CN102435161B - 在电子航道图上标识水深的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在电子航道图上标识水深的方法，包括目标位置信息的获取、在屏幕上显示水柱、填充柱子的颜色；目标位置信息的获取主要是通过鼠标在电子航道图上点击获取或者是通过从船舶上GPS导航装置获取船舶的位置（X0、Y0）、速度V、方向度数A等信息，然后系统计算出设定时间T秒以后船舶即将到达的位置（X1、Y1）；并以点（X1、Y1）为中心，搜索半径为R的范围内水深点信息的最小值S，然后与危险值S1、不能通航水深值S2比较，并在电子航道图显示区的右下角的位置使用相应颜色的水柱显示目标位置的水深情况，且在水柱的上方显示水深值S。本发明用直观的带颜色的图表显示了航行前方水域的水深情况，为船舶航行提供更加安全的保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种标识水深的方法，尤其是一种根据船舶位置（或鼠标位置），在电子航道图上自动显示对应点的水深信息的方法。
背景技术
近年来，GPS导航技术在内河船舶上的应用得到了一定的发展，但是也遇到了很多的问题。其中一个重要的问题是内河的航道不像公路那样是一个平面，水底下有深有浅，稍不注意就会发生事故。
现在，很多电子航道图都采用不同颜色标识不同水位区域，这样船舶驾驶员必须时刻紧盯导航屏，而且颜色不够直观，缺乏一种自动预警的机制；或者是其预警机制复杂并且不是直接在电子航道图上显示。
如申请号为CN200810092459.3提供了一种船用搁浅预警系统，用于为航行中的船舶提供搁浅预警，它包括：潮汐表数据模块、电子海图数据模块、定位和导航模块、实时SAGA 数据模块、分析处理模块及搁浅预警指示模块；该船用搁浅预警系统，利用实时SAGA数据模块，能够确定出一个合适的预警区域，进而通过分析处理模块来实时分析船舶的航行状态，提前进行船舶搁浅预警，从而有效地预防船舶搁浅事件的发生。
为了加快内河船舶船载导航的发展，提高航行安全性和通航能力，必须在船舶导航的电子导航图上用醒目的方法显示水深信息，并增加水深的自动预警机制，满足内河航运的快速发展。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种根据船舶位置、速度、方向，在电子航道图上自动显示船舶前方的水深信息，并用图表显示的方法。
为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：
导航终端上安装电子导航图管理软件，运行后加载电子导航图数据，标识水深的方法包括目标位置信息的获取、在屏幕上显示水柱和填充水柱的颜色，然后实时显示在导航终端中；所述目标位置信息的获取是通过鼠标在电子航道图上点击获取或者从船舶上GPS导航装置获取船舶所在的位置（X0、Y0）、速度V、方向度数A相关信息，然后系统计算出设定时间T秒以后船舶即将到达的位置（X1、Y1）；以目标位置（X1、Y1）为中心，搜索半径为R的范围内水深点信息的最小值S，如果碰到大于此水面高程的等高线或岸上等高线，S＝0。
具体步骤如下：
（1）位置信息的获取：首先从船舶上GPS导航装置获取船舶的位置（X0、Y0）、速度V、方向度数A等信息，然后系统计算出设定时间T秒以后船舶即将到达的位置（X1、Y1）；以点（X1、Y1）为中心，搜索半径为R的范围内水深点信息的最小值S，如果碰到大于此水面高程的等高线（岸上等高线），S＝0；所述T秒一般为1到10秒，具体可以根据航行水域情况设定。
所述半径R的取值可以根据河流情况和船舶平均航速设定，一般取值为8至20米，所述最小值S的取值最大为Smax，S的取值最小为0，Smax的范围可以定在10至20米之间。
（2）在屏幕上显示水柱：在电子航道图显示区的右下角的位置使用水柱显示目标位置的水深情况，水柱的宽度Sw可以根据电子航道图显示区的大小自己定义，最大高度Sh为电子航道图显示区高度的1/5至4/5，水柱的实际高度H计算方式为：H＝S/Smax*Sh，水柱的上方显示水深值S；
（3）填充柱子的颜色：在每次航行前根据船舶的吃水深度设置好一个不能通航水深值S2和一个危险水深值S1，当水深值小于等于不能通航水深值S2，水柱显示为红色；水深值大于不能通航水深值S2并且小于等于危险水深值S1，水柱显示为黄色，否则显示为蓝色。
