CN114721024A - 一种基于电磁罗导航的定点巡航系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及定点巡航技术领域，具体地说，涉及一种基于电磁罗导航的定点巡航系统。其包括航线信息输入单元，航线信息输入单元输出端连接有地图信号信息分析单元，地图信号信息分析单元输出端连接有信号强度判断单元，信号强度判断单元输出端连接有导航方式预定单元。本发明中，导航方式预定单元根据巡航航线路线沿途信号强度进行不同导航预定，当信号超过信号强度阈值时，此时采用GPS定位进行巡航操作，当信号低于信号强度阈值时，此时采用电磁罗进行导航，保证巡航方向正确，直至行驶至超过信号强度阈值区域，重新使用GPS定位进行巡航，从而保证船只失星不失方向，减少信号对航行的影响。

Description

一种基于电磁罗导航的定点巡航系统
技术领域
本发明涉及定点巡航技术领域，具体地说，涉及一种基于电磁罗导航的定点巡航系统。
背景技术
船只定点巡航是在海洋上进行地质地球物理测量，都要求观测船沿一定的航向或测线航行，同时要求及时地确定观测船或观测点所在的位置，任何海上导航定位设备所确定的位置都有一定的精度范围，从而，海洋地质和地球物理测量必须选择适合于测量比例尺要求的导航定位设备作为技术保证。海上导航定位有多种技术途径。
现有的船只定点巡航大多数采用GPS进行导航，但由于海面信号强度不一，对于一些信号薄弱的海面来说，GPS定位信号较差，此时就需要配合电磁罗进行导航，但现有的定点巡航系统需要驾驶人员提前预测信号强度，导致船只在信号较差的位置行驶时，很难更换其它导航方式，导致船只行驶一定区域后才能更换导航方式，很容易出现方向偏航。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于电磁罗导航的定点巡航系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，提供了一种基于电磁罗导航的定点巡航系统，包括航线信息输入单元，所述航线信息输入单元用于进行巡航航线信息数据输入，所述航线信息输入单元输出端连接有地图信号信息分析单元，所述地图信号信息分析单元用于分析巡航航线路线沿途信号，所述地图信号信息分析单元输出端连接有信号强度判断单元，所述信号强度判断单元用于对巡航航线路线沿途信号强度进行判断，所述信号强度判断单元输出端连接有导航方式预定单元，所述导航方式预定单元用于根据巡航航线路线沿途信号强度进行不同导航预定，所述信号强度判断单元输出端还连接有地图数据存储单元。
作为本技术方案的进一步改进，所述地图信号信息分析单元包括航线区域模拟模块，所述航线区域模拟模块用于对巡航航线沿途信息进行模拟，所述航线区域模拟模块输出端连接有影响信号源分析模块，所述影响信号源分析模块用于对巡航航线沿途信息影响信号传输模拟物进行分析，所述影响信号源分析模块输出端连接有分析信息输出模块。
作为本技术方案的进一步改进，所述信号强度判断单元包括强度阈值预定模块，所述强度阈值预定模块用于对判断强度阈值进行制定，所述强度阈值预定模块输出端连接有不同区域段对比模块，所述不同区域段对比模块用于根据判断强度阈值对巡航航线不同区域段信号强度进行对比，所述不同区域段对比模块输出端连接有不同强度区域标识模块。
作为本技术方案的进一步改进，所述信号强度判断单元采用雷达距离判断公式，其公式如下所示：
Figure BDA0003618581110000021
其中，Pr表示巡航船只到巡航路线测量点距离，Pt为巡航船只雷达发生功率，G为系统常数，δ为巡航船只雷达截面积，R为弹目距离，Ls为系统损耗因子，La为大气衰减因子，P0为预定距离预定阈值，当Pr＞P0时，此时巡航船只测试信号距离大于预定距离预定阈值P0，表明该区域信号强度大于预定阈值，当Pr≤P0时，此时巡航船只测试信号距离小于预定距离预定阈值P0，表明该区域信号强度小于预定阈值。
作为本技术方案的进一步改进，所述导航方式判断单元包括强度分析输入模块，所述强度分析输入模块输出端连接有导航方式分配模块，所述导航方式分配模块用于根据信号强度不同分配不同导航方式进行导航，所述导航方式分配模块输出端连接有分配信息制定模块，所述分配信息制定模块用于对分配后导航方式制定导航方式使用信息。
作为本技术方案的进一步改进，所述导航方式预定单元输出端连接有行驶信息反馈单元，所述行驶信息反馈单元用于对实际巡航船只巡航过程中信号信息进行反馈。
作为本技术方案的进一步改进，所述行驶信息反馈单元输出端与所述地图数据存储单元输入端连接。
作为本技术方案的进一步改进，所述行驶信息反馈单元输出端连接有地图数据自更新单元，所述地图数据自更新单元输出端与所述地图数据存储单元输入端连接。
作为本技术方案的进一步改进，所述地图数据自更新单元包括更新区域段识别模块，所述更新区域段识别模块用于识别巡航路线中需要更新的区域段，所述更新区域段识别模块输出端连接有无用数据删除模块，所述无用数据删除模块输出端连接有新信息补充模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该基于电磁罗导航的定点巡航系统中，导航方式预定单元根据巡航航线路线沿途信号强度进行不同导航预定，当信号超过信号强度阈值时，此时采用GPS定位进行巡航操作，当信号低于信号强度阈值时，此时采用电磁罗进行导航，保证巡航方向正确，直至行驶至超过信号强度阈值区域，重新使用GPS定位进行巡航，从而保证船只失星不失方向，减少信号对航行的影响。
