CN110149138B - 天基海上搜救信息融合处理装置及处理方法 - Google Patents

天基海上搜救信息融合处理装置及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种天基海上搜救信息融合处理装置及处理方法。该装置设置于星载平台上，包括：处理器、搜救信号接收器、AIS接收器和存储器；处理器分别连接搜救信号接收器、AIS接收器和存储器；搜救信号接收器用于接收并解析海上搜救对象发出的搜救示位信号，并将搜救示位信号的解析结果送至处理器；AIS接收器用于接收海上船舶的AIS报文，并将AIS报文送至处理器；存储器存储有包含海上船舶信息的船舶数据库；处理器用于对解析结果、AIS报文和船舶数据库进行融合处理，以标识出满足设定条件的海上船舶。本发明的处理装置及处理方法能直接在星上实时提取出符合搜救要求的海上船舶，有效地缩短搜救方案和搜救力量的确定及调度时间，保证救援及时。

Description

天基海上搜救信息融合处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种天基海上搜救信息融合处理装置及处理方法。
背景技术
由于海洋环境复杂多变，导致海难事故的发生具有突发性和灾难性；同时由于海域面积广阔且人迹罕至，没有任何可参照或可依赖的环境，在发生海难事故时，被搜索对象的位置还会随着洋流随时发生变化，导致海上搜救的难度急剧增大。
由于卫星收发信号的覆盖范围广且不受地域限制，目前通常采用卫星搜救与救援系统(Search and Rescue，SAR)来进行海上搜救，利用卫星探测来自海上搜救对象发出的遇险信号，使卫星与搜救对象直接建立连接，实现快速确定搜救对象位置的目的。目前，国际上主要采用GPS卫星定位、卫星示位信标、卫星移动通信、船舶自动识别系统(AutomaticIdentification System，AIS)、短波和超短波等技术手段来建立COMPASS系统、全球搜救卫星系统和国际海事卫星系统等全球化搜救系统，以保证海上遇险信息传递的及时性、有效性和准确性。
目前，在进行海上搜救工作时，需要制定搜救方案和选择搜救力量；此时需要将搜救定位信息、卫星示位信标和船舶AIS报文传递到地面搜救指挥中心，经地面搜救指挥中心统一融合处理后，根据实际需求制定搜救方案，并确定要调用的搜救力量，以对搜救目标展开救援。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
在进行海上搜救工作时，卫星获得的各类有效信息需要经过星地链路传递到地面搜救指挥中心，在汇集到地面搜救指挥中心后进行统一融合处理，该过程的传输链路节点较多，链路较长，所需耗费时间较长，会降低救援的时效性，可能导致救援不及时。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种天基海上搜救信息融合处理装置及处理方法。
为此，本发明公开了一种天基海上搜救信息融合处理装置，所述装置设置于星载平台上，所述装置包括：处理器、搜救信号接收器、AIS接收器和存储器；
所述处理器分别连接所述搜救信号接收器、所述AIS接收器和所述存储器；
所述搜救信号接收器用于接收并解析海上搜救对象发出的搜救示位信号，并将所述搜救示位信号的解析结果送至所述处理器；
所述AIS接收器用于接收海上船舶的AIS报文，并将所述AIS报文送至所述处理器；
所述存储器存储有包含海上船舶信息的船舶数据库；
所述处理器用于对所述解析结果、所述AIS报文和所述船舶数据库进行融合处理，以标识出满足设定条件的海上船舶。
进一步地，在所述天基海上搜救信息融合处理装置中，所述处理器为集成处理器，所述处理器通过SPI接口连接所述搜救信号接收器，所述处理器通过LVDS接口分别连接所述AIS接收器和所述存储器。
进一步地，在所述天基海上搜救信息融合处理装置中，所述搜救信号接收器为设置有GPS定位模块的双频接收器。
进一步地，在所述天基海上搜救信息融合处理装置中，所述AIS接收器采用高能型轻量化结构。
进一步地，在所述天基海上搜救信息融合处理装置中，所述船舶数据库存储有海上船舶的标识号和救援能力信息。
此外，本发明还公开了一种利用上述天基海上数据信息融合处理装置实施的天基海上搜救信息融合处理方法，所述方法包括：
所述搜救信号接收器接收并解析海上搜救对象发出的搜救示位信号，并将所述搜救示位信号的解析结果送至所述处理器；
所述AIS接收器实时接收海上船舶的AIS报文，并将接收到的所述AIS报文送至所述处理器；
所述处理器根据接收到的所述搜救示位信号的解析结果和所述AIS报文确定设定要求；
所述处理器根据所述设定要求，调用所述存储器存储的船舶数据库，并标识出符合所述设定要求的海上船舶。
