本申請提供了一種基于BP神經網絡的氣壓式高程計，包括：傳感器，傳感器用于監測大氣參數；與傳感器連接的數據采集模塊，數據采集模塊用于對包含大氣參數的數據進行采集，并傳輸至處理器模塊；與數據采集模塊連接的處理器模塊，處理器模塊用于對包含大氣參數的數據進行去噪以及歸一化處理；與處理器模塊連接的上位機，上位機根據訓練好的BP神經網絡模型計算得到高程值，并將高程值進行實時顯示。BP神經網絡可以通過訓練調整自身的權值和偏置，以適應不同的環境和條件變化，提高高程計的適應能力。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高度測量裝置領域，特別涉及一種基于bp神經網絡的氣壓式高程計。
技術介紹
1、傳統的氣壓式高程計基于氣壓隨著海拔高度的變化而變化的原理制作，然而，氣壓與海拔高度的關系是非線性的，并且受環境溫度及濕度的影響，傳統的氣壓式高程計的測量結果容易受到影響。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的主要目的是解決氣壓式高程計的測量結果容易受環境溫度及濕度影響的技術問題。
2、本專利技術提供一種基于bp神經網絡的氣壓式高程計，包括：
3、傳感器，所述傳感器用于監測大氣參數；
4、與所述傳感器連接的數據采集模塊，所述數據采集模塊用于對包含所述大氣參數的數據進行采集，并傳輸至處理器模塊；
5、與所述數據采集模塊連接的處理器模塊，所述處理器模塊用于對包含所述大氣參數的數據進行去噪以及歸一化處理；
6、與所述處理器模塊連接的上位機，所述上位機根據訓練好的bp神經網絡模型計算得到高程值，并將所述高程值進行實時顯示。
7、在本專利技術的一些實施方式中，所述氣壓式高程計還包括電源模塊，所述電源模塊分別與所述傳感器、所述數據采集模塊以及所述處理器模塊連接，用于供電。
8、在本專利技術的一些實施方式中，所述傳感器包括溫度傳感器、氣壓傳感器以及濕度傳感器，用于分別監測環境溫度、大氣壓力和環境濕度。
9、在本專利技術的一些實施方式中，所述bp神經網絡模型計算過程為：
10、正向傳播：
>11、輸入層有4個神經元組成，分別表示大氣壓力、環境溫度、環境濕度和時間；12、輸入層的輸出：xi(i＝1，2，3,4)；
13、隱藏層有10個神經元組成，輸入層和隱藏層的權值為：vki(i＝1，2，3，4；k＝1，2，3....10)；
14、隱藏層輸入：
15、隱藏層輸出：zk＝f(sk)；
16、激活函數，使用sigmoid激活函數；
17、輸出層有1個神經元組成，表示高程值，輸出層輸入：
18、輸出層輸出：y＝f(sj)；
19、反向傳播：
20、若輸出層的實際輸出與期望的輸出不符合，則開始反向傳播；
21、隱藏層和輸出層的權值：
22、
23、兩個權值有公共部分，可簡化為：
24、
25、式中，tj表示期望輸出；yj表示實際的輸出；η表示學習率；zk表示隱藏層的輸出；xi表示輸入層的輸入；wjk表示隱藏層和輸出層的權值；sk和sj分別表示輸出層和隱藏層的輸入；f′z和f′為隱藏層和輸出層的激活函數；
26、權值更新：
27、神經網絡的修正和更新主要是對權值進行更新和修正，更新公式為：
28、
29、wij←wij+δwij。
30、在本專利技術的一些實施方式中，所述數據采集模塊與所述處理器模塊通過i2c通信連接。
31、本專利技術提供的一種基于bp神經網絡的氣壓式高程計，具體以下有益效果：
32、使用多種傳感器結合，利用壓力傳感器獲得準確的大氣壓力數值，利用溫度傳感器和濕度傳感器獲得溫度和濕度數據對大氣壓力進行補償，提高計算高程數據的準確度；
33、使用bp神經網絡模型進行計算高程值，利用bp神經網絡良好的非線性映射能力，有效捕捉輸入參數(氣壓、溫度、濕度和時間)與高程之間的非線性關系；
34、bp神經網絡可以通過訓練調整自身的權值和偏置，以適應不同的環境和條件變化，提高高程計的適應能力；
35、系統各部分通過標準通信接口與mcu連接，硬件設計和軟件編程均采用模塊化結構，便于系統維護和升級；通過數據去噪和歸一化處理，確保系統在各種環境下的可靠性和穩定性；
36、系統無需輸入額外參數，操作簡便，維護方便。
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【技術保護點】
1.一種基于BP神經網絡的氣壓式高程計，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于BP神經網絡的氣壓式高程計，其特征在于：所述氣壓式高程計還包括電源模塊，所述電源模塊分別與所述傳感器、所述數據采集模塊以及所述處理器模塊連接，用于供電。
3.根據權利要求1所述的一種基于BP神經網絡的氣壓式高程計，其特征在于：所述傳感器包括溫度傳感器、氣壓傳感器以及濕度傳感器，用于分別監測環境溫度、大氣壓力和環境濕度。
4.根據權利要求1所述的一種基于BP神經網絡的氣壓式高程計，其特征在于：所述BP神經網絡模型計算過程為：
5.根據權利要求1所述的一種基于BP神經網絡的氣壓式高程計，其特征在于：所述數據采集模塊與所述處理器模塊通過I2C通信連接。
【技術特征摘要】
1.一種基于bp神經網絡的氣壓式高程計，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于bp神經網絡的氣壓式高程計，其特征在于：所述氣壓式高程計還包括電源模塊，所述電源模塊分別與所述傳感器、所述數據采集模塊以及所述處理器模塊連接，用于供電。
3.根據權利要求1所述的一種基于bp神經網絡的氣壓式高程計，其特征在于：所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉爽，彭世杰，瞿曉花，沈中輝，張夢，
申請(專利權)人：江西中船航海儀器有限公司，
類型：發明
國別省市：
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