CN110011893B - 具有电子航道图远程在线自动升级功能的ais装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，其特征在于：它包括AIS通信控制器、第一甚高频时分多址接收机、第二甚高频时分多址接收机、甚高频时分多址发信机、甚高频选择性呼叫机、通信双工器、甚高频天线、GPS及DGPS定位接收机、ARM中央处理器、网络通信模块、中间服务器，VPN代理服务器和航道局数据库服务器；本发明可以实现船舶AIS设备搭载的电子长江航道图实时的在线更新，始终保持与航道局海图版本的一致，更加准确的实现对船舶航道的真实体现。

Description

具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置及方法
技术领域
本发明涉及内河航道导航装置技术领域，具体地指一种具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS(Automatic Identification System，船舶自动识别系统)装置及方法。
背景技术
当前，长江航运进入高速发展期，运量迅猛增长，水上交通非常繁忙。为适应新的发展需求，提高水上运输管理效率和水平，长江上很多部门和单位正在大力开展航运信息化建设，并以数字航道、智能航运为信息化的发展目标。电子航道图是数字航道的核心，也是智能航运的基础。与长江航运相关的各应用领域信息系统，都需要以长江电子航道图作为基础平台。目前船舶AIS设备的电子航道图的更新机制都是采用商业光盘、外置专用SD卡或者加密U盘本地升级方式，并且需要专门的技术人员进行现场安装升级，消耗大量的人力、物力及财力，一些船舶的电子航道图大多处于出厂状态版本，与现有的最新的长江航道图图幅具有较大的差异，在实际航行过程中，无法在线实时准确的显示当前船舶周边的实时环境，容易造成事故的发生。实现的长江电子航道图进行实时在线远程升级更新，对于船舶的运营安全、对于减少由于安装升级的不便捷性具有较大的实际价值。
发明内容
本发明提供一种具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置及方法，本发明可以实现船舶AIS设备搭载的电子长江航道图实时的在线更新，始终保持与航道局海图版本的一致，更加准确的实现对船舶航道的真实体现。
为实现此目的，本发明所设计的具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，其特征在于：它包括AIS通信控制器、第一甚高频时分多址(VHF-TDMA)接收机、第二甚高频时分多址接收机、甚高频时分多址发信机、甚高频选择性呼叫机(VHF-DSC)、通信双工器、甚高频天线、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)及DGPS(DifferentialGlobal Positioning System，差分全球定位系统)定位接收机、ARM中央处理器、网络通信模块、中间服务器、VPN代理服务器和航道局数据库服务器；
其中，所述甚高频天线用于接收岸端AIS基站台或其它船舶AIS基站发送的AIS报文信息，并将AIS报文信息通过通信双工器及第一甚高频时分多址接收机或第二甚高频时分多址接收机发送给AIS通信控制器，AIS通信控制器对AIS报文信息进行解析，AIS通信控制器用于将AIS报文信息解析的结果传输给ARM中央处理器进行存储；
AIS通信控制器用于同时控制第一甚高频时分多址接收机和第二甚高频时分多址接收机的频率信道锁定在预设的第一频率信道和第二频率信道上，并侦听第一频率信道和第二频率信道上的AIS报文信息，AIS通信控制器用于控制甚高频时分多址发信机交互工作在第一频率信道和第二频率信道，实现对本船基本AIS报文信息的发射，AIS通信控制器用于控制甚高频选择性呼叫机对特定甚高频信道锁定，实现执法分配的信道通信；
所述GPS及DGPS定位接收机用于通过GPS天线接收GPS卫星信号，GPS及DGPS定位接收机向AIS通信控制器输出GPS定位信息及时钟信息，AIS通信控制器实现对GPS定位信息进行解析，得到实时经纬度及时间信息；
