一种海事接近警报方法和系统

摘要

本发明公开了一种海事接近警报方法，利用TD-SCDMA网络的定位技术，接近警报服务器获取各个船载TD-SCDMA装置的定位信息；船载TD-SCDMA装置向接近警报服务器发送自身的国籍、名称等固定信息；接近警报服务器根据各个船载TD-SCDMA装置的定位信息，计算船只的速度和方向等信息，并在发现其他船只与某船只间距离小于警报半径时，向该船只下发警报信息以及接近船只的速度、方向和船只固定信息。本发明还公开了一种海事接近警报系统。利用本发明，能够获取准确的船只定位和警报信息。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域的定位技术，特别涉及一种海事接近警报方法和系统。

背景技术

通信业界进行用户较精确的定位，通常采用A-GPS或OTDOA的方法。

A-GPS方法需要UE自带GPS接收机，OTDOA方法要求UE能同时测量到较强的3个以上的小区信号，要求都比较高。

海事作业也有采用渔船应用防碰撞系统(AIS)或岸基雷达，来防止渔船被撞事故的发生。

但AIS系统成本高、民用通讯设备不能实时警报、雷达扫描小船能力有限、其他通信系统要求多个站点同时定位，所以目前尚无廉价、简单、实用的规避方案。

另外，船只国籍、名称、大小、类型、方向、速度等信息，目前的警报装置也无法准确显示。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种海事接近警报的方法和系统，能够提供准确的接近警报。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种海事接近警报的方法，在TD-SCDMA网络的核心网设置接近警报服务器，船载TD-SCDMA装置与TD-SCDMA网络间建立承载，用于承载接近警报业务，利用建立的承载实现接近警报业务的方法包括：

所述接近警报服务器接收任意船载TD-SCDMA装置发送的定位跟踪请求，保存所述定位跟踪请求中携带的船载TD-SCDMA装置所在船只的固定信息，并通知UTRAN的RNC对发送定位跟踪请求的各个船载TD-SCDMA装置进行周期定位并上报其最新的经纬度信息；

所述接近警报服务器根据所述RNC周期性上报的所述各个船载TD-SCDMA装置的经纬度信息，计算并保存所述各个船载TD-SCDMA装置所在船只的行驶速度和方向；

所述各个船载TD-SCDMA装置中的任一船载TD-SCDMA装置，向所述接近警报服务器发送接近警报请求，所述接近警报服务器比较该任一船载TD-SCDMA装置与保存的其他船载TD-SCDMA装置的最新经纬度，当确定所述任一船载TD-SCDMA装置与所述其他船载TD-SCDMA装置之间的距离小于警报半径时，所述接近警报服务器向所述任一船载TD-SCDMA装置下发与其距离小于警报半径的船载TD-SCDMA装置所在船只的固定信息、行驶速度和方向、以及所述任一船载TD-SCDMA装置所在船只的行驶速度和方向，所述任一船载TD-SCDMA装置接收该信息后启动接近警报。

较佳地，计算船载TD-SCDMA装置所在船只的行驶速度的方式为：

行驶速度＝((经度终点-经度起点)²cos²纬度信息+(纬度终点-纬度起点)²)^1/2×每经纬度对应的实际距离/行驶时间；其中，所述经度终点和纬度终点分别为在所述行驶时间的终点，该船只上船载TD-SCDMA装置的经纬度值；所述经度起点和纬度起点分别为在所述行驶时间的起点，该船只上船载TD-SCDMA装置的经纬度值；所述纬度信息为在所述行驶时间的起点或终点，该船只上船载TD-SCDMA装置的纬度值；所述每经纬度对应的实际距离为赤道上每经纬度对应的实际距离。

