一种基于移动通信终端GPS和船舶AIS判断移动通信终端与船舶的位置一致性的方法

摘要

本发明涉及一种基于移动通信终端GPS和船舶AIS判断移动通信终端与船舶的位置一致性的方法，包括以下步骤：1)移动通信终端在服务器上注册，与船舶唯一标识号MMSI号或IMO号或呼号进行绑定；2)数据中心获取并存储一定范围内船舶AIS数据以及相应移动通信终端发送的GPS数据；3)数据中心选取要比对的数据，判断船舶与移动通信终端的距离与是否小于设定阈值,否，则判定两者不具备一致性，是，则进行下一步；4)判断船舶与移动通信终端的运动速度、与正北方向夹角是否均小于设定阈值，是，则具有一致性，否。则不具有一致性。该方法可以通过移动通信终端向用户提供所关注的船舶地理位置服务，实现对船舶的个性化信息推送。

说明书

技术领域

本发明属于移动互联网技术领域，涉及数据处理方面，特别是一种基于移动通信终端GPS 和船舶AIS判断移动通信终端与船舶的位置一致性的方法。

背景技术

基于位置服务是一种移动通信网络和定位系统结合，通过获取移动终端的地理位置信息， 并根据该地理位置信息向移动终端提供信息服务的一种互联网增值服务。对于具有定位能力， 但不具备移动通信能力的用户(或对象)无法获得相应的位置服务。

然而，大量需要获得服务而不具备移动通信能力而仅有一些专有的通信能力的用户，如 VHF。比如，具有AIS设备的船舶。如果没有安装专用船载通信终端设备，服务提供商即使 知道其位置也无法提供相应的助航信息等服务。而借助非专用的移动通信终端，如手机等， 则有可能实现这样的服务，如专利CN104392631A“基于移动终端的控制河段船舶通行诱导 服务的系统和方法”以及专利CN104270721A“借助智能移动终端提高AIS信息更新周期的 方法”，实现上述专利的一个关键因素是确定非专用的移动通信终端与需要获得服务的用户的 地理位置相同甚至两者的状态也是相同的。

而专利“借助智能移动终端提高AIS位置信息精度的方法”中提出数据中心通过对比来 自同一艘船的AIS数据和智能终端数据来确认智能移动终端是否与注册船舶相对应并处于同 一位置，但是并没有对其对比内容以及对比方式进行描述；专利“基于移动终端的控制河段 船舶通行诱导服务的系统和方法”中提出智能移动设备把获取到的自身动、静态信息发送至 服务器，服务器判断该智能移动设备是否与注册船舶在相同位置，也没有对移动设备与注册 船舶在相同位置的具体方法进行描述。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于移动通信终端GPS和船舶AIS判断移动通信 终端与船舶的位置一致性的方法，该方法可以通过移动终端向用户提供所关注的船舶地理位 置服务，实现对船舶的个性化信息推送；其中，所谓的一致性，是指移动通信终端处于所绑 定的船舶之上，相互间有相同的位置，其运动状态一致。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于移动通信终端GPS和船舶AIS判断移动通信终端与船舶的位置一致性的方法， 包括以下步骤：

S1：移动通信终端在服务器上进行注册，与船舶唯一标识号MMSI号或IMO号或呼号 进行绑定；

S2：数据预处理：数据中心获取并存储在一定范围内的船载AIS数据和与MMSI号或 IMO号或呼号绑定的相应的移动通信终端发送的GPS数据；所述“一定范围”是指在需要判 定船舶与移动通信终端的位置信息需位于数据中心能够接收到的范围内；其中，对船载AIS 的存储不考虑由于特殊原因导致AIS无法连续接收的情况；

S3：数据中心通过比对船舶AIS数据和与之绑定的移动通信终端GPS数据，确定两者距 离是否在阈值范围内，若不在则判定移动通信终端不在所标识的船舶上，结束判断；否则进 行下一步判断；

S4：利用移动通信终端发送GPS数据计算在某一时刻的速度以及其运动方向与正北方向 夹角，并将其与船载AIS发送的速度和船舶与正北方向夹角进行判断，若速度与夹角均在设 定阈值范围内，则判定移动通信终端位于所标识船舶上，结束判断；否则判断该终端不在该 船舶上，结束判断。

进一步，所述步骤S1中的移动通信终端在服务器进行注册，并与船舶的MMSI号或IMO 号或呼号与手机号进行绑定，每个MMSI可以对应注册多个手机号，但是每个手机号只能对 应一个MMSI号或IMO号或呼号。

进一步，在步骤S2中，船载AIS按照标准将自身预设的船舶静态数据(呼号、船名、 MMSI、定位设备在船舶上的位置等)和GPS获取的动态信息(船舶对地航速、对地航向、 船位信息)向附近广播，数据中心通过AIS接收机接收船载AIS数据；移动通信终端获取本 机标识信息与位置信息并按照预定频率通过无线通信网络、3G或4G网络发送至数据中心。

进一步，在步骤S2中，移动通信终端按照设定频率发射其位置信息，移动通信终端的位 置信息包括GPS定位信息、北斗卫星定位信息或移动服务位置信息中的至少一种。

进一步，所述步骤S3具体包括如下步骤：

S31：数据中心按时间先后排序从数据库中读取待判断船舶的AIS数据和相应移动通信 终端发送的GPS数据；

S32：设定阈值，判断移动通信终端发送的GPS位置与船舶的距离，若不在阈值范围内 则判定移动通信终端没有在船舶上，与船舶不具有位置上的一致性，若小于阈值则进行下一 步判断。

