一种AIS实时信号的全息检测系统技术方案

本发明专利技术属于信号处理领域，具体涉及一种AIS实时信号的全息检测系统。所述系统包括岸站发射系统和移动接收机终端设备，岸站发射系统由高精度同步原子钟、数字中频信号发生器、DA转换模块和上变频模块组成；移动接收机终端包括下变频模块、AD转换模块、高精度同步原子钟和数字中频信号处理器；数字中频信号处理器由稀疏表示处理模块、存储模块、时间戳检测模块、载波剥离模块、解码模块和处理器模块组成。本发明专利技术能够以较小的存储代价得到某时间间隔内AIS信号的全息数据，并且准确检测到AIS载波信号的时间戳，得到传输延时，为实现船载AIS的自主定位功能奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种AIS实时信号的全息检测系统
本专利技术属于信号处理领域，涉及信号检测和路基定位交叉应用学科，具体涉及一种AIS实时信号的全息检测系统。
技术介绍
为了保证航行安全，国际海事组织要求船舶必须装备天基和路基双备份定位导航系统。对于一个备用系统来说，目前的路基定位导航系统的船载终端产品价格过于昂贵，导致船舶的安装率很低。然而船载AIS(AutomaticIdentificationSystem)设备却是所有船舶必须安装的一种数字助航系统，并且AIS岸站系统基本已经覆盖了世界的主要沿海区域，因此，利用现有的AIS设备实现船舶自主定位功能的技术具有广泛的应用基础。但是AIS系统的载波信号根据通信的需求是双频点的GMSK(GaussianFilteredMinimumShiftKeying)调制方式，与传统的路基定位系统采用的载波的调制方式不同。因此，为了解决AIS信号的载波测量问题，需要得到某时间间隔内AIS信号的全息数据，并检测其载波信号的时间戳，从而进一步得到传输延时。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种AIS信号的全息检测系统，利用现有的AIS设备，在船载终端得到某时间间隔内AIS信号的全息数据，并检测其载波信号的时间戳，得到传输延时，其适用于AIS船舶自主定位导航系统。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种AIS实时信号的全息检测系统，包括岸站发射系统和移动接收机终端设备，所述的移动接收机终端设备，包括下变频模块、AD转换模块、高精度同步原子钟和数字中频信号处理器。上述一种AIS实时信号的全息检测系统，所述的数字中频信号处理器，由稀疏表示处理模块、存储模块、时间戳检测模块、载波剥离模块、解码模块和处理器模块组成。上述一种AIS实时信号的全息检测系统，所述的岸站发射系统，由高精度同步原子钟、数字中频信号发生器、DA转换模块和上变频模块组成。具体处理步骤如下：(1)岸站发射系统中的数字中频信号发生器产生电文，电文在编码后采用GMSK方式调制载波。(2)调制后的信号经过DA转换模块和上变频模块，在经过功率放大后通过天线发射出去；(3)移动接收机终端设备将接收到的信号经过下变频模块和AD转换模块的处理后，接入数字中频信号发生器；(4)接收信号进入数字中频信号发生器后，首先经过稀疏表示处理模块进行稀疏表示，之后分成三路：一路经过载波剥离模块进行载波剥离，再经过解码模块和处理器模块，解析电文；一路经过存储模块，将数据进行保存；一路经过时间戳检测模块，得到时间戳的检测结果，然后将结果传给处理器模块；(5)处理器模块根据获得的时间戳检测结果，经过相关计算，即得到准确的信号传输延时。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：利用本专利技术能够以较小的存储代价得到某时间间隔内AIS信号的全息数据，并且准确检测到AIS载波信号的时间戳，得到传输延时，为实现船载AIS的自主定位功能奠定基础。附图说明图1是本专利技术的AIS实时信号的全息检测系统的结构框图；图2是本专利技术的岸站发射系统1的结构框图；图3是本专利技术的移动接收机终端设备2的结构框图；图中：1.岸站发射系统，2.移动接收机终端设备，3.高精度同步原子钟，4.数字中频信号发生器，5.DA转换模块，6.上变频模块，7.下变频模块，8.AD转换模块，9.数字中频信号发生器，10.稀疏表示处理模块，11.存储模块，12.时间戳检测模块，13.