所述水柱显示为红色时，水柱会不断闪烁并且有急促的警报声音发出；所述水柱显示黄色时，有缓慢的警报声音发出。
所述的导航终端包括船载终端计算机、嵌入式导航终端和个人计算机。
上述的电子导航图管理软件是一种基于C++语言，自行开发、适用于该方法的软件，可以实现目标位置信息的获取、在屏幕上显示水柱和填充水柱的颜色，然后实时显示在导航终端中。
软件的功能分为输入、输出，数据处理，地图操作三部分。(1)输入、输出：输入包括获取导航终端的鼠标或键盘输入、读取本地配置文件数据、打开电子航道图文件等；输出包括保存配置参数、保存状态信息、打印航道图等。(2)数据处理：数据处理就是对接收的位置信息进行分析处理，获取相关水深点或等高线数据，求出对应位置的水深值。(3) 地图操作：使用超图软件作为底层的地图管理工具，通过调用超图软件SuperMap Objects的相关功能函数，在导航终端屏幕上绘制水柱和填充水柱的颜色。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
本发明的方法可以快速计算出船舶航行前方水域的水深情况，并用直观的带颜色的图像显示，同时加入声音告警，为船舶航行提供更加安全的保障。
附图说明
图1为本发明船舶前方位置计算方法图；
图2为本发明水深数据显示图；
下面结合附图和具体实施方式进一步说明本发明：
如图1和图2所示，可以用以下方法给出航道水深数据显示图，步骤如下：
1、导航终端上安装电子导航图管理软件，运行后加载电子导航图数据。
2、根据船舶GPS信息得到船舶的位置（X0、Y0）、速度V、方向度数A，计算设定时间T秒以后船舶可能到达的位置（X1、Y1），计算方式为：
X1＝T*V*SinA+X0
Y1＝T*V*CosA+Y0 ；
或者直接通过鼠标点击获取位置（X1、Y1）。
3、以点（X1、Y1）为中心，搜索半径为R（一般取值为8至20米）的范围内水深点信息的最小值S，如果碰到大于此水面高程的等高线（岸上等高线），S＝0。
4、把水深值S用柱子在电子航道图显示区的右下角显示，最大水深Smax范围可以取10-20米，S最小为0，水柱的宽度Sw可以根据电子航道图显示区的大小自己定义，最大高度Sh为电子航道图显示区高度的1/5至4/5，（即水深为Smax时的柱子高度，记为Sh），实际高度H计算方式为：H＝S/Smax*Sh，柱子的上方显示水深的数字S。
5、对于柱子的颜色，可以根据船舶自身吃水深度来设置一个危险值S1，一个非通航值S2，如果水深值S<S2，柱子显示为红色；如果S2<=S<=S1，柱子显示为黄色，如果S>S1，柱子显示为蓝色。S1、S2值保存在本地文件中，系统打开后自动调用。
6、如果水深值S<S2，间隔发出急促的声音提示；如果S2<=S<=S1，间隔发出缓慢的声音提示，如果S>S1，无提示。
上述的电子导航图管理软件是一种基于C++语言，自行开发、适用于该方法的软件，可以实现目标位置信息的获取、在屏幕上显示水柱和填充水柱的颜色，然后实时显示在导航终端中。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
3500吨级的货船在船舶航行前，根据船舶的吃水深度4米，在导航终端的电子航道图上设置了一个不能通航水深值4.1米和一个危险水深值5米。在航行中，从船舶上GPS导航装置获取船舶的位置（X0、Y0）、速度V、方向度数A等信息，然后系统计算出特定时间2秒以后船舶到达的位置（X1、Y1）；以点（X1、Y1）为中心，并搜索半径R=8米的范围内水深点信息的最小值S，S的最大取值Smax=10米；如果碰到大于此水面高程的等高线（岸上等高线），S＝0；在电子航道图显示区的右下角的位置使用水柱显示目标位置的水深情况，水柱的宽度为2cm，最大高度Sh为电子航道图显示区高度的1/2，实际高度H计算方式为：H＝S/10*Sh，柱子的上方显示水深的数字S；当水深值S小于等于不能通航水深值4.1米时，水柱显示为红色且不断地闪烁，并发出急促的警报声音；当水深值S大于不能通航水深值4.1米并且小于等于危险值5米，水柱显示为黄色，并发出缓慢的警报声音；否则，水柱显示为蓝色，且无声音提示。通过使用此方法，驾驶员多次及时的改变了航行方向，为船舶航行的安全提供了重大保障。
