基于Adaboost算法的海上风速预测研究

1

作者 张润锋 王晓菲 +1 位作者 薛冬阳 吴以宁 《中国航海》 北大核心 2025年第1期18-25,共8页

复杂气象海况条件直接影响船舶的航海安全,海上风速作为气象海况中的主要因素,其预测的精准性对航行安全以及航迹规划等具有重要意义。为有效提高海上风速预测的精准度,克服单一预测模型的局限性,对连云港站点海上风场数据进行实例研究... 复杂气象海况条件直接影响船舶的航海安全,海上风速作为气象海况中的主要因素,其预测的精准性对航行安全以及航迹规划等具有重要意义。为有效提高海上风速预测的精准度,克服单一预测模型的局限性,对连云港站点海上风场数据进行实例研究,采用Adaboost集成算法融合多模型优势构建海上风速组合预测模型。分别采用BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)、遗传算法(Genetic Algorithm,GA)-BPNN、长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)和鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)-支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)等4种时间序列预测模型进行风速预测。考虑单一模型预测效果,应用Adaboost算法对GA-BPNN模型和WOA-SVR模型进行集成,进而构建海上风速组合预测模型,并与Bagging算法集成精度进行比较。分析结果表明:Adaboost集成算法的组合预测模型均方根误差相较单一模型均方根误差降低了约13%,平均绝对误差降低了约16%,试验结果有效地验证了组合预测模型在海上风速数据预测方面的优越性,对提高航海安全性与航迹优化设计具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 航海安全 风速预测 集成算法 组合预测

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基于改进A^(*)算法的西北航道多目标航路规划 被引量：1

2

作者 潘家财 陆蒙洁 +2 位作者 杨朝棚 魏凯 贾世灏 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期52-59,共8页

全球气候变暖导致北极海冰消融,西北航道进行商业运输活动的船舶数量越来越多。针对北极西北航道复杂冰情下船舶航行安全及经济性的需求,充分考虑了海冰特性、船舶破冰能力以及实际航行风险,以船舶燃油消耗和航时为优化目标,构建了基于... 全球气候变暖导致北极海冰消融,西北航道进行商业运输活动的船舶数量越来越多。针对北极西北航道复杂冰情下船舶航行安全及经济性的需求,充分考虑了海冰特性、船舶破冰能力以及实际航行风险,以船舶燃油消耗和航时为优化目标,构建了基于动态加权A^(*)算法的多目标冰区航路规划模型。提出了一种考虑安全距离的动态加权A^(*)算法,引入指数衰减因子调整A^(*)算法的搜索策略,减少不必要的搜索空间,并将其应用于冰区航路规划模型,进行西北航道航路规划仿真分析。仿真实验结果表明:该方法能够在确保船舶航行安全的基础上规划出燃油消耗及航时较优的航路,有效解决了船舶与海岸线、恶劣冰区边缘之间的安全距离问题,确保冰区航行的安全性。 展开更多

关键词 交通运输工程 北极海冰 西北航道 路径规划 多目标优化 动态加权A^(*)算法

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考虑集疏运均衡与空箱调运的内支线航线网络设计优化 被引量：1

3

作者 杨晨 王智利 +1 位作者 易天培 靳志宏 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第3期123-130,共8页

为了解决集装箱内支线运量结构差异以及航线结构单一,导致载箱率偏低与集疏运成本居高不下的问题,基于某集装箱枢纽港集疏运驳船运输网络的作业数据,提出了直达航线与环绕式航线结合的混合航线模式。在该模式下,将支线港按照航程距离进... 为了解决集装箱内支线运量结构差异以及航线结构单一,导致载箱率偏低与集疏运成本居高不下的问题,基于某集装箱枢纽港集疏运驳船运输网络的作业数据,提出了直达航线与环绕式航线结合的混合航线模式。在该模式下,将支线港按照航程距离进行聚类分析,并以集运与疏运均衡、重箱运输与空箱调运均衡为目标构建航线设计优化模型,通过小规模问题求解精确解验证模型,进而设计启发式算法求解现实规模问题。通过将提出的混合模式与现有直达航线模式进行运力需求对比分析,验证了混合航线模式可减少集疏运网络运力浪费,可为内支线航线网络设计提供决策参考。 展开更多

