固定式船舶动态精确测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种固定式船舶动态精确测量系统，它包括两套各具天线的ＤＧＰＳ卫星定位接收机、主显示器、至少一台分显示器、信号处理器、操作键盘和交／直流变换器，所述的信号处理器上设有各路信号的通讯接口，所述主显示器的信号输入端通过通讯电缆与信号处理器上与之对应的通讯接口连接，分显示器的信号输入端通过通讯电缆与信号处理器上与之对应的通讯接口连接，所述的信号处理器上设有专用数据及通讯单元。本发明专利技术采用精确的ＤＧＰＳ卫星定位组合系统，能获取亚米级精度的船舶定位信息；通过专用数据处理及通讯单元，为航路控制提供直观数据，还可通过船舶卫星Ｃ站／Ｆ站将实时数据传送至岸上管理单位，进一步保证了海上航行安全性和经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种船舶测量系统，特别是涉及一种固定式船舶动态精确测量系统。属于船舶动态测量领域。
技术介绍
船舶在大海中航行，气候、海况变化莫测，为了安全航行，确保船舶到达目的地，必须借助于各种现代化航海技术，其中的一种技术就是船舶定位的技术。历史上，船舶定位技术经历了通过观测陆地上的物标和天体来定位的过程；后来随着无线电技术的发展，诞生了无线电定位系统。目前，现代化大型船舶普遍使用更先进的卫星定位系统，其原理是，在地球外层空间设置一些卫星，监测卫星与观测者之间无线电信号的传播时间，从而计算出船舶到各卫星间的距离。人们利用立体几何知识，根据空间某点到3个已知点的距离，即可确定该点位置，由此测得船位。目前，使用最为广泛的卫星定位系统是美国的GPS系统。卫星定位系统定位准确、连续，不受天气影响，自动化程度高，操作简单，在任何时候，只要按一下按钮，船舶的经纬度就显示出来，且能不断自动更新。因GPS定位系统应用的广泛及重要性、及美国政府对此系统的垄断地位，民用接收设备只能接收加入扰码的卫星定位信号，加上系统的固有误差，GPS用户的定位精度约在十几米甚至百米以内，只能满足一般的航行需要，但不能满足工程上较精度的定位需求，因此产生了卫星性能地面增强站台系统，即SBAS(Satellite Based Augmentation System)。我国交通部海监局在我国沿海从南到北沿海岸线建立了20个信标台站(相当于差分系统的基准站)，这些信标站24小时发送RTCM差分校正信息，不收取任何费用，在内陆300km和海上是500km以内均是的覆盖范围。不论是国外或国内的增强系统，其基本原理都是采用确定坐标的地面站信标差分技术对用户接收机获取的GPS信号进行修正，使用户的定位精度达到米级甚至亚米以内的水平。如何利用这些最先进的技术，来使船舶的定位更为精确，以保证海上航行的安全性和经济性，是我们需要进一步研究的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能获取亚米级精度船舶定位信息，并可同步显示船舶其它相关动态信息的固定式船舶动态精确测量系统。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现。固定式船舶动态精确测量系统，它包括GPS卫星定位接收机、主显示器、至少一台分显示器、信息处理器、操作键盘、交/直流变换器，所述的交/直流变换器的电源端与直流电源、交流电源连接，其电输出端分别与GPS卫星定位接收机、主显示器、信息处理器的电输入端连接，所述的信息处理器上设有各路信号的通讯接口，所述主显示器的信号输入端通过通讯电缆与信息处理器上与之对应的通讯接口连接，分显示器的信号输入端通过通讯电缆与信息处理器上与之对应的通讯接口连接，所述的信息处理器上设有专用数据及通讯单元。所述的GPS卫星定位接收机为两套各具天线的DGPS卫星定位接收机。所述的DGPS卫星定位接收机为拥有56个独立并行信号通道的双频设备。所述的DGPS卫星定位接收机包括天线和信号接收器，其中的天线分为一号天线和二号天线，信号接收器分为一号信号接收器和二号信号接收器，交/直流变换器分为一号交/直流变换器和二号交/直流变换器，所述的一、二号交/直流变换器的电源输入端与、分别与直流电源、交流电源连接，其中一号交/直流变换器的电输出端分别与一号信号接收器、主显示器、信息处理器连接，所述的一号天线的信号输出端与一号信号接收器的信号输入端连接，一号信号接收器的信号输出端通过通讯电缆与信息处理器上与之对应的通讯接口连接，由于二号天线距主机距离大于100米，因此需要增设一台信号放大器，所述的二号交/直流变换器的电输出端分别与信号放大器和二号信号接收器连接，信号放大器的信号输入端与二号天线的信号输出端联接，信号放大器的信号输出端通过通讯电缆与信息处理器上与之对应的通讯接口连接。