ARM中央处理器根据GPS定位信息确定船舶当前航行航道图的版本号，并将船舶当前航行航道图的版本号和GPS定位信息以TCP/IP协议通过网络通信模块传输给中间服务器；
中间服务器用于根据GPS定位信息通过VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)代理服务器从航道局数据库服务器中获取航道局发布的该区域最新的航行航道图的版本号，航行航道图的版本号根据时间戳规则命名，中间服务器还用于将船舶当前航行航道图的版本号与航道局数据库服务器中该区域最新的航行航道图的版本号利用时间戳规则进行比较，如果版本号存在区别则从中间服务器中的电子航道图子服务器中获取对应所需的差分升级包，并将该差分升级包传输给ARM中央处理器，并在ARM中央处理器中进行当前航行航道图的升级。
一种基于上述装置的电子航道图远程在线自动升级方法，其它包括如下步骤：
步骤1：所述GPS及DGPS定位接收机通过GPS天线接收GPS卫星信号，GPS及DGPS定位接收机向AIS通信控制器输出GPS定位信息及时钟信息，AIS通信控制器实现对GPS定位信息进行解析，得到实时经纬度及时间信息；
步骤2：ARM中央处理器根据GPS定位信息确定船舶当前航行航道图的版本号，并将船舶当前航行航道图的版本号和GPS定位信息以TCP/IP协议通过网络通信模块传输给中间服务器；
步骤3：中间服务器用于根据GPS定位信息通过VPN代理服务器从航道局数据库服务器中获取航道局发布的该区域最新的航行航道图的版本号，航行航道图的版本号根据时间戳规则命名，中间服务器还用于将船舶当前航行航道图的版本号与航道局数据库服务器中该区域最新的航行航道图的版本号利用时间戳规则进行比较，如果版本号存在区别则从中间服务器中的电子航道图子服务器中获取对应所需的差分升级包，并将该差分升级包传输给ARM中央处理器，并在ARM中央处理器中进行当前航行航道图的升级。
作为具有长江电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，与现有的通过光盘、加密U盘等本地升级技术方案相比，本发明的有益效果为：
1、基于用户无法直接访问航道局的内网，每次需要相关的设备供应商安排专业人员现场执行升级操作，搭建一个中间服务器作为中继站，进行内外网的连接，进行电子航道图数据外部服务器的搭建，成为AIS设备电子航道图在线更新的数据服务源。
2、在外部链接的同时，满足了电子航道图的CJ-57数据保护规范，防止了电子航道图信息的外部泄露。
3、AIS装置在可以链接移动公网的条件下，直接进行一键远程在线升级操作，使电子航道图实时处于最新的状态，可以更真实的显示船舶的外界航道地理环境，船舶航行的安全性大大提升。
4.航道事故的规避。对于航道上发生的撞船等事故，航道局人员可以直接在航道图上绘制管制区域，用户可直接实时获取航道限行区域进行绕行，不需行政管理派遣大量执法船用于航道封锁，使主要任务精力关注在事故救援上，节省了大量成本。
附图说明
图1为本发明的结构框架图。
图2为本发明的内外网络交换机制结构图。
图3为本发明的中间服务器系统架构图。
其中，1—AIS通信控制器、2—第一甚高频时分多址接收机、3—甚高频时分多址发信机、4—甚高频选择性呼叫机、5—通信双工器、6—甚高频天线、7—GPS及DGPS定位接收机、8—GPS天线、9—船舶运动传感器接口、10—ARM中央处理器、10.1—TFT-LCD液晶显示屏、10.2—按键、10.3—图形加速器、10.4—喇叭、10.5—SD卡、10.6—文本显示器、11—网络通信模块、12—中间服务器、13—VPN代理服务器、14—航道局数据库服务器、15—第二甚高频时分多址接收机。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明所设计的一种具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，如图1～3所示，它包括AIS通信控制器1、第一甚高频时分多址接收机2、第二甚高频时分多址接收机15、甚高频时分多址发信机3、甚高频选择性呼叫机4、通信双工器5、甚高频天线6、GPS及DGPS定位接收机7、船舶运动传感器接口9、ARM中央处理器10、网络通信模块11、中间服务器12，VPN代理服务器13和航道局数据库服务器14；
