GPS导航的技术改进

在完善ＧＰＳ导航方式的过程中，引入重要目标点的概念，并以此为思想指导，修改原导航程序，使之多个目标点明确、直观地显示于驾驶台及船上各实验室的计算机显示屏幕上。从而提高船舶停靠站位的精度，并使船舶停靠原站位具可重复性。这样，满足了海上地质勘测和石油化探中多点间歇采样的需要，同时，亦提高了工作效率并有利于船舶航行安全。     

一种智能化的避台航线设计方法

为提高船舶气象导航自动化水平,实现避台决策由经验型向智能型转变,提出1种高效、稳定的绕避台风航线规划算法。基于电子海图平台实现GPS、数字化气象信息的多源信息集成,直观显示船舶和台风当前位置和运动态势,基于栅格模型设计避台航线自动生成算法,实现避台航线在线实时规划。仿真结果表明,该方法能够根据气象信息及时重建环境模型并获取新的最优航线,算法对环境的复杂性不敏感,具有稳定性好、求解规模大、效率高的特点。     

船舶海洋气象导航的业务概况与发展现状

通过对多家船舶海洋气象导航公司和机构的介绍,概括了国内外气象导航的业务和发展。文章分析结果表明,国外气象导航业务发展历史悠久,技术储备雄厚,业务体系完善,占据了全球气象导航业务的大部分市场份额。国内气象导航的发展历程较短,技术力量薄弱,业务量相对较少。当前国内的气象导航服务正在努力开拓创新,在信息化背景下逐步开展多样化的平台建设和产品研发,并取得了良好的进展。     

导航型GPS在海上地球物理勘探中的应用──卫导数据随机噪声处理

分析了导航型GPS在海上地球物理勘探应用中存在的问题，着重研究了卡尔曼滤波对号航数据中航向和航速的处理；提出两种滤波模型，对模拟的导航数据和真实航行数据进行计算，并将结果用于重力测量数据的Eotvos改正，对出现的问题进行了讨论。文章提出适当的处理方法，使导航型GPS适应海上地球物理勘探的要求，提高了导航精度和满足测量了精度。     

国家海洋局成功地进行九次气象导航试验

新华社北京一月十八日电(记者张继民)国家海洋局海洋环境预报中心一九八四年先后九次在横跨太平洋的几条航线上,进行了气象导航试验,导航效果已接近国外这类导航的先进水平。 气象导航亦称最佳航线。它根据海洋环境要素预报和船舶本身的运动性能,利用电子计算机模拟大量航线,从中优选出航行安全、航程较短、航时最省、人员舒适及货损最小的理想航线;船舶启航后,实行连续跟踪预报服务,提供航行海域未来的环境状况,如风向、风力、风浪及涌浪等,并结合船只及货载的具体情况修正船舶航向,加速或缓行,借以避难就易,提高营运效益。     

中国海监船舶导航与监控系统的研究

海监船舶在维护南海海洋权益、实施海域使用管理、海洋环境保护和海洋防灾救灾等方面起着重要的作用。文章从技术实现角度出发,结合海监船舶的航行方法、区域及受控监管特点,对海监船舶导航及监控的技术和信息需求做了深入研究,设计并基本实现了“海监船舶导航与监控管理信息系统”。     

海上导航信息远程传输监控技术研究与应用

将北斗通信技术、船舶自动识别系统技术、航标遥测遥控技术以及GPS差分技术进行有效结合,研制了海上导航信息远程传输监控系统,对我国中、远海海域装有AIS设备的船舶进行跟踪与监控、可疑船舶的辨认、船舶的岸基调度、航标遥测遥控、GPS差分信息远程播发等。相比单一技术的应用,海上导航信息远程传输监控系统不受天气条件限制,无需人员定期出海维护,具有设备集成度高、导航差错率低、功能全面、成本效益好等特点。     

