CN105572709A - 一种基于北斗卫星定位的高精准海图仪 - Google Patents

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    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
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Abstract

一种基于北斗卫星定位的高精准海图仪，包括定位终端、监控服务器和用户终端，所述定位终端用于获取北斗位置信息，并对北斗位置信息进行解析规整，然后发送给监控服务器；所述的监控服务器用于接收定位终端发送的位置信息数据，进行计算、处理，同时受理来自所述用户终端的数据操作请求；用户终端用于显示当前船舶的位置信息；本发明提供了一种基于北斗卫星定位的高精准的海图仪，总共包括定位终端、监控服务器和用户终端，由定位终端对相关信息的发送和采集，监控服务器采集的信息进行处理，可以显著提高海域监控管理的工作水平，对船舶动态实施有效的监控，使管理者能随时、准确、清楚的了解船舶运行状况，提高工作效率和船舶行驶的安全性。

Description

一种基于北斗卫星定位的高精准海图仪
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种基于北斗卫星定位的高精准海图仪。
背景技术
航道拥挤程度的提高、船舶的大型化、以及超高速船舶的出现给船舶航行安全提出了严峻的挑战。解决这个问题的一种方式是集成式地把本船的位置、所处的静态环境、周围的动态目标信息显示在一个屏幕上，使得船舶驾驶员能够迅速地获取所有这些信息，及时地做出操船决策。
海运船舶驾驶中使用各种现代化的导航设备和雷达设备，例如电子海图仪等，能够在很短的时间间隔内获取精确可靠的关于船位、船舶运动参数以及周围环境方面的信息。电子海图仪，包括各种数字式海图及其应用系统。电子海图显示与信息系统（ECDIS）被认为是继雷达/ARPA之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。从最初纸海图的简单电子复制品到过渡性的电子海图系统（ENS），ECDIS已发展成为一种新型的船舶导航系统和辅助决策系统，它不仅能连续给出船位，还能提供和综合与航海有关的各种信息，有效地防范各种险情。
使用电子海图，能够把驾驶员从海图作业这一事务性工作中解脱出来，使其把主要精力放在航行监视和及时制定操船决策上来。
现在沿海和远洋船舶上都安装了AIS（船舶自动识别系统）、GPS（全球定位系统）、Gyro（罗经）、雷达、ECDIS（电子海图显示与信息系统）等通讯导航设备，保证船舶的安全航行。但这些导航设备相互独立，各种导航信息还没有综合处理平台。但由于这些设备费用都比较高，鉴于安装成本的考虑，一些内河船舶和渔船导航设备还是比较落后。
而北斗卫星导航系统是中国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，系统已经具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力，预计2020年左右覆盖全球。北斗系统致力于向全球用户提供定位、导航和授时服务，目前定位精度平面10米、高程10米，测速精度0.2米/秒，授时精度单向50纳秒。
在船舶应用领域，北斗在渔业中得到非常好应用，北斗卫星导航系统的应用可以极大保障了渔船出海安全，巩固和发展了渔业生产。但是，还没有应用到大部分船舶中，随着北斗卫星导航系统的成熟，考虑到国家战略安全的需要，北斗系统必将大量应用的商船上，从而摆脱对GPS的严重依赖。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种基于北斗卫星定位的高精准海图仪。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种基于北斗卫星定位的高精准海图仪，包括定位终端、监控服务器和用户终端，所述定位终端用于获取北斗位置信息，并对北斗位置信息进行解析规整，然后发送给监控服务器；所述的监控服务器用于接收定位终端发送的位置信息数据，进行计算、处理并保存，同时受理来自所述用户终端的数据操作请求；用户终端用于显示当前船舶的位置信息；所述的定位终端包括北斗模块、中央处理器模块、位置信息发送模块和北斗信号接收模块，其中：
北斗信号接收模块用于接收导航星的星历信息，并计算出当前位置坐标的导航信息；
中央处理器与北斗模块、北斗信号接收模块连接，用于对北斗信号接收模块所接收信息进行读取、解析；
位置信息发送模块用于将北斗信号接收模块接收的信息发送给监控服务器；
所述的监控服务器包括位置信息接收模块、数据库读写模块主程序模块，其中：所述主程序模块负责整体程序的运行与调度，主程序模块与位置信息接收模块和数据库读写模块连接。
所述北斗信号接收模块包括接收天线、信号放大芯片以及滤波芯片；所述接收天线的输出端依次通过电容C3、电感L1与信号放大芯片的RFIN端口连接，信号放大芯片的VDD接口、ENABLE接口均通过并联的电容C1、电容C2接地，且信号放大芯片的CDD接口、ENABLE接口通过保险丝FBl与电源VCC连接；信号放大芯片的RFOUT接口通过电容C4与滤波芯片的输入接口连接，滤波芯片的输出接口依次通过电容C4、电感L2与中央处理器模块连接。
