航线船只定位预警系统的研究

摘要

随着卫星导航技术的飞速发展，已基本取代了无线电导航、天文导航等传统导航技术，成为一种基本的和应用广泛的导航定位技术，并在精度、实时性、全天候等方面取得了长足进步。其不仅应用于物理勘探、电离层测量和航天器导航等诸多民用领域，在军事领域更是取得了广泛的应用——在弹道导弹、野战指挥系统、精确弹道测量以及军用地图快速测绘等领域均大量采用了卫星导航定位技术[4]。 经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活[4]。 通过GPS定位，在GSM或GPRS网络上搭建自己的定位虚拟网络，结合GIS空间信息技术，可形成一个应用于车、船等重要交通工具的位置信息服务的系统，例如定位、预警、调度、指挥综合系统。本文提出了一种解决方案：系统主要是由4个模块组成：GPS雷达、GSM/GPRS网络、监控服务器、监控中心。本系统由船载的GPS雷达终端通过GSM网络的短信或者GPRS网络的TCP/IP数据报的格式，将位置信息发送给监控服务器，监控服务器将其位置信息放入数据库以供监控中心查询，各个监控中心通过查询位置数据库来得到船的实时位置信息得以对其定位，各个监控中心也能相应的发指令给GPS雷达终端来提取所需要的信息或者预警，GPS雷达能够接收监控中心的消息从而能够给船员以预警、提醒、公共信息广播、位置提醒等服务。 川江航道历来滩多水急、礁石遍布、河道曲折，且长江航运十分繁忙，因此，极易发生船舶安全事故，例如触礁、搁浅、相撞翻沉等等，对人民生命财产安全等造成极大危害。自从三峡水库形成以后，库区气候发生了极大改变，多浓雾且每年的雾期加长，这对船舶的安全行驶造成了极大的隐患，更需重视。本文研究的GPS定位系统正是为了满足重庆长江河段船舶位置信息服务而设立的，得到了重庆市政府的大力支持。通过该系统，航运部门能够及时掌握每艘船的实时位置信息，为船舶提供服务，如：防撞预警、危险区域预警、历史轨迹回放、调度等。 本文作者在系统设计中承担了系统总体设计、监控服务器LMS设计、监控中心LMC设计等三部份的工作，其中LMS和LMC是软件设计工作，在VC++6.0平台下开发。本文主要讨论了GPS雷达的设计，监控服务器和分监控中心的设计，各个模块之间的通信协议的设计等，论文的最后对系统的改进进行了展望，提出了一些关键性的因素和解决方法。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文版杨使用授权书

第1章绪论

1.1本课题的研究背景

1.2本课题的研究意义

1.3国内外研究开发现状

1.4本课题研究的主要内容

1.5本章小结

第2章系统相关关键技术、原理和应用

2.1 GPS技术介绍

2.2 GPS定位系统的应用

2.3 GPRS技术

2.4 GIS技术

2.5本章小结

第3章系统总体设计方案

3.1系统总体结构

3.2系统主要功能模块

3.3系统的主要业务流程和功能

3.4本章小结

第4章GPS雷达

4.1 GPS雷达的主要结构

4.2 GPS雷达的功能

4.3模块程序流程

4.4 GPS模块

4.5 GPRS模块

4.6本章小结

第5章监控服务器LMS

5.1监控服务器的结构

5.2监控服务器的功能

5.3详细设计思路

5.4数据库的设计

5.5本章小结

第6章监控中心LMC

6.1监控中心的结构

6.2监控中心的功能

6.3 GIS模块

6.4详细设计思路

6.5传输协议和指令格式

6.6本章小结

第7章结论与展望

7.1定位精度

7.2监控范围

7.3系统容量

7.4数据传输网络

7.5通信协议

7.6数据压缩算法

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果

致谢

主要参考文献

附录A