进一步，所述步骤S4具体包括如下步骤：

S41：从数据中心AIS数据解析出船舶的瞬时运行速度和运行方向，利用移动通信终端 发送GPS数据近似计算其运行速度与运行方向；

S42：设定运行速度阈值与方向差别阈值，若计算结果均小于设定阈值，则判定移动通信 终端位于所绑定的船舶上，否则判定移动通信终端不在船舶上。

本发明的有益效果在于：本发明针对现有技术中存在的问题，采用基于移动通信终端GPS 和船舶AIS来判断移动终端与船舶的位置一致性，能够通过移动终端向用户提供所关注的船 舶地理位置服务，实现对船舶的个性化信息推送。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明所述方法的流程示意图；

图2为数据预判断阈值M选取示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1为本发明所述方法的流程示意图，如图所示，本方法具体包括以下步骤：

1)移动通信终端在服务器上进行注册，将手机号与关注船舶的MMSI号或IMO号或呼 号进行绑定，每个MMSI或IMO号或呼号可以关联多个注册的移动通信终端，但是每个移动 终端只能绑定一个MMSI号或IMO号或呼号。如果手机号不与关注船舶的MMSI号或IMO 号或呼号进行绑定，则后续步骤中AIS需要与一定范围内所有注册的手机的GPS数据进行比 较。

2)数据预处理：数据中心获取并存储合法且在一定范围内的船载AIS数据和相应的移 动通信终端发送的GPS数据；

3)数据中心选取要比对的数据，确定船舶与移动通信终端距离是否在设定阈值的可接受 范围内，若超出了阈值范围则判定智能终端不在所标识的船舶上，结束判断，否则若在阈值 范围内进行进一步判断；

4)利用一定通信终端发送的GPS数据计算在当前时刻的速度以及其运动方向与正北方 向夹角，并将其与船载AIS发送的速度、船舶与正北方向夹角进行判断，若速度与夹角均在 设定的阈值范围内，则判定智能设备位于所标识船舶上，否则判断不在该船舶上。

所属步骤2)具体包括以下步骤：

21)船载AIS按照标准将自身预设的船舶静态数据(呼号、船名、MMSI、定位天线在 船舶上的位置)和GPS获取的动态信息(包括船舶对地航速、对地航向、船舶经纬度信息) 向附近广播，数据中心通过AIS接收机接收船载AIS数据；

22)移动通信终端获取本机标识信息与位置信息并按照预定频率通过无线通信网络发送 至数据中心；

23)数据中心对接收到的AIS数据进行解码分析，判断AIS中解码后的船舶MMSI号、 经纬度、船舶对地航速等是否完整，且船舶的经纬度坐标是否合法且在一定的范围内；

24)数据中心对接收到有关联船舶MMSI号或IMO号或呼号的移动终端发送的GPS进行 初步判断，判断所接受到的经纬度以及GPS数据在一定的范围内；

25)数据中心对于合理的AIS和GPS数据进行分别存储，存储于本地数据库中；

所述步骤22)中，移动通信终端的本机标识信息为注册时所绑定的所关注船舶的MMSI 号或IMO号或呼号，由于船舶MMSI号等的唯一性，每艘船的本机标识就有唯一性；移动通 信终端的位置信息包括GPS定位信息、北斗卫星定位信息或移动服务位置信息中的至少一种。

所述步骤3)包括以下步骤：

31)数据中心按时间先后排序从数据库中读取待判断船舶的AIS数据，取其最近时间对 地坐标P1(lon1,lat1)，此时对地速度为V₁，与正北方向航行夹角为Cog1，此时的北京时间为 DateTime1，AIS连接的船载定位设备在船上的位置据船首或船尾的最大距离为D_b；

32)数据中心按时间先后顺序从数据库中读取要比对的移动通信终端发送的GPS数据， 记录其与DateTime1时间最接近时的对地坐标P2(lon2,lat2)，该坐标对应的北京时间 DateTime2，且GPS定位误差E_g；

33)设定判断阈值M＝E_g+D_b，计算P1与P2之间的距离D₁₂，对其进行比较判断，若 大于阈值M则认为移动通信终端与船舶位置不具有一致性，认为移动通信终端不在船舶上， 否则进行下一步判断；图2为数据预判断阈值M选取示意图，图中O点为船载定位设备在船 上的位置，AB和CD分别为船长和船宽，同时以A为圆心以GPS定位误差即AE长度为半径 画圆，则阈值M应为AIS定位装置至船身的最远距离(即船尾)OA加上GPS定位误差AE， 即其阈值范围应在以O点为圆心，OE为半径的圆内。

步骤4)包括以下步骤：

41)在GPS数据库中找到与DateTime1时间间隔最小的两个时间点t_a和t_b，此时对应的 GPS对地坐标分别为P_a(lat_a,lon_a)，P_b(lat_b,lon_b)，点P_a和P_b之间距离为D_ab，根据实际经验， 船舶在T秒(T为GPS发送时间间隔)内行驶距离较短，且速度变化较小，可视作匀变速运 动，故利用GPS坐标测得在DateTime1时刻智能终端移动的瞬时速度为V＝D_ab/T，其运动方 向与正北方向夹角$\theta =arccos\frac{{\mathrm{lon}}_b-{\mathrm{lon}}_a}{\sqrt{{({\mathrm{lon}}_b-{\mathrm{lon}}_a)}^2+{({\mathrm{lat}}_b-{\mathrm{lat}}_a)}^2}};$

42)考虑到误差影响因素，设定速度阈值运动方向与正北夹角阈值若速度与夹 角均满足且则认为移动通信终端在其所绑定的船舶上，否则，认 为该移动通信终端不在所绑定的船舶上。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述 优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和 细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。