其中，所述甚高频天线6用于接收岸端AIS基站台或其它船舶AIS基站发送的AIS报文信息(频率为156～174MHZ)，并将AIS报文信息通过通信双工器5及第一甚高频时分多址接收机2或第二甚高频时分多址接收机15发送给AIS通信控制器1(一个信道同一时间内只能发送一条船舶的报文，避免信息紊乱)，AIS通信控制器1对AIS报文信息进行解析，AIS通信控制器1用于通过C-BUS总线将AIS报文信息解析的结果传输给ARM中央处理器10进行存储，存在内部闪存中(AIS通信控制器1通过C-BUS总线与ARM中央处理器10之间进行数据通信及时间同步，C-BUS总线含CSN(Chip Select N使能线)端口使能线、SCLK(Serial Clock系统时钟线)脉冲同步线、CDATA(Command Data写数据线)写数据线及RDATA(Reply Data读数据线)读数据线)；
AIS通信控制器1用于通过串口同时控制第一甚高频时分多址接收机2和第二甚高频时分多址接收机15的频率信道锁定在预设的第一频率信道(161.975MHz)和第二频率信道(162.025MHz)上，并侦听第一频率信道和第二频率信道上的AIS报文信息，AIS通信控制器1用于通过串口控制甚高频时分多址发信机3交互工作在第一频率信道和第二频率信道，实现对本船基本AIS报文信息(包括经纬度、船舶代码、船名、UTC时间和航速)的发射(别的船舶及AIS基站接收此报文)，AIS通信控制器1用于控制甚高频选择性呼叫机4对特定甚高频信道(由执法员分配)锁定，通过执法分配的信道通信；
所述GPS及DGPS定位接收机7用于通过GPS天线8接收至少三顆GPS卫星信号，GPS及DGPS定位接收机7向AIS通信控制器1输出GPS定位信息及时钟信息，AIS通信控制器1实现对GPS定位信息进行解析，得到实时经纬度及时间信息，存储于内部FLASH(闪存)中；
ARM中央处理器10根据GPS定位信息确定船舶当前航行航道图的版本号，并将船舶当前航行航道图的版本号和GPS定位信息以TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议)协议通过网络通信模块11传输给中间服务器12；
中间服务器12用于根据GPS定位信息通过VPN代理服务器13从航道局数据库服务器14中获取航道局发布的该区域最新的航行航道图的版本号，航行航道图的版本号根据时间戳规则命名，中间服务器12还用于将船舶当前航行航道图的版本号与航道局数据库服务器14中该区域最新的航行航道图的版本号利用时间戳规则进行比较，如果版本号存在区别则从中间服务器12中的电子航道图子服务器中获取对应所需的差分升级包，并将该差分升级包传输给ARM中央处理器10，并在ARM中央处理器10中进行当前航行航道图的升级。
上述技术方案中，AIS通信控制器1具备SOTDMA CLASS B级AIS报文解析功能。AIS通信控制器1基于SOTDMA(自组织时分多址技术)通过对通信信道RSSI(Received SignalStrength Indication)测量，确定是否进行数据的接收及发送，通过控制双工器确定启用VHF-TDMA接收发机。
所述AIS通信控制器1即为CMX AIS CLASSB级调制解调芯片，支持双工工作方式，在两个通道上可以同时接收，交替进行信号的发射。其具备两个平行的限幅器，支持I/Q调制或者两点调制。RX(Receive，接收)通道是专门为AIS和DSC(Digital SelectiveCalling，数字选择性呼叫)操作配置的，TX(Transmit，传送)通道为AIS系统配置，对VHF信道接收到的AIS 17号等报文信息进行调制解调，解调数据训练序列进行检测，转换和处理(标志位，位填充，校验)，提供了RS232串口等数据接口，减少了系统硬件设计的复杂性。
上述技术方案中，所述AIS通信控制器1用于通过SOTDMA协议控制甚高频时分多址发信机3交互工作在第一频率信道和第二频率信道，实现对含有本船船舶静态信息，如MMSI(Maritime Mobile Service Identify，水上移动通信业务标识码)码、IMO(InternationalMaritime Organization，舶名识别码)码、呼号、船舶类型、船长宽等)和动态信息(船速、定位信息等)的AIS报文信息的发射。