进一步地，在所述天基海上搜救信息融合处理方法中，所述设定要求包括第一设定要求和第二设定要求；
所述处理器根据所述搜救示位信号的解析结果和所述AIS报文，计算出所述海上搜救对象与各个海上船舶的实际距离，所述处理器根据所述实际距离确定所述第一设定要求，并结合所述船舶数据库，标识出符合所述第一设定要求的海上船舶；
所述处理器根据所述AIS报文确定各个所述海上船舶的搜救能力，所述处理器根据所述第一设定要求和各个所述海上船舶的搜救能力确定所述第二设定要求，并结合所述船舶数据库，标识出符合所述第一设定要求和所述第二设定要求的海上船舶。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明的天基海上搜救信息融合处理装置及处理方法通过利用处理器直接在星上将搜救示位信号、AIS报文和船舶数据库进行融合处理，能够实时提取出符合搜救要求的海上船舶，有效地缩短搜救方案和搜救力量的确定及调度时间，提高救援的时效性，保证救援及时。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一个实施例的天基海上搜救信息融合处理装置的结构原理示意图；
图2为本发明一个实施例的天基海上搜救信息融合处理方法的流程图。
附图标记说明：
1-处理器、2-搜救信号接收器、21-搜救接收天线、3-AIS接收器、31-AIS接收天线、4-存储器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
第一方面，如附图1所示，本发明实施例提供了一种天基海上搜救信息融合处理装置，该处理装置设置于星载平台上，包括：处理器1、搜救信号接收器2、AIS接收器3和存储器4；处理器1分别连接搜救信号接收器2、AIS接收器3和存储器4；搜救信号接收器2用于接收并解析海上搜救对象发出的搜救示位信号，并将搜救示位信号的解析结果送至处理器1；AIS接收器3用于接收海上船舶的AIS报文，并将AIS报文送至处理器1；存储器4存储有包含海上船舶信息的船舶数据库；处理器1用于对解析结果、AIS报文和船舶数据库进行融合处理，以标识出满足设定条件的海上船舶。
以下对本发明实施例提供的天基海上搜救信息融合处理装置的工作原理进行具体说明：
具体地，本发明实施例提供的天基海上搜救信息融合处理装置在使用时，搜救信号接收器2接收并解析海上搜救对象发出的搜救示位信号，并将搜救示位信号的解析结果送至处理器1；AIS接收器3实时接收各个海上船舶的AIS报文，并将接收到的AIS报文送至处理器1；处理器1根据接收到的搜救示位信号的解析结果中的海上搜救对象的位置信息和AIS报文中的各个海上船舶的位置信息计算出海上搜救对象与各个海上船舶间的实际距离，再根据实际距离和各个海上船舶的搜救能力确定设定条件；处理器1再根据确定好的设定条件，调用存储器4存储的船舶数据库，标识出符合设定条件的海上船舶，利用被标识出的海上船舶开展搜救行动。
其中，本发明实施例中，处理器1可以为集成处理器，处理器1通过SPI接口连接搜救信号接收器2，处理器1通过LVDS接口分别连接AIS接收器3和存储器4。具体地，处理器1可以为采用“ARM+FPGA”组合架构的“Zynq-7000SOC”处理器。
进一步地，本发明实施例中，搜救信号接收器2可以为设置有GPS定位模块的双频接收器，具体为121.5/406MHz双频接收器，搜救信号接收器2利用搜救接收天线21接收海上搜救对象上安装的紧急无线电示位标发出的搜救示位信号，并对接收到的搜救示位信号进行变频解析、存储和转发处理。
进一步地，本发明实施例中，AIS接收器3可以采用高能型轻量化结构，AIS接收器3利用AIS接收天线31接收海上船舶发出的AIS报文，并对接收到的AIS报文进行变频解析、存储和转发处理。
本发明实施例中，存储器4可以为“K9WBG08U1M”存储器，船舶数据库存储有海上船舶的标识号和救援能力信息，以便于处理器1根据接收到的搜救示位信号的解析结果和AIS报文对海上船舶进行标识。
第二方面，本发明实施例还公开了一种利用上述天基海上数据信息融合处理装置实施的天基海上搜救信息融合处理方法，该处理方法包括如下步骤：
搜救信号接收器2接收并解析海上搜救对象发出的搜救示位信号，并将搜救示位信号的解析结果送至处理器1；
AIS接收器3实时接收海上船舶的AIS报文，并将接收到的AIS报文送至处理器1；
处理器1根据接收到的搜救示位信号的解析结果和AIS报文确定设定要求；
处理器1根据设定要求，调用存储器4存储的船舶数据库，并标识出符合设定要求的海上船舶。