较佳地，计算船载TD-SCDMA装置所在船只的行驶方向的方式为：

当纬度终点-纬度起点≥0时，船只相对正北的行驶方向＝arctan((经度终点-经度起点)cos纬度信息/(纬度终点-纬度起点))；

当纬度终点-纬度起点＜0时，船只相对正北的行驶方向＝arctan((经度终点-经度起点)cos纬度信息/(纬度终点-纬度起点))+180°；

其中，所述经度终点和纬度终点分别为在所述行驶时间的终点，该船只上船载TD-SCDMA装置的经纬度值；所述经度起点和纬度起点分别为在所述行驶时间的起点，该船只上船载TD-SCDMA装置的经纬度值；所述纬度信息为在所述行驶时间的起点或终点，该船只上船载TD-SCDMA装置的纬度值。

较佳地，所述行驶时间为RNC上报经纬度信息的周期时间。

较佳地，所述警报半径为预先设置或通过所述接近警报请求上报给所述接近警报服务器。

较佳地，该方法进一步包括：所述任一船载TD-SCDMA装置启动接近警报后，将接收的船只固定信息、行驶速度和方向进行显示。

较佳地，该方法进一步包括：所述任一船载TD-SCDMA装置比较接收的其他船只行驶速度和方向与本船只行驶速度和方向，确定停驶船只或转向的方向，并生成停驶或转向命令，发送给船只行驶或转向设备，控制船只停驶或转向。

较佳地，当所述任一船载TD-SCDMA装置不需要接近警报时，向所述接近警报服务器发送撤消警报请求；

所述接近警报服务器，对应发送撤销警报请求的UE，停止所述比较最新经纬度和下发警报信息的操作；

所述船载TD-SCDMA装置向所述接近警报服务器发送撤销定位跟踪请求，所述接近警报服务器接收该撤销定位跟踪请求后，通知RNC终止对所述任一船载TD-SCDMA装置的周期性定位和上报经纬度信息，并将该船载TD-SCDMA装置的船只固定信息和经纬度信息删除。

一种海事接近警报系统，包括：设置在TD-SCDMA网络的核心网中的接近警报服务器、TD-SCDMA系统中的RNC、至少一个设置在船只上的船载TD-SCDMA装置；

所述接近警报服务器，接收任意船载TD-SCDMA装置发送的定位跟踪请求，保存所述定位跟踪请求中携带的船载TD-SCDMA装置所在船只的固定信息，并通知所述RNC对发送定位跟踪请求的各个船载TD-SCDMA装置进行周期定位并上报其最新的经纬度信息；根据所述RNC周期性上报的所述各个船载TD-SCDMA装置的经纬度信息，计算并保存所述各个船载TD-SCDMA装置所在船只的行驶速度和方向；接收任一船载TD-SCDMA装置发送的接近警报请求，比较该任一船载TD-SCDMA装置与保存的其他船载TD-SCDMA装置的最新经纬度，当确定所述任一船载TD-SCDMA装置与所述其他船载TD-SCDMA装置之间的距离小于警报半径时，所述接近警报服务器向所述任一船载TD-SCDMA装置下发与其距离小于警报半径的船载TD-SCDMA装置所在船只的固定信息、行驶速度和方向、以及所述任一船载TD-SCDMA装置所在船只的行驶速度和方向；

各个所述船载TD-SCDMA装置，向所述接近警报服务器发送定位跟踪请求，并在需要启动接近警报时，发送接近警报请求给所述接近警报服务器；接收所述接近警报服务器发送的其他船只和本船只的信息，并启动接近警报。

较佳地，接收其他船只信息的船载TD-SCDMA装置，在接收其他船只和本船只的信息后，比较其他船只的行驶速度和行驶方向与本船只的行驶速度和方向，生成停驶或转向命令，发送给船只行驶设备或转向设备。

由上述技术方案可见，本发明中，利用TD-SCDMA系统的核心网中的接近警报服务器，与船载TD-SCDMA装置间建立的承载实现接近警报业务。利用TD-SCDMA网络的定位技术，接近警报服务器获取各个船载TD-SCDMA装置的定位信息；船载TD-SCDMA装置向接近警报服务器发送自身的国籍、名称等固定信息；接近警报服务器根据各个船载TD-SCDMA装置的定位信息，计算船只的速度和方向等信息，并在发现其他船只与某船只间距离小于警报半径时，向该船只下发警报信息、接近船只的速度、方向和船只固定信息以及本船只的行驶速度和方向。这样，利用设置在核心网中的接近警报服务器，统一管理和保存各个船载TD-SCDMA装置所在船只的固定信息，从而随时获取各个船只的准确接近警报信息并下发给相应船只。