上述技术方案中，所述ARM中央处理器10用于对预存的航道图文件进行解析，并将解析出来的航道图通过TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)液晶显示屏10.1显示。TFT-LCD显示屏10.1包含RGB数据信号、时钟信号和控制信号三类信号，通过ARM中央处理器10的6位TTL(TransistorTransistor Logic)电平口，共有18条RGB数据线，连接实现数据的输出至TFT-LCD显示屏10.1，时钟信号连接至ARM中央处理器10的系统时钟接口，用一个像素时钟信号，进行脉冲时间同步输出。
上述技术方案中，所述中间服务器12的电子航道图子服务器制作所需的差分升级包的方法为：
首先，进行航行航道图版本号的统一管理，此时航道局数据库服务器14、中间服务器12、船载航行航道图的版本号统一按照时间戳命名，AIS的版本号始终小于等于其它两个服务器的版本号；
然后，中间服务器12获取航行航道图的更新文档并制作差分升级包，这些差分文件升级包即为需要下载到AIS设备中进行电子航道图进行更新的文件。
上述技术方案中，所述中间服务器12在进行数据传输时进行远程在线签名认证安全管理方式，具体的远程在线签名认证安全管理方式为：
首先，航道局数据库服务器14为VPN代理服务器13、中间服务器12、航道局数据库服务器14、ARM中央处理器10和航道图数据用户均分配唯一的身份认证码M_ID和加密解密认证码M_KEY；
然后，中间服务器12根据加密解密认证码对航行航道图和差分升级包进行加密传输，同时由身份认证码表明对应的船舶身份；
最后，ARM中央处理器10利用加密解密认证码对航行航道图和差分升级包进行解密，并完成航行航道图的升级。
上述技术方案中，ARM中央处理器10还用于通过内部接口实现与按键10.2、图形加速器10.3、喇叭10.4、SD卡10.5、文本显示器10.6之间连接，实现交互，完成数据的输入与显示。
上述技术方案中，中间服务器12获取航行航道图的更新文档并制作差分升级包的具体方法为：中间服务器12获取航行航道图的更新文件，遍历航行航道图元素信息(水位、锚泊位、界标、地形等)，再获取中间服务器12当前最新航行航道图文件，遍历当前最新航行航道图文件元素信息，对获取的以上两组元素信息暂时存储于电子航道图子服务器中，进行数据的差异对比，去除无差别元素并以空(NULL)填充，保留航道局差异数据，获得差异性数据库，把差异性数据库导入ARCGIS制图软件，制作差分升级文件，差分升级文件再导入ARCMAP软件中，增添签名认证文件，导出update.zip差分升级包。
上述技术方案中，所述中间服务器12通过VPN代理服务器13与航道局数据库服务器14通信时，中间服务器12器通过VPN代理服务器13进入航道局数据库服务器14分配的IP及端口号获取数据，具体方法为：
航道局数据库服务器14和中间服务器12的VPN网关采用双网卡结构，中间服务器12内网卡接入航道局数据库服务器14分配准许的内部局域网络，其外网卡使用公共IP接入Internet公网；
中间服务器12局域网的VPN网关在接收到中间服务器12发出的访问数据包时对其目标地址进行检查，发现目标地址属于航道局局域网络的地址，于是将访问数据包根据所采用的VPN技术进行封装，同时VPN网关会构造一个新的VPN数据包，并将封装后的原访问数据包作为VPN数据包的负载，VPN数据包的目标地址为航道局网络的VPN网关的公共IP地址；
中间服务器局域网的VPN网关将VPN数据包发送到Internet外网中，由于VPN数据包的目标地址是航道局数据库服务器14网络的VPN网关的外部地址，所以该VPN数据包将被Internet中的路由正确地发送到航道局网络的VPN网关；
航道局网络的VPN网关对接收到的VPN数据包进行检查，如果发现该VPN数据包是从中间服务器网络的VPN网关发出的，即可判定该数据包为VPN数据包，并对该数据包进行解包，解包的过程主要是将VPN数据包的包头剥离，将负载通VPN技术反向处理还原成原始的访问数据包；
航道局数据库服务器14的VPN网关将还原后的原始访问数据包发送至中间服务器12。
上述技术方案中，所述AIS报文信息包括船舶静态信息、船舶航次信息、船舶动态信息和船舶航线信息；
