海上搜救模拟器中AIS信息的虚实融合技术研究

摘要

海上搜救模拟器通过对搜救协调中心、本船及副本船等多个虚拟环境进行互联，并全天候对船舶等进行仿真计算，用来进行海上搜救仿真、海难事故重现分析等，有利于提高海上搜救部门的应变能力及协调能力。船舶自动识别系统(AIS)是船舶发射和接收船位、航速、航向等动、静态信息的一种信息机制，对实现避碰、船舶跟踪、海上搜救有重要的意义。
　　 将真实的AIS信息引入到海上搜救模拟器，可以真实再现周围海域的船舶，是海难事故海域环境重现的基础;同时也将大大提高海上搜救训练环境的真实感和临场感，能有效地促进船员训练的积极性，提高船员的训练水平。
　　 本课题以大连海事大学自主研发的海上搜救模拟器为平台，通过甚高频(VHF)天线实时接收，或由航行数据记录仪(VDR)中离线提取，得到船舶的航行过程中的真实的AIS信息，然后进行解码存储，取得该船舶周围一定距离内的船舶作为海上搜救模拟器中目标船舶;再对同一目标船舶相邻两次动态AIS信息之间的航位进行推算，使目标船舶平滑、动态显示在模拟器中的电子海图与显示系统(ECDIS)、模拟雷达和三维视景上，本文的研究内容如下:
　　 (1)读取船舶的AIS消息，并对其进行解码，将解码后本课题需要用到的AIS信息存储到数据库中。
　　 (2)对同一船舶相邻两次AIS信息之间进行推算，来避免船舶显示在视景上的抖动;对于实时接收的AIS信息主要采用中分纬度算法，对于离线的AIS信息采用样条插值的方法进行推算。
　　 (3)对本船一定距离范围内的目标船舶进行动态管理，并显示在模拟器各个终端。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的提出及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 论文内容的组织与安排

第2章 海上搜救模拟器与AIS信息的虚实融合

2．1 海上搜救模拟器

2．2 船舶自动识别系统AIS

2．2．1 AIS主要技术

2．2．2 AIS信息种类

2．2．3 AIS信息格式

2．2．4 AIS的信息报文

2．2．5 AIS消息发送速率

2．3 海上搜救模拟器与AIS信息的虚实融合

2．4 本章小结

第3章 AIS解码及航位推算技术

3．1 AIS解码及存储

3．2 基于实时AIS信息航位推算

3．2．1 航位推算通用公式

3．2．2 航位推算求纬差

3．2．3 中分纬度算法求经差

3．2．4 基于AIS信息的航位推算

3．3 基于离线AIS信息的航位推算

3．3．1 三次样条插值函数定义

3．3．2 三次样条插值函数的求法

3．3．3 基于离线AIS信息的航位推算

3．4 本章小结

第4章 AIS信息在海上搜救模拟器中的显示

4．1 基于AIS信息的目标船舶动态管理

4．2 AIS信息在海上搜救模拟器的显示

4．2．1 AIS信息在电子海图上的显示

4．2．2 AIS信息在雷达上的显示

4．2．3 AIS信息在视景上的显示

4．3 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 本文主要工作

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介