关键词 内支线运输 集装箱集疏运 班轮航线优化设计 集疏运均衡 空重箱均衡

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考虑自愿速度损失和货主满意度的北极东北航线船舶航速优化 被引量：1

4

作者 李振福 王婷婷 邱嘉欣 《上海海事大学学报》 北大核心 2024年第2期53-61,74,共10页

为在保证货主满意度的同时尽可能地控制航运成本,在考虑北极东北航线气象条件和自愿速度损失的基础上,建立北极东北航线航速优化模型,通过带精英策略的非支配排序遗传算法(elitist non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)和... 为在保证货主满意度的同时尽可能地控制航运成本,在考虑北极东北航线气象条件和自愿速度损失的基础上,建立北极东北航线航速优化模型,通过带精英策略的非支配排序遗传算法(elitist non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)和逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)筛选出最佳折中解。选取北极东北航线沿线重要港口进行案例分析,结果表明:当航运成本降低时,货主总体满意度会下降,船公司可以根据各货主的重要性调整航速,以平衡航运成本和货主满意度;对比考虑自愿速度损失与无自愿速度损失的北极东北航线航速优化模型发现,两者的优化结果存在显著差异,自愿速度损失直接影响航速优化模型的准确性;航速优化对时间窗较为敏感,较大的时间窗可以为减速和提高船舶能效提供更大的机会空间。 展开更多

关键词 航速优化 北极东北航线 自愿速度损失 货主满意度

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基于动态风浪环境的我国近海船舶避台航线优化 被引量：14

5

作者 张进峰 王晓鸥 刘永森 《中国航海》 CSCD 北大核心 2016年第2期45-49,共5页

为提高船舶避台的安全性和经济性,提出基于动态规划算法的船舶避台航线优化模型。选取一个对我国近海船舶航行安全造成严重影响的台风天气过程作为研究对象,以我国近海一艘实际运营的散货船的典型航线为例,充分考虑船舶在大风浪中的风... 为提高船舶避台的安全性和经济性,提出基于动态规划算法的船舶避台航线优化模型。选取一个对我国近海船舶航行安全造成严重影响的台风天气过程作为研究对象,以我国近海一艘实际运营的散货船的典型航线为例,充分考虑船舶在大风浪中的风增阻和波浪增阻及其引起的失速特征,得出台风动态移动过程中的船舶避台航时最短航线。仿真结果表明:优化航线可安全、动态地避开台风的大风浪区。 展开更多

关键词 气象导航 船舶避台 动态规划 动态风浪环境

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基于AIS海上交通调查的宁波—舟山核心港区船舶定线制 被引量：7

6

作者 刘轶华 肖英杰 关克平 《上海海事大学学报》 北大核心 2014年第1期1-5,共5页

为便于宁波—舟山核心港区船舶定线制的设计,在原始数据的基础上,采用基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据对辖区水域进行海上交通调查,详细分析辖区船舶航路、交叉等数据;结合船舶交通服务(Vessel Traffic ... 为便于宁波—舟山核心港区船舶定线制的设计,在原始数据的基础上,采用基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据对辖区水域进行海上交通调查,详细分析辖区船舶航路、交叉等数据;结合船舶交通服务(Vessel Traffic Services,VTS)中心的实时数据和船舶进出宁波—舟山核心港区的传统航路,从宏观和微观角度研究该水域船舶交通特性,确定船舶定线制总体设计方案、警戒区设置及定线制水域航道宽度.该定线制实施方案表明,基于AIS海上交通调查而拟定的船舶定线制,可满足当时的设计预期,确保辖区水域船舶通航秩序,有效保障辖区水域航行安全. 展开更多