附图说明

图1为本发明中海事接近警报系统的具体结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的基本思想是：在核心网中设置接近警报服务器，统一获取各个船只的固定信息，进行船只定位，利用该定位信息确定出接近的船只，并下发警报信息。

首先介绍TD-SCDMA系统的UTRAN定位流程：

1.核心网(CN)通过Iu接口向RNC配置周期定位查询；

2.RNC通过Uu接口向UE配置16k PS业务周期measurement control；

3.RNC通过Iub接口向NodeB配置周期Dedicated MeasurementInitial Request；

4.UE通过周期测量报告向RNC上报TA；

5.NodeB通过周期测量报告向RNC上报AOA；

6.RNC根据下面公式计算UE的经纬度：

经度＝NodeB经度+Tadv*(7.8125E-7)*光速*sin(AOA)*360/(4.0E7)

纬度＝NodeB纬度+Tadv*(7.8125E-7)*光速*cos(AOA)*360/(4.0E7)

7.RNC通过Iu接口向CN周期上报UE经纬度。

本发明中，将接近警报服务器设置在核心网中，并在船只中设置船载TD-SCDMA装置，该装置也是一种TD-SCDMA终端；这样，接近警报服务器利用TD-SCDMA系统中对终端的定位方式，实现对船载TD-SCDMA装置的定位，进而实现船只定位。接下来，接近警报服务器根据各个船只的定位信息，计算不同船只间的相互距离、行驶速度和方向，检测出接近的船只，并下发相应警报信息。

以下通过具体实施例说明本发明的具体实施方式。图1为本发明实施例中海事接近警报系统的具体结构图，如图1所示，该系统包括：设置在TD-SCDMA网络的核心网中的接近警报服务器、TD-SCDMA系统中的RNC、至少一个设置在船只上的船载TD-SCDMA装置。

利用上述海事接近警报系统可以实现本发明实施例中海事接近警报的方法。在具体实现时，可以在船载TD-SCDMA装置(以下简称为终端设备，即UE)上设置接近警报客户端软件(LCS Client)，实现与接近警报服务器间的通信。具体本发明中海事接近警报方法的流程包括：

步骤201，UE通过本机应用程序LCS Client，与TD-SCDMA网络建立承载，用来承载接近警报的持续业务。

其中，为区分不同UE与网络间的不同接近警报业务，可以在诸如DPCH等的专用信道上建立承载。

步骤202，UE利用建立的承载向位于CN的LCS Server发起定位跟踪请求，并提供包括该UE所在船只的固定信息。

其中，船只固定信息可以包括船只国籍、名称、类型、大小等信息。具体定位跟踪请求可以是自定义的任意信息形式，利用建立的承载发送该定位跟踪请求。

具体利用建立的承载发送和传输定位跟踪请求的具体方式，与现有TD-SCDMA系统中利用已有承载传输高层消息的方式相同。

步骤203，LCS Server接收UE发送的定位跟踪请求，并向UTRAN的RNC发送周期定位请求，通知RNC对发送定位跟踪请求的UE进行周期定位。

这里，LCS Server根据接收的定位跟踪请求，通知RNC对请求定位跟踪的UE进行周期定位，也就是前述现有TD-SCDMA系统中定位UE的方法流程中的1。

步骤204，RNC周期向LCS Server上报各个需要定位跟踪的UE的经纬度值。

按照前述现有TD-SCDMA系统中的方法定位各个UE，并将周期定位结果上报给LCS Server。

步骤205，LCS Server保存RNC上报的每个请求定位跟踪UE的经纬度值，并根据每次经纬度的变化，计算各个UE所在船只的行驶速度和方向。

在LCS Server中，对应每个请求定位跟踪的UE，保存RNC上报的该UE的经纬度值。接下来，根据保存的某UE的经纬度值变化，计算该UE所在船只的速度和方向。具体地，对于某UE，计算船只速度和方向的方式为：

