间的增大，其导航误差也不断增大，而且增长速率是海流、水下航行体的速度、测量传感器精度的函数。若水下航行体周期性地浮出水面，并采用GPS对其位置修正，其导航精度将会得到很大的提高。采用这样方法进行修正的主要缺陷是对军用水下航行体的隐蔽性不利；而对于深海作业的水下航行体却存在着需要额外的时间和能源的问题；当海面有冰层时，由于冰层的阻碍作用也使这种方法难以实现1。

优点对于执行水下航行体特定的任务，船位推算是一种低成本的导航方法，特别是对于低航速、加速度小的情况尤为突出2。

一种基于图像的船位推算方法使用水下航行体装载的摄像机拍下海底画面，经过分析得到水下航行体的运动趋势然后应用于推算系统。作为船位推算系统，主要的缺点是各个时刻累计的误差导致水下航行体导航系统长期的漂移。虽然水下航行体在通过一个黑暗的地方时图像系统不能提供足够的信息来估计水下航行体的运动，但让基于图像的小型水下航行体的导航系统和声纳装置结合，所有的传感器使用扩展的卡尔曼滤波方式，这样小型水下航行体也能在“黑暗”地带进行运动估计。

由于环境噪声影响，使用强跟踪滤波器后航位推算误差减小了50%，并且系统鲁棒性也有了较大提高。虽然传统的船位推算技术容易受到环境噪声的影响，但它和某些导航技术相结合时则会表现出更优的效果，例如通过强跟踪卡尔曼滤波器进行最优估计，GPS定位系统定期对推算导航系统进行位置重调就能够使导航精度明显改善。对于小型化的水下航行体系统，该方法具有优越的实用性和有效性3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所