关键词 宁波—舟山港 海上交通调查 船舶自动识别系统(AIS) 交通流 船舶定线制

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基于AIS数据的水域航路网络提取方法 被引量：6

7

作者 牟军敏 郭绍卿 +2 位作者 张志江 陈鹏飞 陈琳瑛 《中国航海》 CSCD 北大核心 2023年第2期152-160,共9页

随着航运业的蓬勃发展,港口间交通愈发拥挤,不仅为船舶的航行安全带来挑战,也为港航部门监管带来巨大压力。为了助力港航部门掌握船舶交通网络演化趋势,提升船舶交通精细化管理水平,基于船舶自动识别系统数据提出一种水域航路网络提取... 随着航运业的蓬勃发展,港口间交通愈发拥挤,不仅为船舶的航行安全带来挑战,也为港航部门监管带来巨大压力。为了助力港航部门掌握船舶交通网络演化趋势,提升船舶交通精细化管理水平,基于船舶自动识别系统数据提出一种水域航路网络提取方法。通过该方法挖掘水域中的船舶航行特征,识别特征节点并进行轨迹划分;利用频繁轨迹模式识别构造水域航路网络拓扑,并采用垂线分治法确定航路范围。基于宁波-舟山港的数据开展实证研究,结果表明:所提取的航路网络结果与水域航路分布现状高度吻合,能帮助港航部门及时发现已形成的习惯航路,还能用来进行航路规划,充分验证了方法的准确性、有效性和实用性。 展开更多

关键词 航路网络 船舶自动识别系统 数据驱动 轨迹特征

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基于船舶行为特征的武汉大桥水域航线优化 被引量：3

8

作者 桑凌志 耿丹阳 +2 位作者 张诚 曹德胜 严新平 《中国航海》 CSCD 北大核心 2017年第3期58-63,共6页

为保障内河桥区水域船舶通航的安全性,提高通行效率,以长江武汉大桥水域为研究对象,基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)信息对该水域的船舶行为特征进行分析。利用基于欧式距离与最小方差法的聚类方法分析,认... 为保障内河桥区水域船舶通航的安全性,提高通行效率,以长江武汉大桥水域为研究对象,基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)信息对该水域的船舶行为特征进行分析。利用基于欧式距离与最小方差法的聚类方法分析,认为过桥船舶可依据主机功率的不同进行划分。在长江船舶定线制的框架下,结合栅格法与蚁群算法建立武汉大桥水域的航道规划模型,对基于船舶行为特征的船舶航线进行优化。仿真结果表明:该方法在保证船舶安全、高效航行的前提下,能有效帮助海事管理部门对武汉大桥水域船舶航线进行优化。 展开更多

关键词 内河 武汉长江大桥 水域 船舶行为 航线 优化

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基于Memetic混合算法的桥区复杂水域船舶航路规划 被引量：4

9

作者 杨帆 王健宇 +1 位作者 杨柯 徐言民 《上海海事大学学报》 北大核心 2018年第2期7-11,共5页

针对复杂水域航路规划问题,通过分析长江武汉段桥区复杂水域通航条件,建立桥区复杂水域通航环境模型和航路规划数学模型。结合遗传算法的全局搜索能力和模拟退火算法的局部搜索能力,设计以这2种算法为策略的Memetic混合算法对给定模型... 针对复杂水域航路规划问题,通过分析长江武汉段桥区复杂水域通航条件,建立桥区复杂水域通航环境模型和航路规划数学模型。结合遗传算法的全局搜索能力和模拟退火算法的局部搜索能力,设计以这2种算法为策略的Memetic混合算法对给定模型进行求解。结果表明,Memetic混合算法在搜索精度和收敛速度上都更加出色,能实现在给定环境下的航路规划。采用控制相邻线段倾斜角差的方法对规划结果进行优化,使航路规划结果更具有实际意义。 展开更多

