舰船远洋航行集成应用系统设计与实现

摘要

随着人类对海洋了解的深入，人类逐渐认识到海洋对人类生活的方方面面都具有重要的影响，特别是对临海国家的国防安全以及舰艇的航行安全。早期人类进行海洋活动主要是在沿岸近海，因此人类对近海的海洋规律认识比较充分，这使得船舶近海航行的水文气象安全得到了一定的保障。然而对于舰艇的远洋航行，航行过程中海上广大区域的海洋规律仍是资料空白区，这不仅仅是由于海洋水文气象资料的缺乏，还受限于远海信息传输通讯技术，除此之外，对现存的海洋水文气象数据认识的不够、对数据的利用率比较低、对数据的使用以及表示方法缺乏有效的研究等也影响了舰船远洋航行的水文气象安全保障。
　　电子海图显示与信息系统是舰船航行过程中必不可少的设备，它为船舶的导航、航行计划制定等提供了重要的安全保障措施。但是，目前的电子海图相关系统主要注重于海洋地理信息以及导航方面，对海洋水文气象信息的应用非常少。随着科技的发展与航海安全保障需求的发展，舰船航行特别是远洋航行对电子海图显示与信息系统的功能提出了更高的标准，这要求电子海图显示与信息系统不仅要处理海洋地理信息还需要处理海洋水文气象信息，例如影响航行安全的潮汐、海浪、海流等信息。能够综合应用海洋地理信息以及海洋水文气象信息的电子海图应用系统急需应用到船舶航行安全保障中，这是舰船航行过程中各种安全保障措施方案制定的重要辅助支持，能够为船舶的安全航行提供非常大的帮助。
　　通过对目前S-57国际标准下电子海图系统的深入调研，以及对现有电子海图显示与信息系统的研究，针对舰船远洋航行，本文提出一种综合导航、海洋地理信息、海洋水文气象信息的舰船远洋航行集成应用系统设计方案。
　　本文首先对电子海图以及电子海图显示与信息系统进行了详细介绍，系统分析了远洋航行集成应用系统的意义和必要性;其次对舰船远航集成应用系统的开发方法和相关技术进行详细阐述;然后根据对舰船远洋航行实际需求问题的调研，得到了系统的功能需求以及性能需求，并以此为依据制定了系统设计方案，包括概要设计、功能模块设计和数据库设计，并以Qt作为用户图形界面开发框架，借助于EC2007 Kernel SDK实现了Windows平台下的舰船远洋航行集成应用系统，然后对系统进行测试，并对实现结果作了详细展示;最后对系统进行了总结，并对目前系统的不足和存在的问题以及进一步工作给出了建议。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 研究的意义及重要性

1．2．1 研究的意义

1．2．2 研究的重要性

1．3 研究内容与主要工作

1．3．1 研究内容

1．3．2 本人主要工作

1．4 论文结构

2 系统相关理论和技术概述

2．1 Qt图形用户界面应用程序开发框架

2．2 电子海图相关知识

2．3 UDP用户数据报协议

2．4 电子海图投影理论

2．4．1 海图投影方式选择

2．4．2 大地基准面选择

3 系统需求分析

3．1 系统需求概述

3．2 功能需求分析及需求建模

3．3 统非功能性需求

4 系统设计

4．1 系统总体设计

4．1．1 系统技术路线

4．1．2 系统结构设计

4．2 系统功能设计

4．2．1 船舶导航子系统

4．2．2 海洋地理信息子系统

4．2．3 海洋水文气象子系统

4．3 系统数据库设计

4．3．1 系统数据库设计概述

4．3．2 水文气象数据库设计

4．3．3 航线信息数据库设计

5 系统实现

5．1 系统开发工具及环境

5．2 系统用户界面实现

5．3 系统主要功能实现

5．3．1 导航信息处理显示

5．3．2 海图操作

5．3．3 海图显示

5．3．4 航海计划

5．3．5 航海作业

5．3．6 信息服务

5．4 系统测试

5．4．1 测试环境

5．4．2 测试方法

5．4．3 测试结论

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果