载波剥离模块，14.解码模块，15.处理器模块。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。一种AIS实时信号的全息检测系统，包括岸站发射系统1和移动接收机终端设备2，所述的移动接收机终端设备2，包括下变频模块7、AD转换模块8、高精度同步原子钟3和数字中频信号处理器9；所述的数字中频信号处理器9，由稀疏表示处理模块10、存储模块11、时间戳检测模块12、载波剥离模块13、解码模块14和处理器模块15组成；所述的岸站发射系统1，由高精度同步原子钟3、数字中频信号发生器4、DA转换模块5和上变频模块6组成，岸站发射系统1位置固定，并且使用高精度同步原子钟进行时间同步，产生电文并发射信号，产生的电文通过GMSK方式来调制载波。上述AIS实时信号的全息检测系统的检测方法，具体步骤如下：(1)岸站发射系统1中的数字中频信号发生器4产生电文，电文在编码后采用GMSK方式调制载波；(2)调制后的信号经过DA转换模块5和上变频模块6，在经过功率放大后通过天线发射出去；(3)移动接收机终端设备2将接收到的信号经过下变频模块7和AD转换模块8的处理后，接入数字中频信号发生器9；(4)接收信号进入数字中频信号发生器9后，首先经过稀疏表示处理模块10进行稀疏表示，之后分成三路：一路经过载波剥离模块13进行载波剥离，再经过解码模块14和处理器模块15，解析电文；一路经过存储模块11，将数据进行保存；一路经过时间戳检测模块12，得到时间戳的检测结果，然后将结果传给处理器模块15；(5)处理器模块15根据获得的时间戳检测结果，经过相关计算，即得到准确的信号传输延时，从而为实现AIS系统的定位功能提供所需的测距值。实施例1本专利技术系统应用于现有AIS。(1)AIS岸站发射信号AIS岸站发射设备依次发出24位训练序列(010101010101010101010101),8位起始标志(01111110)，168位1号电文，16位FCS，8位结束标志(01111110)，24位缓冲区。岸站发射设备选择设置位置为北纬38°51.85′，东经121°37.17′。(2)AIS移动终端设备接收信号测量延时将两个移动接收终端系统分别放置在北纬38°51.26′，东经121°32.74′和北纬38°50.4′，东经121°31.07′，由此可以得到两个移动接收端系统与岸站发射设备的准确距离分别为6482米和9195米。接收端接收信号通过下变频处理和AD转换进入到数字中频信号处理器9中，经过稀疏处理重建信号，然后由时间戳检测模块12进行时间戳检测，处理器模块15根据得到的结果，处理并计算得到信号的传输延时分别为τ1＝21793ns和τ2＝30677ns，进而计算出两个移动接收端系统与岸站的距离分别为s1＝cτ1＝6537.9米和s2＝cτ2＝9203.1米。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AIS实时信号的全息检测系统，包括岸站发射系统(1)和移动接收机终端设备(2)，其特征在于，所述的移动接收机终端设备(2)，包括下变频模块(7)、AD转换模块(8)、高精度同步原子钟(3)和数字中频信号处理器(9)。

【技术特征摘要】
1.一种AIS实时信号的全息检测系统，包括岸站发射系统(1)和移动接收机终端设备(2)，其特征在于，所述的移动接收机终端设备(2)，包括下变频模块(7)、AD转换模块(8)、高精度同步原子钟(3)和数字中频信号处理器(9)。2.如权利要求1所述的一种AIS实时信号的全息检测系统，其特征在于，所述的数字中频信号处理器(9)，由稀疏表示处理模块(10)、存储模块(11)、时间戳检测模块(12)、载波剥离模块(13)、解码模块(14)和处理器模块(15)组成。3.如权利要求1所述的一种AIS实时信号的全息检测系统，其特征在于，所述的岸站发射系统(1)，由高精度同步原子钟(3)、数字中频信号发生器(4)、DA转换模块(5)和上变频模块(6)组成。4.如权利要求1所述的一种AIS实时信号的全息检测系统的检测方法，其特征在于，所述方法步骤如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：怀率恒，张淑芳，张晶泊，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21