船舶静态信息包括IMO编号、MMSI码、呼号、船名、船长、船宽；船舶航次信息包括船舶种类、总吨、GPS天线位置信息等；动态信息包括UTC(Coordinated Universal Time，协调世界时)时间，船舶经纬度，对地航速，对地航向，转向率，航行状态，船首向；航线信息包括吃水、货物类别、目的地等。
各船舶发送报文，在此船舶12海里内的船舶通过AIS天线直接可以收到，在12海里范围外，AIS基站台由于功率大，集中整理所有接收到的AIS报文信息，在统一发送出去，确保所有船都可以接收AIS报文
它还包括船舶运动传感器接口9，AIS通信控制器1用于通过船舶运动传感器接口9获取船舶运动状态信息(如船速)，把获取的船舶运动状态信息与通过GPS及DGPS定位接收机7测的船舶运动状态信息进行对比，并通过对比的结果修正GPS定位信息，否则在运动的状态下船舶GPS的精度受到的干扰很大。所述RS232串行数据接口连接外部船舶运动传感器输出的串口信息，作为报文信息的原始数据存储于FLASH中，FLASH通过SPI总线与ARM中央处理器10之间进行通信。
上述技术方案中，中间服务器12具有船舶AIS端监控服务及航道图下载服务两个功能，其下布置有船舶动态信息服务器及电子航道服务器，分别管理各船的动态信息记录存储和从航道局获取的实时更新航道图进行差分升级包的制作、管理及发布。电子航道图服务器存储具有升级版本号的特定区域的差分升级包，对每段航道图的管理发布新的版本号，对航道局更新航道图文件实时快速制作差分升级包，对数据进行管理。船舶动态信息服务器对AIS ARM中央处理器的升级请求进行记录及其版本号、定位等信息进行记录，对其身份进行签名验证，保证升级文件的正确性，防止恶意更改。
所述VPN代理服务器13具有访问航道局内网的权限，根据航道局数据库服务器14分配的航道图升级IP及端口，进行与航道局数据库服务器14之间数据的交互，获取航道局最新更新.000文件，将VPN数据包发送到Internet外网中，中间服务器12通过TCP/IP协议访问外网IP获取实时更新的文件，以此达到多航道局内网的访问，实现内网的限制到外网的之间访问的转换，AIS端直接通过移动公网进行更新请求及数据交互。
所述航道局数据库服务器14处于航道局安全的内部局域网中，航道局服务器数据以MYSQL数据库的形式存储，存储有航道局制作的CJ-57数据传输标准的电子航道图数据更新文件，即000源文件。
一种基于上述装置的电子航道图远程在线自动升级方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：所述GPS及DGPS定位接收机7通过GPS天线8接收GPS卫星信号，GPS及DGPS定位接收机7向AIS通信控制器1输出GPS定位信息及时钟信息，AIS通信控制器1实现对GPS定位信息进行解析，得到实时经纬度及时间信息；
步骤2：ARM中央处理器10根据GPS定位信息确定船舶当前航行航道图的版本号，并将船舶当前航行航道图的版本号和GPS定位信息以TCP/IP协议通过网络通信模块11传输给中间服务器12；
步骤3：中间服务器12用于根据GPS定位信息通过VPN代理服务器13从航道局数据库服务器14中获取航道局发布的该区域最新的航行航道图的版本号，航行航道图的版本号根据时间戳规则命名，中间服务器12还用于将船舶当前航行航道图的版本号与航道局数据库服务器14中该区域最新的航行航道图的版本号利用时间戳规则进行比较，如果版本号存在区别则从中间服务器12中的电子航道图子服务器中获取对应所需的差分升级包，并将该差分升级包传输给ARM中央处理器10，并在ARM中央处理器10中进行当前航行航道图的升级。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，其特征在于：它包括AIS通信控制器(1)、第一甚高频时分多址接收机(2)、第二甚高频时分多址接收机(15)、甚高频时分多址发信机(3)、甚高频选择性呼叫机(4)、通信双工器(5)、甚高频天线(6)、GPS及DGPS定位接收机(7)、ARM中央处理器(10)、网络通信模块(11)、中间服务器(12)，VPN代理服务器(13)和航道局数据库服务器(14)；