首先，根据一段行驶时间的行驶起点和终点的经纬度值，计算这段时间内船只的行驶距离：

行驶距离＝((经度终点-经度起点)²cos²纬度信息+(纬度终点-纬度起点)²)^1/2*每经纬度对应的实际距离，其中，经度终点和纬度终点分别为在行驶时间的终点，该船只上船载TD-SCDMA装置的经纬度值；经度起点和纬度起点分别为在行驶时间的起点，该船只上船载TD-SCDMA装置的经纬度值；每经纬度对应的实际距离为赤道上每经纬度对应的实际距离。通常，用于计算行驶距离的行驶时间不会很长，一般为RNC进行周期定位的周期长度，跨越的行驶距离也不会太长，因此，cos²纬度起点和cos²纬度终点可以认为基本相等。基于此，上式中的纬度信息为在行驶时间的起点或终点，该船只上船载TD-SCDMA装置的纬度值。

接下来，根据行驶距离和行驶时间计算速度：船只速度＝行驶距离/行驶时间。

计算船只方向的方式可以为：

如果纬度终点-纬度起点＞＝0，船只相对正北的行驶方向＝arctan((经度终点-经度起点)cos纬度信息/(纬度终点-纬度起点))

如果纬度终点-纬度起点＜0，船只相对正北的行驶方向＝arctan((经度终点-经度起点)cos纬度信息/(纬度终点-纬度起点))+180°。

上述两式中的纬度信息、经度起点、经度终点、纬度起点、纬度终点的含义如前所述，这里就不再赘述。

如上，即可以根据周期上报的UE的经纬度信息计算相应船只的行驶速度和行驶方向，并且，基于经纬度信息计算得到的船只行驶速度和方向更加准确。而在现有的各种定位方式中，是无法计算得到准确的船只速度和准确的行驶方向的。

步骤206，UE通过本机应用程序LCS Client，向位于CN的LCS Server发起接近警报请求。

步骤207，LCS Server接收接近警报请求后，监测发送接近警报请求的UE与其他UE间的距离，当发送接近警报请求的UE与任一其他UE间的距离小于警报半径时，向该请求UE下发接近UE的船只信息和UE所在船只的速度和方向信息。

本步骤中，对于每个发送接近警报请求的UE，LCS Server监测并获取接近该UE的船只信息，并通知该发送接近警报请求的UE。

具体对每个发送接近警报请求的UE监测并获取接近的船只信息的方式均相同，这里以UE1为例进行说明：如前所述，LCS Server中保存所有请求进行跟踪的UE的经纬度信息，其中包括UE1的经纬度值；当LCS Server接收到UE1发送的接近警报请求后，将UE1的最新经纬度值与其他UE的最新经纬度值进行比较，确定UE1与其他UE间的距离，当任一其他UE与UE1间的距离小于警报半径时，认为该UE与UE1比较接近，需要给UE1发送警报，则将距离小于警报半径的UE的船只信息下发给UE1，具体可以包括该UE所在船只的固定信息、行驶速度、行驶方向和最新经纬度值。进一步地，在下发接近船只信息时，还进一步下发UE1的行驶速度、方向和最新经纬度值。

其中，可以在LCS Server中保存默认的警报半径，也可以在UE发送接近警报请求时，在该请求中携带UE自身设定的警报半径。LCS Server在接收到接近警报请求后，若该请求中包括警报半径，则利用该UE设置的警报半径进行接近警报信息的获取，如果请求中没有包括警报半径，则利用自身保存的警报半径默认值进行接近警报信息的获取。通过上述方式，各个UE可以根据需要设置自身的警报半径，使得接近警报更加灵活。