进一步地，本发明实施例中，设定要求可以包括第一设定要求和第二设定要求；处理器1根据搜救示位信号的解析结果和AIS报文，计算出海上搜救对象与各个海上船舶的实际距离，处理器1根据实际距离确定第一设定要求，并结合船舶数据库，标识出符合第一设定要求的海上船舶；处理器1根据AIS报文确定各个海上船舶的搜救能力，处理器1根据第一设定要求和各个海上船舶的搜救能力确定第二设定要求，并结合船舶数据库，标识出符合第一设定要求和第二设定要求的海上船舶。
具体地，搜救信号接收器2接收并解析海上搜救对象发出的搜救示位信号，并将搜救示位信号的解析结果送至处理器1；AIS接收器3实时接收各个海上船舶的AIS报文，并将接收到的AIS报文送至处理器1；处理器1根据接收到的搜救示位信号的解析结果中的海上搜救对象的位置信息和AIS报文中的各个海上船舶的位置信息计算出海上搜救对象与各个海上船舶间的实际距离，再根据实际距离确定第一设定要求，结合船舶数据库，标识出符合第一设定要求的所有海上船舶；处理器1根据第一设定要求和各个海上船舶的搜救能力确定第二设定要求，结合船舶数据库，标识出同时符合第一设定要求和第二设定要求的海上船舶，利用被标识出的海上船舶开展搜救行动。
可见，本发明实施例提供的天基海上搜救信息融合处理装置及处理方法通过利用处理器1直接在星上将搜救示位信号、AIS报文和船舶数据库进行融合处理，能够实时提取出符合搜救要求的海上船舶，有效地缩短搜救方案和搜救力量的确定及调度时间，提高救援的时效性，保证救援及时。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种天基海上搜救信息融合处理装置，其特征在于，所述装置设置于星载平台上，所述装置包括：处理器(1)、搜救信号接收器(2)、AIS接收器(3)和存储器(4)；
所述处理器(1)分别连接所述搜救信号接收器(2)、所述AIS接收器(3)和所述存储器(4)；
所述搜救信号接收器(2)用于接收并解析海上搜救对象发出的搜救示位信号，并将所述搜救示位信号的解析结果送至所述处理器(1)；
所述搜救信号接收器(2)为设置有GPS定位模块的双频接收器，所述搜救信号接收器(2)利用搜救接收天线接收海上搜救对象上安装的紧急无线电示位标发出的搜救示位信号，并对接收到的搜救示位信号进行变频解析、存储和转发处理；
所述AIS接收器(3)用于接收海上船舶的AIS报文，并将所述AIS报文送至所述处理器(1)；
所述存储器(4)存储有包含海上船舶信息的船舶数据库；
所述处理器(1)用于对所述解析结果、所述AIS报文和所述船舶数据库进行融合处理，以标识出满足设定条件的海上船舶；
所述处理器(1)根据接收到的所述搜救示位信号的解析结果中的海上搜救对象的位置信息和所述AIS报文中的各个海上船舶的位置信息计算出所述海上搜救对象与各个所述海上船舶间的实际距离，再根据所述实际距离和所述船舶数据库中各个所述海上船舶的搜救能力确定所述设定条件，标识出符合所述设定条件的海上船舶。
2.根据权利要求1所述的天基海上搜救信息融合处理装置，其特征在于，所述处理器(1)为集成处理器，所述处理器(1)通过SPI接口连接所述搜救信号接收器(2)，所述处理器(1)通过LVDS接口分别连接所述AIS接收器(3)和所述存储器(4)。
3.根据权利要求1所述的天基海上搜救信息融合处理装置，其特征在于，所述AIS接收器(3)采用高能型轻量化结构。
4.根据权利要求1所述的天基海上搜救信息融合处理装置，其特征在于，所述船舶数据库存储有海上船舶的标识号和救援能力信息。
5.一种利用如权利要求1至4中任一项所述的天基海上搜救信息融合处理装置实施的天基海上搜救信息融合处理方法，其特征在于，所述方法包括：
所述搜救信号接收器(2)接收并解析海上搜救对象发出的搜救示位信号，并将所述搜救示位信号的解析结果送至所述处理器(1)；
所述AIS接收器(3)实时接收海上船舶的AIS报文，并将接收到的所述AIS报文送至所述处理器(1)；
所述处理器(1)根据接收到的所述搜救示位信号的解析结果和所述AIS报文确定设定要求；
所述处理器(1)根据所述设定要求，调用所述存储器(4)存储的船舶数据库，并标识出符合所述设定要求的海上船舶。
6.根据权利要求5所述的天基海上搜救信息融合处理方法，其特征在于，所述设定要求包括第一设定要求和第二设定要求；
所述处理器(1)根据所述搜救示位信号的解析结果和所述AIS报文，计算出所述海上搜救对象与各个海上船舶的实际距离，所述处理器(1)根据所述实际距离确定所述第一设定要求，并结合所述船舶数据库，标识出符合所述第一设定要求的海上船舶；
所述处理器(1)根据所述AIS报文确定各个所述海上船舶的搜救能力，所述处理器(1)根据所述第一设定要求和各个所述海上船舶的搜救能力确定所述第二设定要求，并结合所述船舶数据库，标识出符合所述第一设定要求和所述第二设定要求的海上船舶。
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