所述的北斗信号接收模块还包括芯片U2，U2的型号为：UBX-G7020，中央处理器包括芯片X1，X1型号为：TCXO，所述芯片X1的输出端与芯片U1的频率输入端信号连接。
所述的用户终端包括计算机和运行于计算机上的客户端程序，包括GIS模块、数据处理模块，GIS模块用于与GIS引擎进行通信，并在计算机上显示海区海图，数据处理模块用于向监控服务器发送数据请求并接收当前船舶定位信息数据，同时在GIS模块上以图标形式显示。
上述技术方案的有益之处在于：
本发明提供了一种基于北斗卫星定位的高精准的海图仪，总共包括定位终端、监控服务器和用户终端，由定位终端对相关信息的发送和采集，监控服务器采集的信息进行处理，可以显著提高海域监控管理的工作水平，对船舶动态实施有效的监控，使管理者能随时、准确、清楚的了解船舶运行状况，提高工作效率和船舶行驶的安全性。
另外，由于本发明的定位终端的接收天线设置有多根，可以用于分别接收不同频率导航系统的导航信息，即可以通过设置多个信号接收模块来接收不同导航系统的导航星的星历信息，在特定情况下，可以帮助管理者通过对不同导航系统获得的信息进行比对，而确定最佳且安全的信息，确保行驶安全。
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
附图说明
图1为本发明实施例1框架示意图；
图2为本发明定位终端的电路示意图；
图3为本发明用户终端的框架示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1-3所示的一种基于北斗卫星定位的高精准海图仪，包括定位终端、监控服务器和用户终端，所述定位终端用于获取北斗位置信息，并对北斗位置信息进行解析规整，然后发送给监控服务器；所述的监控服务器用于接收定位终端发送的位置信息数据，进行计算、处理并保存，同时受理来自所述用户终端的数据操作请求；用户终端用于显示当前船舶的位置信息；所述的定位终端包括北斗模块、中央处理器模块、位置信息发送模块和北斗信号接收模块，其中：
北斗信号接收模块用于接收导航星的星历信息，并计算出当前位置坐标的导航信息；
中央处理器与北斗模块、北斗信号接收模块连接，用于对北斗信号接收模块所接收信息进行读取、解析；
位置信息发送模块用于将北斗信号接收模块接收的信息发送给监控服务器；
所述的监控服务器包括位置信息接收模块、数据库读写模块主程序模块，其中：所述主程序模块负责整体程序的运行与调度，主程序模块与位置信息接收模块和数据库读写模块连接。
具体的，所述的用户终端包括计算机和运行于计算机上的客户端程序，该客户端程序设置有中央微处理器，包括GIS模块、数据处理模块，GIS模块用于与GIS引擎进行通信，并在计算机上显示海区海图，数据处理模块用于向监控服务器发送数据请求并接收当前船舶定位信息数据，同时在GIS模块上以图标形式显示。
更具体的，本发明除北斗信号接收模块之外，还可以设置多个其他信号接收模块，用于接收不同导航系统的导航星的星历信息，并将所有的星历信息传输给中央处理器，中央处理器根据北斗信号接收模块接收到的导航信息，进行选择工作频率，并根据导航信息计算出坐标信息。通过多个信号接收模块的设置，在北斗信号接收模块无法搜索到相应的导航星或下载星历出现故障时，可以选择其他接收模块，从而可以提高使用稳定性。
进一步的，所述的北斗信号接收模块包括接收天线、信号放大芯片以及滤波芯片；所述接收天线的输出端依次通过电容C3、电感L1与信号放大芯片的RFIN端口连接，信号放大芯片的VDD接口、ENABLE接口均通过并联的电容C1、电容C2接地，且信号放大芯片的CDD接口、ENABLE接口通过保险丝FBl与电源VCC连接；信号放大芯片的RFOUT接口通过电容C4与滤波芯片的输入接口连接，滤波芯片的输出接口依次通过电容C4、电感L2与中央处理器模块连接。
更优地，所述接收天线也设置有多个，用于分别接收不同频率导航系统的导航信息。由于初期接收的导航信息较弱，因此通过信号放大芯片进行信号放大，然后再通过滤波芯片进行信号过滤。过滤后的信号再传输到北斗导航电路。
更优地，所述的北斗信号接收模块还包括芯片U2，U2的型号为：UBX-G7020，中央处理器包括芯片X1，X1型号为：TCXO，所述芯片X1的输出端与芯片U1的频率输入端信号连接。
所述的用户终端还包括有232串口、网口、电源模块、VGA接口存储器和JTAC接口，该计算机的客户端程序的中央微处理器分别与232串口、网口、电源模块、VGA接口存储器、JTAC接口、GIS模块电连接。
优选地，所述的用户终端的中央微处理器采用S3C2440型号。
优选地，所述网口采用DM9000型号。
优选地，VGA接口采用BH7240型号。
本发明监控处理器为现有技术，定位终端的北斗信号接收模块增加了选频电路，选频电路主要有芯片X1以及外围电路构成，芯片X1对北斗导航的电路芯片U2输出工作频率，以选择导航信息的频率，从收集的导航信号中调制出所需要的频率导航信号。北斗信号接收模块通过中央处理器进行通讯，通过北斗信号发送模块向监控服务器发出信号。