或者，也可以仅在LCS Server中预设一个固定的警报半径，利用该警报半径，对所有请求UE进行接近警报的获取，相应的处理更加简单，在接近警报请求中携带的内容也进一步减少。

步骤208，UE中的应用程序LCS Client收到接近船只信息，启动接近警报，播放警报信息。

具体可以通过声音、图像、向其他船载设备发送信息和控制等方式通知船上人员。方式可以包括：

在船载TD-SCDMA装置自带的显示屏上，显示警报信息；

在船载TD-SCDMA装置自带的扬声器装置上，发出声音警报；

对船载雷达传送信息和控制，发出警报；

对船载显示器传送信息和控制，显示警报信息；

对船载警铃传送信息和控制，发出声音警报；

对船只行驶、转向设备传送信息和控制，控制船只停驶，或控制船只转向，避让接近船只。

当需要向船只行驶和转向设备传送信息和控制时，首先，接收LCSServer下发的接近船只的信息和本船只的信息，然后比较接近船只的行驶方向和速度与本船只的行驶方向和速度，确定是否停驶船只或转向的方向，生成停驶或转向命令，发送给行驶或转向设备，控制船只停驶或转向。

下面给出一个根据接近船只和本船只信息确定是否停驶和转向的方向的简单用例：

假设本船只行驶方向与正北方向夹角为t1，经纬度为x1，y1，接近船只行驶方向为t2，经纬度为x2，y2。

1、先计算来船方向t0，即接近船只和本船直线距离相对正北方向夹角：

如果y1-y2＞＝0，t0＝arctan((x1-x2)cos(y1)/(y1-y2))

如果y1-y2＜＝0，t0＝arctan((x1-x2)cos(y1)/(y1-y2))+180°

2、比较来船方向t0和本船只行驶方向t1：

如果abs(t0-t1)＜90°或abs(t0-t1)＞270°，说明来船在本船行驶前方，需要停驶或转向；若预设策略为停驶，则生成停驶命令，若预设策略为转向，则通过3计算转向方向；如果90°＜abs(t0-t1)＜270°，则不需要停驶或转向。

3、计算本船应顺指针转向角度：

如果90°＞t0-t1＞0°，转向90°-t0+t1；

如果0°＞t0-t1＞-90°，转向-90°-t0+t1；

如果360°＞t0-t1＞270°，转向270°-t0+t1；

如果-270°＞t0-t1＞-360°，转向-270°-t0+t1。

通过上述的简单用例，本领域技术人员能够根据本船只和接近船只的速度、方向，确定转向的方向或是否停驶船只。具体转向和停驶命令的形式与现有船只转向和行驶设备的命令形式相同，这样，转向和停驶设备接收该命令后，会自动执行相应操作。

至此，本发明中的基本方法流程结束。

当船只不需要进行接近警报时，还可以通过如下处理撤销接近警报业务。

步骤209，当船只不再需要接近警报功能时，该船只上的UE通过建立的承载向LCS Server发送撤销接近警报请求。

步骤210，LCS Server接收撤销接近警报请求后，不再寻找相应UE的接近船只信息。

步骤211，UE通过LCS Client向LCS Server发送定位跟踪撤销请求。

步骤212，LCS Server接收定位跟踪撤销请求后，通知UTRAN的RNC停止对发送定位跟踪撤销请求UE的周期性定位，并从数据库中删除该UE的信息。

如上，即能够随时停止对船只的接近警报业务，从而使得本发明中接近警报业务的实现更加灵活。

上述即为本发明的具体实现，由上述可见，本发明中，在船只上设置船载TD-SCDMA装置，其具备TD-SCDMA终端能力，应用TD-SCDMA系统的定位方式进行船只定位；同时，利用客户端、服务器的系统构成，由接近警报服务器实现船只信息的统一管理和比较，因此，能够及时发现任何船只的接近船只信息，并能够下发接近船只的各种信息，防止意外。相比于其他的定位和警报方式更简单、准确和廉价。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。