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大型舰船上装备有雷达、光电侦测、舰载机等武器设备,各设备在工作时需要当前时刻以及未来短时预报得到的高精度姿态信息对武器装备进行引导。传统方法依靠各设备自带的局部基准提供姿态信息,然而随着舰载设备增加,并且对姿态精度的需求不断提高,传统方法难以满足应用需求。本文在舰船姿态的短时预报和角变形预报方面开展研究,探讨从有限几点的姿态与形变测量结果预报得到全舰任意点的姿态信息。本文主要研究内容和研究成果如下:(1)建立了EMD-AR和WD-AR时域混合预报模型。首先研究了传统的AR预报模型,在此基础上引入了经验模态分解和小波分解,从而建立了EMD-AR和WD-AR预报模型。混合预报模型预报精度相对于传统AR预报模型预报精度有了明显的提高。对于WD-AR预报模型,纵摇数据预报的相对误差平均降低了4.4%,达到了6.92%%;横摇数据预报的相对误差平均降低了2.93%,达到了7.61%;对于EMD-AR预报模型,纵摇数据预报的相对误差平均降低了2.9%,达到了8.43%;横摇数据预报的相对误差平均降低了1.83%,达到了8.71%;(2)建立了EMD-WD-AR时域混合预报模型。结合EMD-AR预报模型和WD-AR预报模型的特点,得到了EMD-WD-AR预报模型。该预报模型的预报精度在混合预报模型的基础上有进一步的提高,纵摇数据预报的相对误差平均降低了4.8%,达到了6.5%;横摇数据预报的相对误差平均降低了3.49%,达到了7.05%。(3)建立了半经验形变预报模型。根据二维水弹性、模态分析以及伯努利梁理论,推导了船体角形变与船体结构参数之间的物理方程,以及不同战位点形变角之间关系,建立了船体角形变与船体结构参数之间的半经验形变预报模型。通过该模型,利用已知点的形变数据,可以预报待测战位点的形变值。不同预报点预报精度有所差异,动态形变预报的相对误差优于9%;静态缓变形变预报的相对误差优于14%。(4)提出了一种全舰姿态时空域预报理论,并建立了模型。结合EMD+WD+AR预报模型与半经验形变预报模型,建立了全舰姿态时空域预报模型。通过该模型能够对全舰任意点处姿态进行预报,并且可以预报该点未来5s姿态。不同预报点的预报精度有所差异,动态形变未来5s预报的相对误差优于15%。