关键词 复杂水域 航路规划 Memetic 航路优化

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基于环绕模式的近洋集装箱班轮航线优化 被引量：2

10

作者 杨华龙 刘英 +1 位作者 朱全英 张燕 《上海海事大学学报》 北大核心 2014年第2期33-37,共5页

为改进近洋区域内集装箱班轮的航线优化问题,结合近洋环绕模式班轮干/支线运输特点,在满足区域内集装箱货运需求的前提下,以班轮公司收益最大化为目标,构建班轮挂靠干线枢纽港的航线优化模型.在求解旅行商问题(Traveling Salesman Probl... 为改进近洋区域内集装箱班轮的航线优化问题,结合近洋环绕模式班轮干/支线运输特点,在满足区域内集装箱货运需求的前提下,以班轮公司收益最大化为目标,构建班轮挂靠干线枢纽港的航线优化模型.在求解旅行商问题(Traveling Salesman Problem,TSP)获得初始班轮航线的基础上,设计该优化模型的算法.算例分析表明,该模型和算法不仅简便易行,而且可显著提高班轮公司的航次总收益. 展开更多

关键词 集装箱 班轮 环绕模式 航线优化 算法设计

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多无人海洋运载器协同编队任务分配方法 被引量：2

11

作者 吴洁 郝子康 +2 位作者 李明昊 朱汉华 姚玉南 《中国航海》 CSCD 北大核心 2023年第2期144-151,160,共9页

为更好地处理海面溢油,针对无人海洋运载器集群队形控制过程中任务分配延迟、收敛速度慢和易陷入局部最优的问题,提出将上层的巡回规划过程与下层的任务指派过程紧密结合的多无人海洋运载器协同编队任务分配方法。首先以匈牙利算法建立... 为更好地处理海面溢油,针对无人海洋运载器集群队形控制过程中任务分配延迟、收敛速度慢和易陷入局部最优的问题,提出将上层的巡回规划过程与下层的任务指派过程紧密结合的多无人海洋运载器协同编队任务分配方法。首先以匈牙利算法建立多运载器代价矩阵并完成运载器集群个体“可能围油任务”的协同分配,其次以蚁群算法求解运载器集群航迹规划问题,最后得到运载器集群最短闭循环巡回路径。仿真结果表明,通过该方法求得的总航迹长度缩短了15.13%,算法平均运行时间减少了46.57%,任务分配合理性得以有效提升。 展开更多

关键词 无人海洋运载器 航迹规划 蚁群算法 匈牙利算法 溢油处理

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沿海湾口水域船舶定线制设计方法 被引量：1

12

作者 袁志涛 刘克中 +2 位作者 辛旭日 杨星 刘炯炯 《上海海事大学学报》 北大核心 2018年第4期14-19,43,共7页

针对沿海湾口水域船舶交通流复杂且干扰因素较多的特点,构建船舶航迹集中度模型和船舶会聚区附近的船舶航行干扰度模型,提出湾口水域船舶定线制设计方法和流程。以福建三都澳口水域为例,通过船舶航迹集中度和船舶航行干扰度的计算分析,... 针对沿海湾口水域船舶交通流复杂且干扰因素较多的特点,构建船舶航迹集中度模型和船舶会聚区附近的船舶航行干扰度模型,提出湾口水域船舶定线制设计方法和流程。以福建三都澳口水域为例,通过船舶航迹集中度和船舶航行干扰度的计算分析,提出三都澳口水域船舶定线制初步设计方案。通过专家咨询与调查,验证提出方法和流程的可行性。 展开更多

关键词 湾口水域 船舶定线制 船舶航迹集中度 船舶航行干扰度

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基于启运港退税的航线网络优化 被引量：1

13

作者 林国龙 信晓雷 丁一 《上海海事大学学报》 北大核心 2015年第1期1-5,共5页

针对未来启运港退税政策扩围后的启运港选择问题,建立以运输成本、资金占用成本和中转成本最小为目标的混合整数规划模型,用启发式贪婪算法进行求解.实例分析表明:该模型在基于启运港退税的航线网络优化中有效,可为实际的启运港选择和... 针对未来启运港退税政策扩围后的启运港选择问题,建立以运输成本、资金占用成本和中转成本最小为目标的混合整数规划模型,用启发式贪婪算法进行求解.实例分析表明:该模型在基于启运港退税的航线网络优化中有效,可为实际的启运港选择和集装箱运输线路选择提供理论参考. 展开更多

