航行安全“拦路虎”,海洋载体的升沉痛点有多棘手?
船舶在海浪中颠簸,甲板俯仰导致货物装卸险象环生、舰载雷达失灵;海洋调查船的声呐、采样设备,因船体垂直晃动导致测量数据失真…… 这些场景背后,都指向同一个关键问题 ——海洋载体的垂直升沉运动。
作为影响航行安全与作业效率的核心因素,升沉运动的精准估计与补偿一直是行业难题。传统解决方案需结合 IMU、姿态传感器与海浪预报数据,通过升沉算法与姿态算法(纵摇、横摇估计)协同工作实现动态补偿,但在复杂海况下仍面临精度不足的挑战。
两大技术突破!自研算法破解复杂海况下的升沉难题
针对行业痛点,牵星科技基于QX-M8S和 QX-MRU-C两款平台产品推出全新的自研实时升沉算法,凭借两大核心技术创新,实现了升沉估计精度的跨越式提升。

牵星科技QX-M8S

牵星科技QX-MRU系列产品
精准捕捉核心频率
海洋环境中的信号成分复杂,海浪运动常呈现多频率叠加特征,传统算法易受干扰导致频率估计偏差。自研算法创新设计复杂信号成分条件下主导频率的有效估计方法,能从杂乱的信号中精准锁定核心频率,为升沉计算提供可靠基础。
动态抵消误差
海况瞬息万变,固定参数的滤波器难以应对不同场景下的误差波动。算法创新采用自适应升沉误差补偿滤波器,可根据实际海况动态调整补偿策略,实时抵消各类干扰带来的误差,让升沉估计始终保持高精度。
双重严苛验证:从实验室到船载测试,用数据说话!
好的技术既要经得起实验室的精准测试,更要扛得住真实环境的实战考验。我们以国际知名品牌 SBG 公司的 Ellipse-N 海态产品为参照,完成了六自由度台模拟测试与水面实船验证,双重认证自研算法的硬核实力。
六自由度摇摆台测试
试验通过六自由度台精准模拟海洋环境:横摇、纵摇运动采用单频正弦信号,完美复刻海浪引起的船体倾斜;升沉运动涵盖单频、多频组合等多种模式,幅值控制在 0.2m,全面测试算法在不同海况下的适应性。

自研算法与 Ellipse-N 最新版本固件的计算结果同台竞技,19 组试验每组时长 900s,通过长时间数据采集确保结果可靠性,测试产品固定于六自由度摇摆台,最大限度排除外界干扰。
序号 | Ellipse-N升沉精度(m,1σ) | 牵星科技实时升沉算法升沉精度(m,1σ) |
1 | 0.019655 | 0.012562 |
2 | 0.012886 | 0.015601 |
3 | 0.031552 | 0.027620 |
4 | 0.038382 | 0.033178 |
5 | 0.044990 | 0.041825 |
6 | 0.049119 | 0.045739 |
7 | 0.050149 | 0.046414 |
8 | 0.020538 | 0.022462 |
9 | 0.022578 | 0.022721 |
10 | 0.026479 | 0.028204 |
11 | 0.017752 | 0.028381 |
12 | 0.017527 | 0.022053 |
13 | 0.019616 | 0.022589 |
14 | 0.030039 | 0.025995 |
15 | 0.030668 | 0.025101 |
16 | 0.018343 | 0.019270 |
17 | 0.014839 | 0.016652 |
18 | 0.017884 | 0.019298 |
19 | 0.027163 | 0.027130 |
船载测试
水面实船验证:真实水域碾压国际竞品
实验室数据亮眼,真实水域表现如何?我们将牵星MRU 产品与 Ellipse-N 捷联安装在无人船上,在水面开展实船测试,验证算法对自然风浪及过往行船激发波浪的适应性。
试验条件:复杂信号充分考核
试验共采集 3 组有效数据,总时长超 9000s,波浪最大幅度约 15cm,升沉能量主要集中在 0.25Hz-2Hz 之间。该频段信号具备一定带宽和复杂性,能充分考核算法的实际处理能力。
硬核结果:全指标优于国外同类产品
·数据 1(2000s 测试):MRU在所有统计指标下均优于Ellipse-N,MRU平均误差为0,无系统偏差,而Ellipse-N存在0.0024m微小正向偏差;
·三组数据综合分析:在湘江真实工况下,MRU 产品的升沉测量精度全面超越 Ellipse-N,充分验证了自研算法的实战性能。
技术落地:赋能多场景海洋作业升级
这套经过双重验证的自研升沉算法,可广泛应用于三大核心场景:
1.船舶航行:提升货物装卸安全性,保障雷达、起重机等舰载设备稳定运行;
2.有人/无人潜航器作业:提供精准定深支持,助力隐蔽巡航、水下对接,规避碰撞与暴露风险;
3.海洋科考:实现声呐、沉积物采样器等设备的升沉补偿,确保测量数据真实可靠。