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CN108226975A - 船舶定位监控系统 - Google Patents

船舶定位监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种船舶定位监控系统，包括船位接收终端、定位模块、通信子系统和指挥控制中心，船位接收终端通过定位模块计算自身所处位置坐标，并将所述位置坐标信息通过通信子系统发送至指挥控制中心。本发明定位监控系统是一个基于现代卫星定位和无线数据通信技术的水上安全动态监控及预警综合服务平台，是针对水上安全管理的现状和特点，利用北斗/GPS/LTE等定位技术、移动通信技术和GIS地理信息系统技术等高新技术建立的船舶定位监控平台。系统可以实现防撞预警、船岸及船只之间的信息快速传递，实现主动防范、快速救援及航运信息一体化，提高安全防范和管理预控能力，降低水上事故率，促进航运事业的发展。

Description

船舶定位监控系统
技术领域
本发明涉及船舶定位技术，更具体的说，涉及一种船舶定位监控系统。
背景技术
在现有技术中，我国对海上船舶的管理主要通过沿岸各港口的船舶交通管理系统(VTS)。VTS是负责增进交通安全和提高交通效率以及保护环境的主管部门所实施的服务系统。其功能有数据搜集、数据评估、信息服务、航行协助服务、交通组织服务、支持联合行动。
VTS由信息获取、信息传输、信息处理三大部分组成。雷达设备是VTS中的信息获取设备，其作用是对水域目标采集与监视导航。通信设备是将雷达站采集到的信息传送至VTS控制中心；将VTS控制中心发出的对系统的控制信号送到各雷达站，建立VTS控制中心与船舶间的信息交换。数据处理设备将对各雷达站的雷达信息进行综合处理显示；对监视区域内航道，锚地的船舶与航标的动静态信息处理与评估、预测潜在危险并报警；记录信息收集和信息服务的情况。
由于目前的VTS主要利用雷达作为技术手段，而雷达存在着观测性能的局限性，使得所提供的目标位置精度及分辨率不高，目标特征参数少，不易识别，以至造成目标的误、漏跟踪，目标丢失及动态监测精度不高；特别是在目标密集、机动性大或海浪、雨雪干扰杂波大时更为严重，制约系统的整体性能。
同时，目前我国各地的VTS中心，覆盖范围小，基本上还处于相互独立、分散管理，只能监测到本水域范围内的船舶航行状况，而对于相邻水域或其它水域有关的船舶航行状况尚不能很好地了解。因此，寻求一种更可靠的船舶检测定位技术去支持VTS是很有必要的。
发明内容
针对背景技术中存在的缺点和不足，本发明的技术目的在于提供一种可靠的船舶定位监测系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种船舶定位监控系统，包括船位接收终端、定位模块、通信子系统和指挥控制中心，船位接收终端通过定位模块计算自身所处位置坐标，并将所述位置坐标信息通过通信子系统发送至指挥控制中心。
优选地，所述船位接收终端包括中央处理单元、定位模块、移动通信模块、无线网卡、报警单元和状态监测单元，所述移动通信模块、定位模块、报警单元和状态监测单元均与中央处理单元通信连接，所述无线网卡与移动通信模块连接。
优选地，所述状态监测单元包括航速传感器、用于检测船舶吃水高度的检测装置、风向监测传感器、气压监测传感器和三轴陀螺仪。
优选地，所述通信子系统包括短消息通讯网关或GPRS网关，移动终端通过移动通信模块和发送/接收天线与短消息通讯网关或GPRS网关通讯，通过所述短消息通讯网关或GPRS网关配合通讯服务运营商的短消息服务中心设备实现数据传递、信息缓存、协议和代码转换。
优选地，用于检测船舶吃水高度的检测装置包括浮漂和链式轨道，所述浮漂套在链式轨道上。
优选地，所述链式轨道最底端固定在船舶最大吃水线水平的位置。
优选地，用于检测船舶吃水高度的检测装置还包括超声波传感器，所述超声波传感器固定安装在船体外侧，超声波传感器朝向浮漂设置。
优选地，所述定位模块为北斗定位模块和/或GPS定位模块，所述北斗定位模块和/或GPS定位模块通过至少三颗卫星发来的数据计算自身所处位置坐标。
优选地，所述定位模块包括LTE模块，所述LTE模块以至少三颗卫星或沿海基站作为固定信标计算自身所处位置坐标。
本发明的有益技术效果是：
本定位监控系统是一个基于现代卫星定位和无线数据通信技术的，开放的、面向多用户、多种应用的水上安全动态监控及预警综合服务平台，是针对水上安全管理的现状和特点，利用北斗/GPS/LTE等定位技术、移动通信技术和GIS地理信息系统技术等高新技术建立的船舶定位监控平台。系统可以实现防撞预警、船岸及船只之间的信息快速传递，实现主动防范、快速救援及航运信息一体化，提高安全防范和管理预控能力，降低水上事故率，促进航运事业的发展。
附图说明
图1是本发明船舶定位监控系统的船位接收终端的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
一种船舶定位监控系统，包括船位接收终端、定位模块、通信子系统和指挥控制中心，船位接收终端通过定位模块计算自身所处位置坐标，并将所述位置坐标信息通过通信子系统发送至指挥控制中心。
所述船位接收终端包括中央处理单元、定位模块、移动通信模块、无线网卡、报警单元和状态监测单元，所述移动通信模块、定位模块、报警单元和状态监测单元均与中央处理单元通信连接，所述无线网卡与移动通信模块连接。无线网卡使一定范围内的移动智能终端能够连接互联网。
