CN111162832A - 基于北斗系统实现海上微波定向通信的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于北斗系统实现海上微波定向通信的方法，船舶上配备北斗系统和微波系统，各个船舶通过北斗系统定时把各自的位置回传给陆地北斗数据中心；船舶A用北斗系统的短报文功能向北斗地面数据中心发出链接请求；北斗地面数据中心找出在船舶A定向微波通讯范围以内的其他船舶，并将这些船舶的位置信息发送给船舶A的北斗系统；船舶A选择要通信的目标船舶B，并调整天线使天线指向船舶B，船舶A通过北斗系统将链接船舶B的请求及其自身的位置信息发送给北斗地面数据中心，北斗地面数据中心会将这些信息转发给船舶B；船舶B调整天线使天线指向船舶A，船舶A和船舶B通过微波系统进行链接，进行定向微波信号实时传输。

Description

基于北斗系统实现海上微波定向通信的方法
技术领域
本发明属于海上通讯技术领域，具体涉及一种基于北斗系统实现海上微波定向通信的方法。
背景技术
北斗卫星导航系统特有的短报文通信功能将支持各种新型服务的开发。定向、全向微波系统在陆地的应用技术非常成熟，由于船舶及所处海洋的特殊性，微波系统在海洋通信领域的应用还是处于空白阶段，北斗系统和微波系统的结合使得远程自动跟踪微波天线成为了可能。
微波的类型及特点参见下表：
Figure BDA0002336642020000011
表1
可以看出，全向微波和扇形微波的传输距离相对海洋来讲比较近，不适于在海上应用。定向微波信号传输距离远，传输速率适中，符合海洋环境使用的基本条件，但是由于定向微波信号传输是定向的，因此两个船舶上安装的定向微波天线需要实时相互对准，才能实现两船之间的定向微波通信。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于北斗系统实现海上微波定向通信的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于北斗系统实现海上微波定向通信的方法，包括以下步骤：
步骤一，船舶上配备北斗系统和微波系统，各个船舶通过北斗系统定时把各自的位置回传给陆地北斗数据中心；
步骤二，船舶A用北斗系统的短报文功能以特定报文格式向北斗地面数据中心发出链接请求；
步骤三，北斗地面数据中心接收到船舶A的链接请求后，根据各船舶的实时位置，找出在船舶A定向微波通讯范围以内的其他船舶，并将这些船舶的位置信息以特定报文格式发送给船舶A的北斗系统，北斗系统在海图上显示相应的船位信息；
步骤四，船舶A选择要通信的目标船舶B，然后根据船舶A、船舶B两船的位置信息和船舶A的船首方向信息计算出船舶A的微波系统的天线需要对准船舶B的方向，然后调整天线，使天线指向船舶B，并高低摆动进入准备链接状态；
步骤五，船舶A通过北斗系统的短报文功能将链接船舶B的请求及其自身的位置信息以特定报文格式发送给北斗地面数据中心，北斗地面数据中心会将这些信息以短报文格式转发给船舶B；
步骤六，船舶B在接到北斗地面数据中心的信息后，根据船舶A、船舶B两船的位置信息和船舶B的船首方向信息计算出船舶B的微波系统的天线需要对准船舶A的方向，然后调整天线，使天线指向船舶A，并高低摆动进入准备链接状态；
步骤七，船舶A和船舶B通过微波系统进行链接，进行定向微波信号实时传输。
进一步的说，因为船舶是实时移动的，而定向微波只有在一定的范围内才能保持链接，因此在定向微波通讯过程中，北斗地面数据中心会每隔一定时间分别向船舶A和船舶B发送对方的位置信息，船舶A和船舶B根据新的对方位置信息重新计算微波天线的对准角度，并进行及时调整，防止定向微波通讯断开。
进一步的说，船舶A或者船舶B向北斗地面数据中心发送结束消息后，北斗地面数据中心停止向船舶A和船舶B发送对方位置信息。
本发明的优点和有益效果为：
本发明将北斗卫星导航系统和定向微波通讯相结合，实现了海上定向微波通讯。
附图说明
图1是本发明的基于北斗系统实现海上微波定向通信的方法的示意图。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
一种基于北斗系统实现海上微波定向通信的方法，包括以下步骤：