其中，所述甚高频天线(6)用于接收岸端AIS基站台或其它船舶AIS发送的AIS报文信息，并将AIS报文信息通过通信双工器(5)及第一甚高频时分多址接收机(2)或第二甚高频时分多址接收机(15)发送给AIS通信控制器(1)，AIS通信控制器(1)对AIS报文信息进行解析，AIS通信控制器(1)将AIS报文信息解析的结果传输给ARM中央处理器(10)进行存储；
AIS通信控制器(1)用于同时控制第一甚高频时分多址接收机(2)和第二甚高频时分多址接收机(15)的频率信道锁定在预设的第一频率信道和第二频率信道上，并侦听第一频率信道和第二频率信道上的AIS报文信息，AIS通信控制器(1)用于控制甚高频时分多址发信机(3)交互工作在第一频率信道和第二频率信道，实现对本船基本AIS报文信息的发射，AIS通信控制器(1)用于控制甚高频选择性呼叫机(4)对特定甚高频信道锁定，实现执法分配的信道通信；
所述GPS及DGPS定位接收机(7)用于通过GPS天线(8)接收GPS卫星信号，GPS及DGPS定位接收机(7)向AIS通信控制器(1)输出GPS定位信息及时钟信息，AIS通信控制器(1)实现对GPS定位信息进行解析，得到实时经纬度及时间信息；
ARM中央处理器(10)根据GPS定位信息确定船舶当前航行航道图的版本号，并将船舶当前航行航道图的版本号和GPS定位信息以TCP/IP协议通过网络通信模块(11)传输给中间服务器(12)；
中间服务器(12)用于根据GPS定位信息通过VPN代理服务器(13)从航道局数据库服务器(14)中获取航道局发布的该区域最新的航行航道图的版本号，航行航道图的版本号根据时间戳规则命名，中间服务器(12)还用于将船舶当前航行航道图的版本号与航道局数据库服务器(14)中该区域最新的航行航道图的版本号利用时间戳规则进行比较，如果版本号存在区别则从中间服务器(12)中的电子航道图子服务器中获取对应所需的差分升级包，并将该差分升级包传输给ARM中央处理器(10)，并在ARM中央处理器(10)中进行当前航行航道图的升级；
所述中间服务器(12)的电子航道图子服务器制作所需的差分升级包的方法为：
首先，进行航行航道图版本号的统一管理，此时航道局数据库服务器(14)、中间服务器(12)、船载航行航道图的版本号统一按照时间戳命名；
然后，中间服务器(12)获取航行航道图的更新文档并制作差分升级包，这些差分文件升级包即为需要下载到AIS设备中进行电子航道图进行更新的文件。
2.根据权利要求1所述的具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，其特征在于：所述AIS通信控制器(1)用于通过SOTDMA协议控制甚高频时分多址发信机(3)交互工作在第一频率信道和第二频率信道，实现对含有本船船舶静态信息和动态信息的AIS报文信息的发射。
3.根据权利要求1所述的具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，其特征在于：所述ARM中央处理器(10)用于对预存的航道图文件进行解析，并将解析出来的航道图通过TFT-LCD液晶显示屏(10.1)显示。
4.根据权利要求1所述的具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，其特征在于：
所述中间服务器(12)在进行数据传输时进行远程在线签名认证安全管理方式，具体的远程在线签名认证安全管理方式为：
首先，航道局数据库服务器(14)为VPN代理服务器(13)、中间服务器(12)、航道局数据库服务器(14)、ARM中央处理器(10)和航道图数据用户均分配唯一的身份认证码和加密解密认证码；
然后，中间服务器(12)根据加密解密认证码对航行航道图和差分升级包进行加密传输，同时由身份认证码表明对应的船舶身份；
最后，ARM中央处理器(10)利用加密解密认证码对航行航道图和差分升级包进行解密，并完成航行航道图的升级。
5.根据权利要求3所述的具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，其特征在于：ARM中央处理器(10)还用于通过内部接口实现与按键(10.2)、图形加速器(10.3)、喇叭(10.4)、SD卡(10.5)、文本显示器(10.6)之间连接，实现交互，完成数据的输入与显示。