基于大数据的复杂海运环境下船舶路径自动生成方法

随着全球经济的快速发展,海上运输由于其运力大、运费低而变得更具实用性。然而,这也意味着在海上航道行驶的船只正变得越来越多,这将导致在复杂的海洋环境中航海船只发生事故的可能性会很高。据相关历史的统计,在海域中航行缺乏高精度导航数据会导致大量事故,这种累积的事故信息可以被用来提高航海的安全性。本文通过将蕴含在AIS (Automatic Identification System) 大数据中的经验导航信息挖掘出来,以辅助实现复杂海事环境下安全可靠的船舶路径的生成。本文提出了一种基于大数据自动生成船舶路径的新方法。该方法首先在大量船舶轨迹上通过DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) 聚类形成不同的轨迹矢量簇。然后,迭代计算轨迹矢量簇的中心线,并从这些中心线之间的节点-弧段拓扑关系来构建航道网络。最后,基于航道网络来实现船舶路径的生成,对于航道网络未覆盖的海域,则通过海洋环境风险栅格的路径规划来实现船舶路径的生成。不同海域不同AIS数据集进行的多次实验结果表明,本文提出的船舶路径生成方法是有效性。     

船载鱼眼相机星光导航技术研究

星光导航是船舶航海中一种重要的自主导航技术。针对海洋环境的特点以及目前海上星光导航存在的主要问题,提出了一种船载鱼眼相机星光导航技术,利用超大视场的鱼眼相机对全天区可见星体和海天线同时成像,海天线为星高度角的观测确定了水平基准,通过导航定位算法的解算,可实现对海上船舶高精度、智能化、高效率的导航定位,同时具有设备简单、可靠性高的优点。为了验证船载鱼眼相机星光导航技术的性能,进行海上观测实验,实验结果表明:该技术平均能够以90 s的时间达到0.9 nmile的定位精度,具有较好的海上导航精度和效率。     

基于AIS的海洋环境目标监测技术研究

介绍了由多种AIS监测平台获取船舶信息的方法,探讨基于AIS的海洋环境目标监测技术。介绍了AIS信息获取和融合技术,提出了同类传感器多源融合与异类传感器多源融合的模型,描述了船只目标信息提取与应用技术。通过收集处理AIS信息,可以大大扩展船舶的监视范围,对于提高船舶动态的监控能力和海上安全的保障能力具有很重要的意义。     

浅谈卫星通信在海洋渔业生产中的普及应用和发展

<正>卫星通信技术在20世纪90年代初被应用于海洋渔业船舶定位导航,在此之前,渔业船舶配备的航行定位设备定位速度慢且定位误差较大。全球卫星定位导航仪(GPS)应用到渔业船舶上后,系统能够自动定位导航,功能齐全,在导航时不但能显示航点、航线、到达距离和到达时间,还具有偏航报警、到达报警等多种功能。GPS定位导航数据精     

一种基于电子地图的GPS导航定位技术

阐述了三种微机与GPS接收机间通讯的方法，并剖析了数种常见GPS接收机数据格式，基于图层结构用面向对象方法（OO）成功地构律字适用于导航定位的电子地图，该种导航定位技术已成功地应用于面向多波束数据后处理的成图系统MBChart，并在多波束勘测中得到初步试用，已取得预期效果。     

电子海图与海事雷达

电子海图和海事雷达是航海的重要助航设备。为提高船舶在航行中的避碰能力,文章提出了电子海图图像与雷达信号的叠加方法。雷达的模拟视频信号、方位信号和触发脉冲,通过数模转换,利用极坐标与直角坐标变换模型和图像匹配,可以在电子海图底图上实时显示雷达捕获到的目标,以提高对船舶周围环境的监控能力。     

电子海图与海事雷达

电子海图和海事雷达是航海的重要助航设备。为提高船舶在航行中的避碰能力,文章提出了电子海图图像与雷达信号的叠加方法。雷达的模拟视频信号、方位信号和触发脉冲,通过数模转换,利用极坐标与直角坐标变换模型和图像匹配,可以在电子海图底图上实时显示雷达捕获到的目标,以提高对船舶周围环境的监控能力。     