所述状态监测单元包括航速传感器、用于检测船舶吃水高度的检测装置、风向监测传感器、气压监测传感器和三轴陀螺仪。
所述通信子系统包括短消息通讯网关或GPRS网关，移动终端通过移动通信模块和发送/接收天线与短消息通讯网关或GPRS网关通讯，通过所述短消息通讯网关或GPRS网关配合通讯服务运营商的短消息服务中心设备实现数据传递、信息缓存、协议和代码转换。
所述定位模块为北斗定位模块和/或GPS定位模块，所述北斗定位模块和/或GPS定位模块通过至少三颗卫星发来的数据计算自身所处位置坐标。
所述定位模块包括LTE模块，所述LTE模块以至少三颗卫星或沿海基站作为固定信标计算自身所处位置坐标。
用于检测船舶吃水高度的检测装置包括浮漂和链式轨道，所述浮漂套在链式轨道上。所述链式轨道最底端固定在船舶最大吃水线水平的位置。用于检测船舶吃水高度的检测装置还包括超声波传感器，所述超声波传感器固定安装在船体外侧，超声波传感器朝向浮漂设置。该检测装置用于检测船位吃水情况，超声波传感器持续采集浮漂相对超声波传感器之间的距离。当检测到浮漂所处位置持续位于最大吃水线以上3分钟时，中央处理单元向报警单元发送命令控制其向船上工作人员发出警报，并通过移动通信模块向外发送报警信息。船上工作人员迅速排查原因，是否有危及船舶安全的事故发生，并实时与指挥控制中心保持通话，一旦确认险情无法自救，指挥控制中心立马组织安排救援力量进行快速救援，争取将损失降到最低。
(1)定位精度高。采用单定位模块的方式，定位精度小于15米。如有更高精度定位的需求，则可以采用差分定位的方式，根据差分定位基准站发送的信息方式可以将差分定位分为3类：位置差分、伪距差分和相位差分。这3种差分方式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送修正值，由用户接收并对其测量结果进行修正，以获得精确的定位结果。不同的是发送修正值的具体内容不一样，其差分精度也不同。其中伪距差分是将移动台的定位数据及差分基准站的定位数据同时送到中心进行二次差分来抵消公共误差部分，以提高其定位精度。
(2)覆盖范围广。只要在移动网络覆盖的地方均可监控，从而可以实现跨省甚至全国的监控。利用先进的卫星通信手段和网络技术，可实现船舶监管机构与船舶间远距离方便快速的信息交换，扩大海事部门对海上航行船舶的监控管理范围，提高船舶监管水平和船舶安全航行能力。近海定位可采用LTE模块与基站至今的通信计算船舶位置，也可以采用北斗或GPS进行定位。而远洋航行时，LTE网络无法覆盖，只能通过北斗或GPS进行定位。
(3)信息容量大，交互更及时便捷。利用卫星通信技术、计算机技术、网络技术等，建立基于同步定位卫星通信系统船舶监控管理系统，实现船舶静、动态信息资源共享及船舶监管机构与船舶之间方便快捷的信息交流，从而有利于加强船舶的监控管理与指挥调度力度，有效地提高船舶营运效益。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种船舶定位监控系统，其特征在于，包括船位接收终端、定位模块、通信子系统和指挥控制中心，船位接收终端通过定位模块计算自身所处位置坐标，并将所述位置坐标信息通过通信子系统发送至指挥控制中心。
2.根据权利要求1所述的船舶定位监控系统，其特征在于，所述船位接收终端包括中央处理单元、定位模块、移动通信模块、无线网卡、报警单元和状态监测单元，所述移动通信模块、定位模块、报警单元和状态监测单元均与中央处理单元通信连接，所述无线网卡与移动通信模块连接。
3.根据权利要求2所述的船舶定位监控系统，其特征在于，所述状态监测单元包括航速传感器、用于检测船舶吃水高度的检测装置、风向监测传感器、气压监测传感器和三轴陀螺仪。
4.根据权利要求1所述的船舶定位监控系统，其特征在于，所述通信子系统包括短消息通讯网关或GPRS网关，移动终端通过移动通信模块和发送/接收天线与短消息通讯网关或GPRS网关通讯，通过所述短消息通讯网关或GPRS网关配合通讯服务运营商的短消息服务中心设备实现数据传递、信息缓存、协议和代码转换。
5.根据权利要求2所述的船舶定位监控系统，其特征在于，用于检测船舶吃水高度的检测装置包括浮漂和链式轨道，所述浮漂套在链式轨道上。
6.根据权利要求5所述的船舶定位监控系统，其特征在于，所述链式轨道最底端固定在船舶最大吃水线水平的位置。
7.根据权利要求6所述的船舶定位监测系统，其特征在于，用于检测船舶吃水高度的检测装置还包括超声波传感器，所述超声波传感器固定安装在船体外侧，超声波传感器朝向浮漂设置。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的船舶定位系统，其特征在于，所述定位模块为北斗定位模块和/或GPS定位模块，所述北斗定位模块和/或GPS定位模块通过至少三颗卫星发来的数据计算自身所处位置坐标。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的船舶定位系统，其特征在于，所述定位模块包括LTE模块，所述LTE模块以至少三颗卫星或沿海基站作为固定信标计算自身所处位置坐标。
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