基于遥测数据的浮标漂移位置建模

徐良坤 金永兴 薛晗 周世波 潘佐明

摘要：为分析厦门港主航道浮标在外力作用下的漂移规律，防止由其漂移量过大引起的船舶导航误差，根据浮标遥测位置数据，计算浮标在漂移过程中通过某一位置点的频率，建立浮标漂移位置的概率密度模型，得到厦门港主航道浮标漂移位置的概率密度分布。在此基础上分析浮标漂移位置热点区域和漂移规律。实际应用结果表明，所建立的浮标漂移位置概率密度模型可以为浮标的漂移分析提供一种新的理论方法，从而为浮标的位置维护提供有益的参考。

关键词： 浮标漂移; 概率密度; 高斯分布

中图分类号： U644    文献标志码： A

Abstract： In order to analyze the drifting rule of buoys in Xiamen Port main channel under external force， and to prevent the ship navigation error caused by excessive deviation， according to the telemetry position data of buoys，the frequency of buoys passing through a position point in the drifting process is calculated， the probability density model of buoy drifting position is established， and the probability density distribution of Buoy drifting position in Xiamen Port main channel is obtained. On this basis， the hotspot area and the drifting rule of buoys are analyzed. The practical application results show that， the probability density model of buoy drifting position can provide a new theoretical method for the deviation analysis of buoys， thus providing useful reference for position maintenance of buoys.

Key words： buoy drifting; probability density; Gaussian distribution

0 引 言

浮标为船舶安全航行提供助航服务，其位置对船舶通航安全有较大的影响。因此，确保浮标位置准确是航海保障部门的一项重要工作。水中浮标在风、浪、流以及船行波等多种外力作用下，其漂移量和漂移方向很难通过理论计算。此外，浮标在抛设时，受人的因素（由人抛投）、设备因素（卫星定位误差）、浮体姿态（浮体倾斜角）等的影响，也会造成对外发布的浮标位置与航海人员实际观测到的浮标位置有一定的偏差。因此，如何有效分析浮标的漂移，是相关航海研究人员持续关注的课题。

为分析浮标的漂移量，周春辉等[1]利用K均值聚类算法和迭代自组织数据分析算法（iterative self-organizing data analysis technique algorithm，ISODATA）计算浮标位置数据点的中心，以此作为基准点分析其他位置数据点偏离中心的距离，并构建潮流作用下的浮标漂移模型，分析浮标的漂移特点。……