Claims (4)

1.一种基于北斗卫星定位的高精准海图仪，包括定位终端、监控服务器和用户终端，所述定位终端用于获取北斗位置信息，并对北斗位置信息进行解析规整，然后发送给监控服务器；所述的监控服务器用于接收定位终端发送的位置信息数据，进行计算、处理并保存，同时受理来自所述用户终端的数据操作请求；用户终端用于显示当前船舶的位置信息；其特征在于：所述的定位终端包括北斗模块、中央处理器模块、位置信息发送模块和北斗信号接收模块，其中：
北斗信号接收模块用于接收导航星的星历信息，并计算出当前位置坐标的导航信息；
中央处理器与北斗模块、北斗信号接收模块连接，用于对北斗信号接收模块所接收信息进行读取、解析；
位置信息发送模块用于将北斗信号接收模块接收的信息发送给监控服务器；
所述的监控服务器包括位置信息接收模块、数据库读写模块主程序模块，其中：所述主程序模块负责整体程序的运行与调度，主程序模块与位置信息接收模块和数据库读写模块连接。
2.如权利要求1所述的一种基于北斗卫星定位的高精准海图仪，其特征在于：所述北斗信号接收模块包括接收天线、信号放大芯片以及滤波芯片；所述接收天线的输出端依次通过电容C3、电感L1与信号放大芯片的RFIN端口连接，信号放大芯片的VDD接口、ENABLE接口均通过并联的电容C1、电容C2接地，且信号放大芯片的CDD接口、ENABLE接口通过保险丝FBl与电源VCC连接；信号放大芯片的RFOUT接口通过电容C4与滤波芯片的输入接口连接，滤波芯片的输出接口依次通过电容C4、电感L2与中央处理器模块连接。
3.如权利要求1或2所述的一种基于北斗卫星定位的高精准海图仪，其特征在于：所述的北斗信号接收模块还包括芯片U2，U2的型号为：UBX-G7020，中央处理器包括芯片X1，X1型号为：TCXO，所述芯片X1的输出端与芯片U1的频率输入端信号连接。
4.如权利要求1所述的一种基于北斗卫星定位的高精准海图仪，其特征在于：所述的用户终端包括计算机和运行于计算机上的客户端程序，包括GIS模块、数据处理模块，GIS模块用于与GIS引擎进行通信，并在计算机上显示海区海图，数据处理模块用于向监控服务器发送数据请求并接收当前船舶定位信息数据，同时在GIS模块上以图标形式显示。
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