船舶导航技术和设备发展新动向

自动雷达标绘仪(ARPA)、自适应自动舵和综合导航系统三种新潮系统,在80年代曾被誉为船舶导航设备的“三大件”。而今,船舶导航设备和系统又有了新的“三大件”,那就是:综合船桥(IB)、全球卫星导航仪(GPS)和电子海图信息显示系统(ECDIS)。“窥一斑而见全豹”,船用导航系统“三大件”的变迁和发展,从一个侧面显露了当今船舶导航朝实现船舶航行全自动化方向发展的总趋势。本文拟围绕船舶导航系统的新“三大件”,对当今世界船用导航设备和系统的发展新动向作一个扼要的综述。     

采用TCS控制器的船舶导航系统开发

海上船舶可利用锚泊位置与时间修正GPS等卫星信号误差,传统锚泊定位系统采用工具与人工测距,其人为误差较大,且较易受到海上环境影响。TCS为船舶牵引力控制系统,在控制锚泊过程中能够精确控制钢绳张力,精确自动测定锚泊定位系统与导航卫星信号误差。本文重点研究基于TCS控制器的船舶卫星导航系统,最后进行了仿真。     

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。     

基于嵌入式数据库的船舶综合导航系统应用

随着船舶自动化、智能化程度不断提高,船载综合导航系统在大型船舶上的装机量越来越大。船舶综合导航系统集成了导航卫星、数据库、自动化控制等模块,为船舶正常航行提供航向、航线、姿态等重要信息。嵌入式数据是近几年来逐渐发展起来的一种基于嵌入式环境的数据库技术,可以实现对数据的便捷、统一管理。本研究对嵌入式数据库在船舶综合导航系统的应用问题进行研究,并详细介绍了嵌入式数据库的原理和综合导航系统的软件、硬件设计。     

多网络融合条件下的舰船组合导航系统开发

船舶为了能够在大海上精确的定位,船舶的导航定位系统一定要能够提供舰船的准确可靠的位置、速度以及姿态等重要信息,因此舰船的导航系统的精度和可靠性是重要的衡量指标。多网络融合的组合导航系统有着很多的导航定位传感模块,这些模块构成了一个完整的导航定位系统,极大的提高了舰船导航的定位精度。本文立足于多网络的组合导航定位系统,分析了多网络融合技术的基本原理及结构;研究了组合导航系统的特点及基本组成;最后总结了常用的几种导航定位系统和数据处理方法。这对我国未来组合导航系统的开发起着指导作用。     

浅谈北斗导航技术在船舶定位中的应用

在北斗导航系统建成以前,我国的船舶定位主要依靠GPS导航系统。北斗系统的全球覆盖,不仅打破了GPS的垄断,也为我国的船舶定位提供了另一,种更加安全和精确的导航定位途径。本文简要探析北斗导航技术在船舶定位方面的应用首先对北斗导航技术简要叙述,在此基础上对北斗导航技术在船舶定位的工作原理、系统功能组成进行阐述,以供同行进行借鉴。     

组合导航中自适应算法的设计分析

随着海上交通运输的自动化、网络化,船舶的导航系统需要具备更加精确的位置导航和更加快速的数据传输。传统的单一导航模式如GPS导航等已经难以满足需求,组合导航系统成为了船舶工业领域的研究热点。本文研究的主要内容是船舶组合导航系统的数据分析,开发了一种基于卡尔曼滤波的自适应算法,具有一定的应用价值。     

船舶组合导航系统故障识别的神经网络方法

为了能够准确地定位船舶的位置,船舶的导航设备系统需要给船舶提供精确的速度、位置等信息,单一的导航系统无法满足该要求,因此发展了组合导航系统。将多种导航设备构成一个整体,相互取长补短,这使得船舶的导航系统的精度得到了极大地提升。与此同时,随着组合导航系统的复杂性越来越高,其出现故障的因素也越来越多。本文基于神经网络方法,研究了船舶组合导航系统故障的识别技术。本课题的研究对于我国船舶组合导航系统的发展研究有着重要的指导作用。     

船舶操控室内的微机电惯性传感器精确导航研究

海上运输业繁荣发展,船舶越来越智能化和大型化。大型船舶内部结构复杂、体积庞大、设备众多,给船员的日常生活和船舶应急反应造成很大的影响。本文主要针对船舶操控室内的精确导航问题,提出了基于微机电传感器精确导航的方法,设计基于微机电惯性传感器的室内导航系统,实现船舶操控室内的精确导航。     

船用北斗/惯导组合导航系统研究

针对目前船舶导航设备相对独立且被GPS所垄断的问题,本文提出了船用北斗/惯导组合导航系统,首先分析了组合导航系统的优势,其次建立了组合导航系统的数学模型,最后基于MATLAB软件,进行了仿真实验,结果表明组合导航系统具有更精确、更完备的导航信息,且可靠性更强。为船舶的安全航行提供了有力保障。     

基于多平台信息融合的船舶导航技术

为保证船舶航行的安全性,对传统综合导航平台的技术实现进行分析,提出基于多平台信息融合的导航技术实现方案。在对船用雷达导航系统（Radar Navigation System,RNS）、船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）、罗经和计程仪的导航数据进行分析的基础上,设计以数据融合为支撑的船舶导航系统架构,并以实例验证该技术的可行性和有效性。该技术可有效发挥不同平台的导航信息优势,对船舶综合导航系统的优化具有一定的参考价值。     

