北斗卫星导航系统在水下无人航行器中的应用方案研究

本文阐述北斗卫星导航系统在水下无人航行器的几种主要应用方案,根据北斗卫星导航系统的导航定位和短报文通信功能特点,将北斗在UUV的应用分为两大类:一类主要利用北斗导航提供导航定位服务,如组合导航、基于北斗的水下导航系统等;另一类主要利用北斗系统的短报文通信服务或兼具使用导航定位服务,如基于北斗卫星导航系统的UUV遥控系统等。本文为水下无人航行器的北斗卫星导航系统应用提供了发展思路。     

计算机辅助处理技术在船舶智能导航系统中的应用

船舶导航系统是船舶航行控制系统体系中重要的组成部分。智能导航系统通过对捕捉信号图像的分析与计算,为船舶航行路径控制提供准确数据。为了进一步提升智能导航系统的图像分析精准度,提出计算机辅助处理技术在船舶智能导航系统中的应用。通过计算机辅助技术对导航信号进行信号参数计算,得到信号图像中的转换变量。根据计算值对图像中的变量进行二值图像分割计算,清晰导航目标图像;最后对图像中的风险源进行检索,得到最佳导航路径。为了证明设计的有效性,通过使用前后数据的对比实验,证明提出的计算机辅助处理技术,具有提升智能导航系统导航定位精准度的作用。     

海上导航系统的可扩展性及分布式算法架构研究

现代海上各种基于导航定位系统的应用越来越多,如基于导航定位系统的航运业务﹑目标物跟踪系统等。现有海上导航系统大多基于特定用户及服务,信息平台大多基于B/S,不能支持大规模的数据并发访问。而随着应用业务及用户的增多,其性能已经越来越不能满足要求,并且系统的可扩展性较差。本文重点研究了现有的基于物联网及云计算的架构,利用云端服务器给导航的应用服务进行逻辑划分,提出一种可扩展的基于物联网与云计算的海上导航系统。     

基于机器人的舰船智能导航系统设计

随着AI控制技术的发展,智能机器人的应用领域在不断扩展,针对传统舰船导航系统航迹精度控制差的不足,设计一种基于机器人的舰船智能导航系统。智能导航系统的硬件部分由AMI1086芯片、FPGA电路控制模块、AIS信号收发模块、GPS导航模块和数据存储模块等部分构成,并给出基于机器人控制的舰船导航系统的主控程序,和用于航向纠偏的脉冲信号累计控制算法,以实现对舰船海上航行的精确控制。仿真结果表明,提出系统设计在航迹偏差方面要明显优于传统系统,有助于保证舰船的安全行驶。     

CAN总线对于促进舰船导航系统通信可靠性研究

高速高精度光纤传输在船舶导航系统中得到广泛应用,导航系统使数据传统的可靠性、传输速率及稳定性得到提高。基于双网CAN总线的导航数据传输系统能够实现数据的双路通信,通过操陀仪实现与导航系统的无缝对接。本文设计了基于双卡CAN总线的导航数据传输系统软硬件模型,研究了数据传输、采集显示等功能,最后进行仿真。     

基于北斗上行信道和GNSS的远程控制系统电磁兼容设计

北斗导航定位系统是我国自主研发的一种全球定位和导航系统,被广泛应用在船舶的监控系统和自动识别系统AIS中,本文研究的重点是基于北斗导航系统的上行信道和GNSS差分系统的船舶远程控制系统。由于导航卫星的信号传输过程中受到电磁干扰以及卫星定位的偏差,船舶远程控制系统中的信号存在着一定的误差,为弥补系统的定位误差,本文针对船舶远程控制系统的电磁兼容进行优化和探究,并设计了电磁兼容控制器,详细介绍系统中电磁兼容控制的原理。     

基于“伽利略”卫星的嵌入式导航系统设计

在现有海上船舶卫星导航系统中,GPS,GALILEO及北斗卫星相互补充,已形成成熟的导航应用。本文重点研究GALILEO卫星信号在其导航应用中的捕获及处理技术,针对GALILEO采取新的信号调制方式,传统信号接收及调解技术已经不能满足导航系统的性能要求,提出一种新的BPSK双通道信号捕获及调解技术,同时设计基于新方法的嵌入式导航系统。通过对GALILEO E1实时信号的测试,表明此算法的有效性。     

综合船舶导航集成系统中的云平台架构设计

定位导航系统是海上电子信息系统关键设备之一,其定位时效性与精度影响海上航行安全。现有海上导航定位技术有GPS、北斗卫星、红外信号及雷达信号等,传统单机处理模型已经不能满足综合导航集成系统的信号处理性能要求。本文设计了基于云平台架构的综合船舶导航集成系统,研究一种面向服务的私有云架构,最后进行了仿真。仿真结果表明,设计的综合导航系统精度和时效性优于传统导航系统。     

船用导航设备信息交互技术分析

船用导航信息的传输与利用是实现船舶系统自动化、信息化的基础之一。通过对目前众多的在役导航设备的调研,分析研究其信息传输交互技术,归纳总结出各类导航信息的内容、信号传输方式和数据格式,对其它系统有效利用导航信息以及导航系统的信息化发展具有指导意义。     

激光雷达和单目视觉船舶智能导航系统

以为船舶提供定位服务、障碍物检测和避障航迹规划服务为目的,设计基于激光雷达和单目视觉的船舶智能导航系统。系统船载子系统中,由卫星信号接收机接收卫星信号,定位船舶位置后,障碍物检测单元使用单目视觉传感器、激光雷达,检测船舶周围的障碍物信息和距离信息,通过CAN总线网络将2种信息传输至地面监控子系统。监控端把获取的信息和电子海图相匹配,标识船舶坐标信息,使用基于激光雷达的障碍目标测距方法完成障碍物测距,结合已知定位信息与障碍物距离信息,设计船舶航行指令,由CAN总线网络发送至船载子系统的航行控制单元,驱动航迹控制器控制船舶航行,完成船舶智能导航。仿真实验表明,此系统可实现船舶智能导航,导航应用时可保证船舶不与动态障碍物碰撞。