6.根据权利要求1所述的具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，其特征在于：中间服务器(12)获取航行航道图的更新文档并制作差分升级包的具体方法为：中间服务器(12)获取航行航道图的更新文件，遍历航行航道图元素信息，再获取中间服务器(12)当前最新航行航道图文件，遍历当前最新航行航道图文件元素信息，对获取的以上两组元素信息存储于电子航道图子服务器中，进行数据的差异对比，去除无差别元素并以空填充，保留航道局差异数据，获得差异性数据库，把差异性数据库导入ARCGIS制图软件，制作差分升级文件，差分升级文件再导入ARCMAP软件中，增添签名认证文件，导出update.zip差分升级包。
7.根据权利要求1所述的具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，其特征在于：所述中间服务器(12)通过VPN代理服务器(13)与航道局数据库服务器(14)通信时，中间服务器(12)器通过VPN代理服务器(13)进入航道局数据库服务器(14)分配的IP及端口号获取数据，具体方法为：
航道局数据库服务器(14)和中间服务器(12)的VPN网关采用双网卡结构，中间服务器(12)内网卡接入航道局数据库服务器(14)分配准许的内部局域网络，其外网卡使用公共IP接入Internet公网；
中间服务器(12)局域网的VPN网关在接收到中间服务器(12)发出的访问数据包时对其目标地址进行检查，发现目标地址属于航道局局域网络的地址，于是将访问数据包根据所采用的VPN技术进行封装，同时VPN网关会构造一个新的VPN数据包，并将封装后的原访问数据包作为VPN数据包的负载，VPN数据包的目标地址为航道局网络的VPN网关的公共IP地址；
中间服务器局域网的VPN网关将VPN数据包发送到Internet外网中，由于VPN数据包的目标地址是航道局数据库服务器(14)网络的VPN网关的外部地址，所以该VPN数据包将被Internet中的路由正确地发送到航道局网络的VPN网关；
航道局网络的VPN网关对接收到的VPN数据包进行检查，如果发现该VPN数据包是从中间服务器网络的VPN网关发出的，即可判定该数据包为VPN数据包，并对该数据包进行解包，解包的过程主要是将VPN数据包的包头剥离，将负载通VPN技术反向处理还原成原始的访问数据包；
航道局数据库服务器(14)的VPN网关将还原后的原始访问数据包发送至中间服务器(12)。
8.根据权利要求1所述的具有电子航道图远程在线自动升级功能的AIS装置，其特征在于：它还包括船舶运动传感器接口(9)，AIS通信控制器(1)用于通过船舶运动传感器接口(9)获取船舶运动状态信息，把获取的船舶运动状态信息与通过GPS及DGPS定位接收机(7)测的船舶运动状态信息进行对比，并通过对比的结果修正GPS定位信息。
9.一种基于权利要求1所述装置的电子航道图远程在线自动升级方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：所述GPS及DGPS定位接收机(7)通过GPS天线(8)接收GPS卫星信号，GPS及DGPS定位接收机(7)向AIS通信控制器(1)输出GPS定位信息及时钟信息，AIS通信控制器(1)实现对GPS定位信息进行解析，得到实时经纬度及时间信息；
步骤2：ARM中央处理器(10)根据GPS定位信息确定船舶当前航行航道图的版本号，并将船舶当前航行航道图的版本号和GPS定位信息以TCP/IP协议通过网络通信模块(11)传输给中间服务器(12)；
步骤3：中间服务器(12)用于根据GPS定位信息通过VPN代理服务器(13)从航道局数据库服务器(14)中获取航道局发布的该区域最新的航行航道图的版本号，航行航道图的版本号根据时间戳规则命名，中间服务器(12)还用于将船舶当前航行航道图的版本号与航道局数据库服务器(14)中该区域最新的航行航道图的版本号利用时间戳规则进行比较，如果版本号存在区别则从中间服务器(12)中的电子航道图子服务器中获取对应所需的差分升级包，并将该差分升级包传输给ARM中央处理器(10)，并在ARM中央处理器(10)中进行当前航行航道图的升级。
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