基于Labview计算机可视化编程在船舶导航系统的应用

由于常规导航系统所采集的画面图像存在像素丢失或破损的现象,使航线的判断受到影响,提出基于Labview的计算机可视化编程应用于船舶导航系统。优化接收机架构模式,解析定位信息,通过射频前端,完成信号频率转换;结合船舶导航的特殊性,利用计算机可视化编程,预测航线及周边地形,选择合适导航视点,利用Labview采集信息并实时处理,将其以可视化形式呈现,提高特征提取精度,完成基于Labview的计算机可视化编程的船舶导航系统研究。设计对照实验,与常规导航系统对比,测试系统性能。结果表明,所设计系统与常规相比,所采集到的导航图像灰度区间分布均匀,证实其导航画面更加清晰稳定,能够满足导航系统对于航线的精准判断。     

AD Hoc网络在舰船通信与导航终端显示模块的应用

现在的舰船通信导航系统,能够提供非常完善的导航信息,这些导航信息一般都需要通过终端显示模块进行交互式共享。但是船舶的通信导航系统的网络结构是非常复杂的,尤其是在有限的空间中进行大量的数据处理和传输时,需要非常高效的通信网络作为支撑。本文主要研究了AD Hoc组网系统在船舶导航与通信系统中的应用。利用其易于组网的特点,对导航信息进行精确的处理,以满足航行的要求。文章重点讲述了该网络的主要组成原理,并采用了一种优化算法,主动降低了网络节点之间的传输延时,使得该系统能够满足船舶导航数据的显示要求。     

日本自动导航系统

驾驶台自动化设备是当今远洋船舶的重要设备。日本无线电公司 SNA-90/91Ⅲ型自动导航系统的设计,通过采用易读显示器显著加强了驾驶台操作。该系统能快速、精确地检测信息,人工操作简便。该系统由一台导航控制器、二台 ARPA 雷达、一台计划终端、一台读出打印器、一台数字化写字板等设备组成。导航控制器联接到各种传感器、20英寸光栅扫描     

船舶综合导航系统通用检测仪设计与实现

综合导航系统是引导船舶航行的关键设备,其维修保障工作一直是导航设备维护的重难点。文章设计的船舶综合导航系统通用检测仪,通过面向数据流的设计方法开发了多种软件类,采用多线程技术提高软件的实时性和多任务处理能力。利用多通道切换、分时采集等技术对综合导航系统的数字通道与模拟通道进行检测,并实现了综合导航系统与外围导航子系统之间的接口检测与功能检测。检测仪已投入使用,效果良好。     

船长智能终端系统

日本的 NKK 公司和 OCEANROUTE 公司密切合作,研制出一种特别适于客船和货船的计算机导航系统。该系统取名为“船长智能终端系统”,简称 MITS。它可以为船舶提供最佳的航海方案,保证在恶劣气候条件下正确地导航,改善船舶航行时或港泊期间的工作效率。此外,MITS 还可用于船员航海技能训练。     

船舶室内导航中的惯性传感器算法仿真

随着航运业的发展,复杂的内部结构对船舶上的日常工作以及应急反应的要求变高。目前采用的一些导航算法存在精度低、误更新等问题。为了有效解决问题,本文首先对船舶步行导航系统的特征进行介绍,对行人步行导航系统中的惯性导航算法进行相应简化;然后,设计基于船舶室内导航系统简要技术架构并给出改进的导航算法,以此来实现对船舶上导航系统中的惯性导航算法的误差进行补偿。其后仿真结果表明,该算法可解决传统零速更新算法中存在的误更新问题,将其运用在船舶室内导航系统中,能够提升船舶应急反应能力以及位置服务的要求。     

英国新自动导航设备

英国SG公司最近推出一种低成本便于操作的适合拖网渔船、近海船舶、疏浚船、巡逻船、客船等使用的自动导航系统。该系统主要由微处理机构成,用计算机控制船舶航行。该自动导航系统的其他装置有控制器、定向器、自动控制器以及一只用来旋转稳定罗盘的磁通量闸门罗盘。在控制装置上,显示船行方向和航线,并用图象等形式精确显示船在航海时的位置以及信息图象。方     

基于S57的内河船舶导航系统研究

为了保障船舶航行安全,减小导航系统在内河导航的误差,综合利用GIS技术、DGPS技术、AIS技术以及计算机技术,研究符合S57标准的内河船舶导航系统。分析了系统的构成和功能,并研究了该系统的关键技术。在VC++环境下实现了该系统并应用于工程项目。实践证明:系统符合IHO海事标准,导航定位精确,实时高效显示,占用系统内存小,并具有较高的稳定性。     

云平台在船舶导航集成系统中的应用

随着海洋开发的深入,基于导航信息的应用越来越广泛,如卫星导航系统可以通过接收卫星信息来获取船舶的坐标及计算航向航速;同样,采用位置传感器也可以得到相关信息。这2种不同类型的导航系统各有各的优点及缺点。基于云平台的船舶导航集成系统通过云计算中心将不同的导航设备进行有机组合,并对各个导航系统获取的数据进行融合。本文将传感器导航及卫星导航以及不同卫星系统的导航设备进行集成,有效提高了船舶导航系统的准确性及稳定性。