远洋船舶避台航线设计方案——以台风“杜苏芮”(2305)为例

避台航线最优化问题是远洋气象导航中的关键问题之一,为解决该问题,文中提出了一种面向船舶避台航线规划的图搜索算法,通过船舶失速模型和台风影响下的船舶航行风险识别方法,引入船舶变速集,定义图搜索算法中每条边的权重,基于计划航线改进图搜索算法的搜索策略,提高算法的效率和避台航线的平滑性,以获得最小航时的避台航线。以2305号台风“杜苏芮”为例验证算法在避台航线设计中的有效性,实验结果表明,该算法能够有效地躲避台风“杜苏芮”的大风浪影响,并得到最优航时航线,对实现船舶智能避台、优化船舶航线设计具有重要意义。     

一种适用于高纬度船舶导航的横向地球坐标系

为了克服高纬度地区经线收敛引起的船用惯导系统无法准确定位的问题,提出将地球坐标系通过旋转构建一个横向地球坐标系,使得高纬度地区的船舶位置实际上是在一个矩形经纬网格区域内,并依据横向地球坐标系对船舶的位置和航向等信息进行计算,然后将计算的结果再变换到地球坐标系内,以此进行船舶的极区导航。理论分析证明,利用本文提出的横向地球坐标系能够对高纬度位置信息进行精确表示,能够满足高纬度地区的船舶导航的精度需求。     

基于多源定位数据的实时船舶监控系统设计

船舶监控涉及多类异构数据源,互联难度大。本文提出了一种采用多源定位数据的实时船舶监控系统(Vessel Monitoring System,VMS)设计方案,解决了多源异构数据的互联问题。该方案通过可扩展接口采集各类船舶终端的定位数据,采用多源定位数据融合算法,实现了实时显示船舶位置及快速回放船舶航行轨迹,并能与不同类型的船舶终端交互信息。经实际验证,该系统有效可行,对于促进中国船舶监控物联网发展具有重要作用。     

日本的小型船用电子海图

日本海上保安厅水路部已完成本国附近海域的电子航海图 (ＥＮＣ)生产 ,编制了 45 0个单元的海图数据并维持到最新 ,每月可提供一次电子海图更新光盘。但是 ,电子海图显示与信息系统 (ＥＣＤＩＳ)的普及都是以大型船舶为主 ,小型船舶进展缓慢。因此 ,水路部为了普及电子海图显示设备 ,试制ＰＣ机小型船用电子海图显示设备。近几年 ,ＰＣ机的性能逐渐提高 ,已能快速处理显示大容量的数据。市场上已出售能在ＰＣ机上处理ＥＮＣ数据的软件。在这一前提下 ,日本海上保安厅为促进在内河航运船舶 ,在小型船舶上普及电子海图显示设备 ,开发了小型船…     

海底地形匹配高效质点滤波导航方法

海底地形匹配导航技术可实现自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)长时间的水下精确导航。质点滤波器(Point-Mass Filter,PMF)是实现 AUV 精确海底地形匹配导航的重要方法,但质点权重计算过程中需要寻找空间分布不规则的实测地形数据点与网格化先验地形图数据点间空间对应关系,造成大量计算消耗,严重影响了地形匹配导航算法实时性能。提出一种海底地形匹配高效质点滤波导航方法,通过构建伪输入高斯过程(Sparse Pseudo-input Gaussian Processes,SPGPs)模型,实现实测海底地形数据高效、精确网格化插值过程,并根据 SPGPs 方法提供的插值置信度实现网格化概率地图构建;搭建质点滤波器算法框架,提出适用于概率地图的质点权重计算过程,通过考虑网格化地图不同节点插值置信程度差别,提高地形匹配导航精度。于青岛中沙礁展开海上数据获取试验,并利用海试数据完成算法回放式仿真验证。试验结果证明,所提出网格化插值方法可实现高精度、高效地形深度插值过程,所提出海底地形匹配高效质点滤波导航方法可为 AUV 在线提供精确导航结果,且实时导航圆概率误差小于 3 m。     

水声导航、定位技术发展趋势探讨

水声导航、定位技术在海洋科学和海洋工程中有着广泛的应用,近年来已逐渐向高精度、多传感器、多手段融合的方向发展。本文以导航、定位声纳的发展为关注对象,概述了水声导航、定位技术在技术前沿上的发展状况,提炼出其技术发展趋势,并介绍了水声导航、定位技术的应用前景。