所述的一号天线固定在驾驶甲板顶上近中线处，主显示器、信号处理器、一号信号接收器、一号交/直流变换器安装在船舶驾驶甲板内的的仪器柜中，分显示器分别安装在相关的控制台站处(如若配三台分显示器可分别安装在驾控台、左翼工作站、右翼工作站)，二号信号接收器、二号交/直流变换器、信号放大器安装在船艏或艉部尽量远离一号天线的近船体中线处。所述的专用数据处理及通讯单元在测量过程中执行以下步骤 (1)检测安装目录下是否有文件data.txt，如果无，则在安装目录下创建data.txt文件，并写入摸拟数据；(2)读取data.txt文件到内存中，并将最后一秒的数据显示在界面上；(3)每隔设定的时间间隔检测是否各串口都有发来数据，如果没有，则在界面指定位置出现错误提示；(4)每隔用户指定的秒数将数据保存到内存；(5)用户需要进行手动操作时，进入窗口一菜单操作模块，在些菜单模块中，用户可选择文件是否自动存盘，及选择存盘路径及每一文件存盘数量、打印、选择数据保存时间间隔、改变界面显示的时间格式、改变速度单位、选择经纬度来源等；(6)用户需要直观地读取定向数据和船舶其它相关实时动态信息时，进入窗口二操作模块，该窗口二操作模块分为窗口二菜单操作模块和窗口二图标操作模块，窗口二菜单操作模块中，用户可选择文件是否自动存盘，及选择存盘路径及每一文件存盘数量、打印、选择数据保存时间间隔、改变界面显示的时间格式、改变速度单位、选择经纬度来源、扩大、缩小、移动视区，窗口二图标操作模块中，用户可进行日夜亮度选择、外部仪器选择、旧船位选择、移动图标选择、网格图标选择。在上述步骤(3)中，所述的设定的时间间隔为两秒。在上述步骤(4)中，每隔用户指定的秒数将数据保存到内存，继而保存到外存中。在上述步骤(4)中，必须保证至少有一个外部仪器工作正常。在上述步骤(6)中，所述的外部仪器选择至少包括电罗经选择和计程仪选择。所述的步骤(3)、(4)、(5)、(6)为并行的步骤。本专利技术的优点是(1)采用精确的双套各具天线的DGPS卫星定位组合系统，能获取亚米级精度的船舶定位信息；(2)通过自主开发的专用数据处理及通讯单元，可同步显示定向数据和船舶其它相关实时动态信息，如精确定位、艏向、徊转率、船艏、船体、船艉对地或水的纵向或横移速率、船舶的横摇与纵倾角、指定时间段与间隔时长的航迹记录图等功能，具有数据保存、图形打印、回放等功能，并可根据预设航路及船舶动态采样数据情况计算并显示航向修正的提示信息并预测抵达时间，为航路控制提供直观数据，还可通过船舶卫星C站/F站将实时数据传送至岸上管理单位，进一步保证了海上航行安全性和经济性。附图说明图1是固定式船舶动态精确测量系统示意图；图2是专用数据处理及通讯单元在测量过程中的逻辑框图。具体实施例方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，固定式船舶动态精确测量系统，它包括两套各具天线的DGPS卫星定位接收机1、2、主显示器1、三台分显示器31、32、33、信息处理器4、操作键盘、交/直流变换器；所述的信息处理器4上设有各路信号的通讯接口，所述的DGPS卫星定位接收机中为拥有56个独立并行信号通道的双频设备，包括天线和信号接收器，其中的天线分为一号天线11和二号天线22，信号接收器分为一号信号接收器13、和二号信号接收器14，所述的交/直流变换器分为一号交/直流变换器5和二号交/直流变换器6，所述的一、二号交/直流变换器5本文档来自技高网...

【技术保护点】
固定式船舶动态精确测量系统，其特征在于：它包括ＧＰＳ卫星定位接收机、主显示器、至少一台分显示器、信号处理器、操作键盘、交／直流变换器，所述的交／直流变换器的电源端与直流电源、交流电源连接，其电输出端分别与ＧＰＳ卫星定位接收机、主显示器、信号处理器的电输入端连接，所述的信号处理器上设有各路信号的通讯接口，所述主显示器的信号输入端通过通讯电缆与信号处理器上与之对应的通讯接口连接，分显示器的信号输入端通过通讯电缆与信号处理器上与之对应的通讯接口连接，所述的信号处理器上设有专用数据及通讯单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德林，陆毅华，
申请(专利权)人：广州文冲船厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]