关键词 启运港 退税 网络优化 启发式算法

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基于鱼骨图和AHP方法的北极航线问题诊断 被引量：2

14

作者 李振福 《技术经济与管理研究》 北大核心 2010年第S1期23-26,共4页

北极航线问题因为北冰洋的融化预期加快而变得愈来愈重要。中国在这一问题上不能失去话语权,要争得北极航线问题国际机制上的主动权,需要对北极航线问题进行深入研究,为成功争取北极航线权益提供理论依据。北极航线问题属于很难获得定... 北极航线问题因为北冰洋的融化预期加快而变得愈来愈重要。中国在这一问题上不能失去话语权,要争得北极航线问题国际机制上的主动权,需要对北极航线问题进行深入研究,为成功争取北极航线权益提供理论依据。北极航线问题属于很难获得定量信息,并且真正需要咨询专家进行解决的重要问题。针对在处理北极航线问题中遇到的复杂和异常的现象,提出利用管理技术中进行定性分析的鱼骨图和层次分析法(AHP)相结合的方法进行问题诊断并进行实际分析,进而讨论了两种方法相结合的优点及应用的局限。在进行实际分析的基础上,讨论了中国面对北极航线问题应采取的策略。研究结果可以帮助了解北极航线问题现状,发现新问题,提出切实可行的方案并帮助实施。 展开更多

关键词 北极航线 鱼骨图 AHP

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智能网络海上船舶物流运输最佳航线选取模型 被引量：2

15

作者 张莉 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第16期190-192,共3页

常规的物流运输航线选取模型无法获取实时天气及周边环境信息,导致绕避台风不及时。为此利用智能网络技术,设计海上船舶物流运输最佳航线选取模型。分析随机变量对物流运输路线的影响,利用智能网络获取船舶实时位置,计算航线运营成本,... 常规的物流运输航线选取模型无法获取实时天气及周边环境信息,导致绕避台风不及时。为此利用智能网络技术,设计海上船舶物流运输最佳航线选取模型。分析随机变量对物流运输路线的影响,利用智能网络获取船舶实时位置,计算航线运营成本,了解运输总需求,分析船型大小与其挂靠频率间的关系,选择合适的靠泊港口与靠港顺序,完成智能网络下海上船舶物流运输最佳航线选取模型设计。采用仿真对照实验,测试该模型应用效果。实验结果表明,将智能网络技术应用到最佳航线选取过程当中,能够实时获取相关信息,准确地制定船舶绕避台风方案,选择最为合适的物流运输航线,保证货物安全并准时到达。 展开更多

关键词 智能网络 物流运输 最佳航线 路径选择

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基于多源信息的船舶航线规划数学模型 被引量：1

16

作者 梅峰太 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第22期25-27,共3页

常规船舶航线规划数学模型存在航行状态空间转换过程不完善的问题,导致船舶航行的燃油消耗量过大,设计一种多源信息的船舶航线规划数学模型。汇总风、浪、流的历史数据,获取船舶航行临界速度,粒子群算法转换航行状态空间,利用随机解对... 常规船舶航线规划数学模型存在航行状态空间转换过程不完善的问题,导致船舶航行的燃油消耗量过大,设计一种多源信息的船舶航线规划数学模型。汇总风、浪、流的历史数据,获取船舶航行临界速度,粒子群算法转换航行状态空间,利用随机解对种群进行初始化处理,将船舶看作数学模型质点,多源信息构建航线规划数学模型。实验结果表明:本文的船舶航线规划数学模型与另外2种数学模型的燃油消耗量均值为422.33,514.19,509.47 ton,证明融合了多源信息技术的船舶航线规划数学模型实际应用价值更高。 展开更多

