基于GPS/BD雙模定位的航路點導航探討

吳德仁 葉海斌 洪志偉 孫再名 王華

摘要：在我國當前的社會環境中，導航系統在我國各領域重大發揮出了很大的力量，特別是在我國的海上運輸方面發揮了重要的作用。本文從GPS/BD與星座的幾何布局中出發，并結合兩者之間的關系于實際的應用，采用仰角和方位角兩種排序方式進行選星算法，進一步降低對計算機性能的要求，大大減少選星時間，有效實現了在北斗和GPS雙模定位中的快速選星。

關鍵詞：GPS;BD;導航

一、引言

海上交通運輸業為我國的經濟發展提供了發展的基礎。在國民經濟建設中該行業對我國的經濟也起著非常重大的影響。我國的領海在整個板塊中占有非常大的比重，這也就意味著我國的海上運輸行業在國際貿易運輸量中占有的比重也非常地大。目前我國的海岸線大約有2萬公里長，因此，想要進一步保證我國的經濟呈現有利的上升趨勢就需要保證我國的海上交通運輸業的健康運行，這也是國民經濟健康增長的中重要前提。同時，該行業的進一步發展也必將對我國可持續發展產生極其重要的影響。

二、基于北斗的船舶信息系統技術分析

水上交通的核心目標是保障船舶航行的安全和航行的效率。其中，保證其核心目標可以更快地達成就需要在船舶定位、船舶航行監管和船岸信息交互方面投入更多的研究，這也是達成目標的重要的方法和手段。國內已經有很多船舶導航系統企業在水上交通信息化、智能化的技術和應用研究方面投入了更多的資金進行研發。基于電子海圖平臺的船舶導航系統、以及面向航運綜合信息服務的一體化系統已經取得廣泛而成熟的應用。隨著北斗導航系統服務時間表的推進，北斗衛星導航系統為船舶定位、船舶監管和信息交互提供了有效的技術手段等各類應用系統的研究與研制已經迫在眉睫。（1）基于北斗/GPS雙模定位的船舶導航系統。主要是在原有GPS定位的船舶導航系統的基礎上將北斗導航接收系統（模塊）與之進行完美結合，實現北斗/GPS雙模定位的船舶導航系統。（2）基于北斗/GPS雙模定位的船舶動態監控系統。AIS船舶監控是目前實現船舶避碰、岸基監控的主要技術手段。目前AIS也是基于GPS作為定位手段，從而有效地發揮其功能。北斗/GPS雙模定位的有效提升也可以帶動AIS系統的研究。同時，利用北斗提供的通信功能可以實現遠海船舶的動態監控，大大提高了對船舶安全監管以及搜救，避免人員傷亡的同時，也可以減少經濟的損失。（3）基于北斗通信的船岸信息交互技術及應用。北斗系統的通信功能可以更有效地幫助為船舶離岸，這也是通信功能最大的應用價值之一。從船舶管理與服務的角度來看，利用北斗導航通信功能.實現北斗導航系統在一體化服務框架內的應用。如氣象信息服務船舶搜救等。

三、基于北斗系統的遠洋船舶監控和信息服務平臺

當前，船岸通信系統遠洋已經成為制約船舶的監控和岸基信息服務的主要因素。海上通信在遠海主要是靠國際海事通信衛星系統，但采用該方法會產生巨額的通信費用，這也意味著該技術不能更普遍地應用到更多領域中。

3.1遠洋船舶監控和岸基信息服務

我國的北斗系統兼具定位和短報文通信兩大功能。這也在遠洋船舶監控和岸基信息服務中提供了更大的方便。基于北斗系統的遠洋船舶監控和信息服務平臺可建成一個面向全社會的公共信息平臺，船舶經營者均可加入此平臺。（1）遠洋船舶岸基監控平臺。利用北斗系統的短報文通信服務可在線獲取船舶航行信息、機艙設備工況信息、船載貨物信息等通信費用遠低于海事通信衛星。（2）岸基服務信息平臺。岸船方向通信包括：調度信息、交通服務信息、港口作業信息、水文氣象信息等等。

3.2遠洋船舶及貨物運輸在線監控系統

遠洋船舶及貨物運輸在線監控系統在海上運輸中具有非常重要的地位。SCOM系統大幅度提高了國家對遠洋船隊的配置和控制能力，打破了國外技術壁壘，保證了國家戰略物資運輸的安全，獲得了極大的國家戰略利益。同時，SCOM系統為我國國有大型航運企業安全管理長效機制建立了信息平臺為船隊運輸生產提供了安全保障.增強了企業的核心競爭力。

3.3系統功能

（1）遠洋船舶及貨物運輸在線監控平臺

主要利用計算機的能力，并將其技術有效地與海上交通運輸進行有效融合。運用多學科技術開發完成了覆蓋全球海上航行區域的遠洋船舶及貨物運輸在線監控平臺實現了對遠洋船舶的船岸一體化在線監控。

（2）船舶多態數據采集系統

完成了船舶多態異構數據采集單元開發在船上實時采集船舶航行數據、機艙數據、貨物數據和視頻數據四大類數據.并進行在線分析和風險預警。

（3）全球電子海圖應用信息平臺

電子海圖應用信息平臺包括一組Windows系統下的動態連接庫和COM組件。支持VC++、Java等開發語言。系統中的船舶調度指揮及應急處置信息、以及船舶航行數據、機艙數據、船載貨物信息和船舶視頻信息的顯示和查詢都以電子海圖應用信息平臺為基礎。

（4）船舶動態調度指揮及應急處置系統

系統實現對船舶動態調度數據的處理、分發、顯示及管理人員調用、分析、決策的全過程管理。實現了對海上應急處置的決策支持、過程監視、信息統計與分析等功能，為航運公司的安全管理部門提供應急處置方案，快速有效地處理突發事件.將事故的損失降到最低，保護船舶、貨物及船員的生命財產安全。

總結

利用北斗衛星系統可以實現海上運輸安全管理的信息化、自動化以及智能化，這也是我國在海上航運中的主要發展方向。隨著我國北斗衛星系統的不斷完善，GPS/BD雙模式的高度運用也使得我國在船舶定位導航、信息集成、航線優化、避碰輔助等方面都發揮出了巨大作用，進一步提高了我國海上交通運輸的高速發展，減少了船舶意外事故的發生。同時，我國海上交通運輸行業的發展也可以促進國內導航產業從產品到服務的升級，提高國內導航及位置服務產業的核心競爭力，使得我國在該方面的產品可以廣泛流傳至國外，使得我國自主導航和位置服務產業的發展有更高的保障。結合船載信息平臺大范圍推廣，也必將有助于北斗衛星系統在航運業的蓬勃發展。

參考文獻：

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