步骤一，船舶上需配备北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)和微波系统，各个船舶通过北斗系统定时(优选刷新间隔≤10分钟)把各自的位置回传给陆地北斗数据中心(此过程是通过北斗卫星实现的)。
步骤二，船舶A用北斗系统的短报文功能以特定报文格式向北斗地面数据中心发出链接请求。
步骤三，北斗地面数据中心接收到船舶A的链接请求后，根据各船舶的实时位置，找出距离船舶A150KM以内的其他船舶，并将这些船舶的位置信息(即经纬度)和船名称以特定报文格式发送给船舶A的北斗系统，北斗系统会在海图上显示相应的船位信息。
步骤四，船舶A选择要通信的目标船舶B，然后根据船舶A、船舶B两船的位置信息(经纬度)和船舶A的船首方向信息(航向角)计算出船舶A的微波系统的天线需要对准船舶B的方向，然后调整天线，使天线指向船舶B，并高低摆动进入准备链接状态。
步骤五，船舶A通过北斗系统的短报文功能将链接船舶B的请求及其自身的位置信息(经纬度)以特定报文格式发送给北斗地面数据中心，北斗地面数据中心会将这些信息以短报文格式转发给船舶B。
步骤六，船舶B在接到北斗地面数据中心的信息后，根据船舶A、船舶B两船的位置信息(经纬度)和船舶B的船首方向信息(航向角)计算出船舶B的微波系统的天线需要对准船舶A的方向，然后调整天线，使天线指向船舶A，并高低摆动进入准备链接状态。
步骤七，船舶A和船舶B通过微波系统进行链接，进行定向微波信号实时传输，从而实现定向微波通讯。
进一步的说，因为船舶是实时移动的，而定向微波只有在一定的范围内才能保持链接，因此在定向微波通讯过程中，北斗地面数据中心会每隔一定时间(优选刷新间隔≤2分钟)分别向船舶A和船舶B发送对方的位置信息，船舶A和船舶B根据新的对方位置信息重新计算微波天线的对准角度，并进行及时调整，防止定向微波通讯断开。
进一步的说，船舶A或者船舶B向北斗地面数据中心发送结束消息后(以北斗系统的短报文方式发送信息)，北斗地面数据中心停止向船舶A和船舶B发送对方位置信息。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于北斗系统实现海上微波定向通信的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，船舶上配备北斗系统和微波系统，各个船舶通过北斗系统定时把各自的位置回传给陆地北斗数据中心；
步骤二，船舶A用北斗系统的短报文功能以特定报文格式向北斗地面数据中心发出链接请求；
步骤三，北斗地面数据中心接收到船舶A的链接请求后，根据各船舶的实时位置，找出在船舶A定向微波通讯范围以内的其他船舶，并将这些船舶的位置信息以特定报文格式发送给船舶A的北斗系统，北斗系统在海图上显示相应的船位信息；
步骤四，船舶A选择要通信的目标船舶B，然后根据船舶A、船舶B两船的位置信息和船舶A的船首方向信息计算出船舶A的微波系统的天线需要对准船舶B的方向，然后调整天线，使天线指向船舶B，并高低摆动进入准备链接状态；
步骤五，船舶A通过北斗系统的短报文功能将链接船舶B的请求及其自身的位置信息以特定报文格式发送给北斗地面数据中心，北斗地面数据中心会将这些信息以短报文格式转发给船舶B；
步骤六，船舶B在接到北斗地面数据中心的信息后，根据船舶A、船舶B两船的位置信息和船舶B的船首方向信息计算出船舶B的微波系统的天线需要对准船舶A的方向，然后调整天线，使天线指向船舶A，并高低摆动进入准备链接状态；
步骤七，船舶A和船舶B通过微波系统进行链接，进行定向微波信号实时传输。
2.根据权利要求1所述的基于北斗系统实现海上微波定向通信的方法，其特征在于：在定向微波通讯过程中，北斗地面数据中心会每隔一定时间分别向船舶A和船舶B发送对方的位置信息，船舶A和船舶B根据新的对方位置信息重新计算微波天线的对准角度，并进行及时调整，防止定向微波通讯断开。
3.根据权利要求1所述的基于北斗系统实现海上微波定向通信的方法，其特征在于：船舶A或者船舶B向北斗地面数据中心发送结束消息后，北斗地面数据中心停止向船舶A和船舶B发送对方位置信息。
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