关键词 多源信息 船舶航线规划 临界速度 状态空间 最优航线 数学模型

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宁波港交通管制方案的研究

17

作者 胡云平 包雄关 舒海平 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2003年第2期148-151,共4页

根据IMO及我国有关船舶定线制规定,通过对海上交通事故的分析,指出宁波港的船舶交通存在的问题,提出改善宁波港的船舶交通定线制的方案。

关键词 宁波港 船舶 船舶定线 交通规则 交通管制

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环日本海地区的航线优化研究

18

作者 孙学珊 杨忠振 《中国航海》 CSCD 北大核心 2011年第3期108-112,共5页

随着环日本海地区贸易往来的频繁,优化该地区航运网络结构,提升海运通达性,成为推动该地区经济发展的重要手段。因此,提出一个以航运企业利润最大为目标的航线网络优化模型。该模型综合考虑航线、船型与需求间的关系,以船舶的载重量为约... 随着环日本海地区贸易往来的频繁,优化该地区航运网络结构,提升海运通达性,成为推动该地区经济发展的重要手段。因此,提出一个以航运企业利润最大为目标的航线网络优化模型。该模型综合考虑航线、船型与需求间的关系,以船舶的载重量为约束,优化航运企业的资源配置,设计航线及选择适宜船型。利用实际数据对该模型进行检验,结果显示,优化的航线网络以及确定船型在不同经济条件下有所差别,可为环日本海航线的开辟与运营提供借鉴。 展开更多

关键词 水路运输 环绕航线 优化模型 船型 环日本海地区

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基于Maklink图和蚁群算法的航线规划 被引量：26

19

作者 陈晓 戴冉 陈昌源 《中国航海》 CSCD 北大核心 2017年第3期9-13,共5页

为实现航线自动规划设计,提出一种可行的计算方法,并对船舶实际运营中进行航线规划时需注意的问题进行分析。以路径最短为目标,建立以避开障碍物区域和危险区域、控制转弯角度及减少转向点数目等为约束条件的规划模型。在建立模型过程中... 为实现航线自动规划设计,提出一种可行的计算方法,并对船舶实际运营中进行航线规划时需注意的问题进行分析。以路径最短为目标,建立以避开障碍物区域和危险区域、控制转弯角度及减少转向点数目等为约束条件的规划模型。在建立模型过程中,采用Maklink图和Dijkstra算法生成初始规划路径,采用蚁群算法对路径作进一步的优化和调整,以满足约束条件。试验结果表明:与传统的在纸质海图上绘制航线及在电子海图上手动输入转向点生成航线相比,通过智能算法生成航线具有耗时短、经济可靠等优点。 展开更多

关键词 船舶工程 航线自动规划 Maklink图 DIJKSTRA算法 蚁群算法

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等距离大圆航线设计方法 被引量：4

20

作者 朱银兵 李豹 曹可劲 《中国航海》 CSCD 北大核心 2018年第2期1-4,共4页

为解决现有等距离大圆航线设计方法在高纬度地区、极区附近及航线起始点与目标点纬度接近等情况下设计过程中航向角可能出现奇异现象和设计结果不可信等问题,根据球面三角形原理,推导等距离大圆航线详细设计过程。结合多个算例分析现有... 为解决现有等距离大圆航线设计方法在高纬度地区、极区附近及航线起始点与目标点纬度接近等情况下设计过程中航向角可能出现奇异现象和设计结果不可信等问题,根据球面三角形原理,推导等距离大圆航线详细设计过程。结合多个算例分析现有设计方法的局限性和产生偏差最终导致结果不可信的根源,验证所设计方法在高纬度地区、极区附近及航线起始点与目标点纬度接近时应用于大圆航线设计的准确性和有效性及对一般航线设计的广泛适用性,为该方法的推广应用奠定基础。 展开更多

关键词 航线设计 大圆航线 等距离 球面三角形

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