实施例2：
1万吨级的货船在船舶航行前，根据船舶的吃水深度6米，在导航终端的电子航道图上设置了一个不能通航水深值6.1米和一个危险水深值6.5米。在航行中，从船舶上GPS导航装置获取船舶的位置（X0、Y0）、速度V、方向度数A等信息，然后系统计算出特定时间1秒以后船舶到达的位置（X1、Y1）；以点（X1、Y1）为中心，并搜索半径R=20米的范围内水深点信息的最小值S，S的最大取值Smax=20米；如果碰到大于此水面高程的等高线（岸上等高线），S＝0；在电子航道图显示区的右下角的位置使用水柱显示目标位置的水深情况，水柱的宽度为4cm，最大高度Sh为电子航道图显示区高度的4/5，实际高度H计算方式为：H＝S/20*Sh，柱子的上方显示水深的数字S；当水深值S小于等于不能通航水深值6.1米时，水柱显示为红色且不断地闪烁，并发出急促的警报声音；当水深值S大于不能通航水深值6.1米并且小于等于危险值6.5米，水柱显示为黄色，并发出缓慢的警报声音；否则，水柱显示为蓝色，且无声音提示。通过使用此方法，驾驶员多次及时的改变了航行方向，为船舶航行的安全提供了重大保障。
实施例3：
5000吨级的货船在船舶航行前，根据船舶的吃水深度5米，在导航终端的电子航道图上设置了一个不能通航水深值5.1米和一个危险水深值5.5米。在航行中，从船舶上GPS导航装置获取船舶的位置（X0、Y0）、速度V、方向度数A等信息，然后系统计算出特定时间1秒以后船舶到达的位置（X1、Y1）；以点（X1、Y1）为中心，并搜索半径R=15米的范围内水深点信息的最小值S，S的最大取值Smax=15米；如果碰到大于此水面高程的等高线（岸上等高线），S＝0；在电子航道图显示区的右下角的位置使用水柱显示目标位置的水深情况，水柱的宽度为3cm，最大高度Sh为电子航道图显示区高度的1/5，实际高度H计算方式为：H＝S/15*Sh，柱子的上方显示水深的数字S；当水深值S小于等于不能通航水深值5.1米时，水柱显示为红色且不断地闪烁，并发出急促的警报声音；当水深值S大于不能通航水深值5.1米并且小于等于危险值5.5米，水柱显示为黄色，并发出缓慢的警报声音；否则，水柱显示为蓝色，且无声音提示。通过使用此方法，驾驶员多次及时的改变了航行方向，为船舶航行的安全提供了重大保障。
Claims (4)
1.一种在电子航道图上标识水深的方法，其特征在于：包括目标位置信息的获取、在屏幕上显示水柱和填充水柱的颜色，然后实时显示在导航终端中；所述目标位置信息的获取是通过鼠标在电子航道图上点击获取或者从船舶上GPS导航装置获取船舶所在的位置（X0、Y0）、速度V、方向度数A相关信息，然后系统计算出设定时间T秒以后船舶即将到达的位置（X1、Y1）；以目标位置（X1、Y1）为中心，搜索半径为R的范围内水深点信息的最小水深值S，如果碰到大于此水面高程的等高线或岸上等高线，S＝0；
所述在屏幕上显示水柱是在电子航道图显示区的右下角的位置使用水柱显示目标位置的水深情况，水柱的宽度Sw根据电子航道图显示区的大小自己定义，最大高度Sh为电子航道图显示区高度的1/5至4/5，水柱的实际高度H计算方式为：H＝S/Smax*Sh，水柱的上方显示最小水深值S；Smax为最小水深值S的最大取值；
所述填充柱子的颜色是用最小水深值S与在每次航行前根据船舶的吃水深度设置好一个不能通航水深值S2、一个危险水深值S1进行比较，当最小水深值S小于等于不能通航水深值S2，水柱显示为红色；最小水深值S大于不能通航水深值S2并且小于等于危险水深值S1，水柱显示为黄色，否则显示为蓝色。
2.根据权利要求1所述的在电子航道图上标识水深的方法，其特征在于，所述半径R的取值范围根据河流情况和船舶平均航速设定，其取值范围为8至20米，所述最小水深值S的取值最大记为Smax，最小为0，Smax的取值范围在10至20米之间。
3.根据权利要求1所述的在电子航道图上标识水深的方法，其特征在于，所述水柱显示为红色时，水柱会不断闪烁并且有警报声音发出；所述水柱显示黄色时，有缓慢的警报声音发出。
4.根据权利要求1所述的在电子航道图上标识水深的方法，其特征在于，所述设定时间T秒为1至10秒。
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