2、该基于电磁罗导航的定点巡航系统中，航线区域模拟模块用于对巡航航线沿途信息进行模拟，生成模拟信息，并将模拟信息传输至影响信号源分析模块，影响信号源分析模块对巡航航线沿途信息影响信号传输模拟物进行分析，生成分析信息，并将分析信息传输至分析信号输出模块，通过分析信号输出模块对分析信息进行输出。
3、该基于电磁罗导航的定点巡航系统中，强度阈值预定模块对判断强度阈值进行制定，生成强度阈值预定信息，并将强度阈值预定信息传输至不同区域段对比模块，不同区域段对比模块根据判断强度阈值对巡航航线不同区域段信号强度进行对比，生成对比信息，并将对比信息传输至不同强度区域标识模块，不同强度区域标识模块根据不同强度对比信息，对不同强度区域进行标识，以供巡航人员进行观察。
4、该基于电磁罗导航的定点巡航系统中，强度分析输入模块接收到信号强度判断单元传输的信号强度信息，并将信号强度信息传输至导航方式分配模块，导航方式分配模块根据信号强度不同分配不同导航方式进行导航，生成分配信息，并将分配信息传输至分配信息制定模块，分配信息制定模块对分配后导航方式制定导航方式使用信息。
附图说明
图1为本发明实施例1的整体流程图；
图2为本发明实施例1的地图信号信息分析单元流程图；
图3为本发明实施例1的信号强度判断单元流程图；
图4为本发明实施例1的导航方式预定单元流程图；
图5为本发明实施例1的地图数据自更新单元流程图。
图中各个标号意义为：
10、航线信息输入单元；
20、地图信号信息分析单元；210、航线区域模拟模块；220、影响信号源分析模块；230、分析信息输出模块；
30、信号强度判断单元；310、强度阈值预定模块；320、不同区域段对比模块；330、不同强度区域标识模块；
40、导航方式预定单元；410、强度分析输入模块；420、导航方式分配模块；430、分配信息制定模块；
50、行驶信息反馈单元；
60、地图数据存储单元；
70、地图数据自更新单元；710、更新区域段识别模块；720、无用数据删除模块；730、新信息补充模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1
请参阅图1-图5所示，提供了一种基于电磁罗导航的定点巡航系统，包括航线信息输入单元10，航线信息输入单元10用于进行巡航航线信息数据输入，航线信息输入单元10输出端连接有地图信号信息分析单元20，地图信号信息分析单元20用于分析巡航航线路线沿途信号，地图信号信息分析单元20输出端连接有信号强度判断单元30，信号强度判断单元30用于对巡航航线路线沿途信号强度进行判断，信号强度判断单元30输出端连接有导航方式预定单元40，导航方式预定单元40用于根据巡航航线路线沿途信号强度进行不同导航预定，信号强度判断单元30输出端还连接有地图数据存储单元60。
具体使用时，航线信息输入单元10进行巡航航线信息数据输入，生成巡航航线数据信息，并将巡航航线数据信息传输至地图信号信息分析单元20，地图信号信息分析单元20分析巡航航线路线沿途信号，生成分析数据信息，并将分析数据信息传输至信号强度判断单元30，信号强度判断单元30对巡航航线路线沿途信号强度进行判断，预定信号强度阈值，将巡航航线路线中不同信号强度的区域进行划分，并对根据信号强度对巡航航线沿途进行标识，同时将判断信号强度信息传输至导航方式预定单元40，导航方式预定单元40根据巡航航线路线沿途信号强度进行不同导航预定，当信号超过信号强度阈值时，此时采用GPS定位进行巡航操作，当信号低于信号强度阈值时，此时采用电磁罗进行导航，保证巡航方向正确，直至行驶至超过信号强度阈值区域，重新使用GPS定位进行巡航，从而保证船只失星不失方向，减少信号对航行的影响。
此外，地图信号信息分析单元20包括航线区域模拟模块210，航线区域模拟模块210用于对巡航航线沿途信息进行模拟，航线区域模拟模块210输出端连接有影响信号源分析模块220，影响信号源分析模块220用于对巡航航线沿途信息影响信号传输模拟物进行分析，影响信号源分析模块220输出端连接有分析信息输出模块230。具体使用时，航线区域模拟模块210用于对巡航航线沿途信息进行模拟，生成模拟信息，并将模拟信息传输至影响信号源分析模块220，影响信号源分析模块220对巡航航线沿途信息影响信号传输模拟物进行分析，生成分析信息，并将分析信息传输至分析信号输出模块，通过分析信号输出模块对分析信息进行输出。
进一步的，信号强度判断单元30包括强度阈值预定模块310，强度阈值预定模块310用于对判断强度阈值进行制定，强度阈值预定模块310输出端连接有不同区域段对比模块320，不同区域段对比模块320用于根据判断强度阈值对巡航航线不同区域段信号强度进行对比，不同区域段对比模块320输出端连接有不同强度区域标识模块330。具体使用时，强度阈值预定模块310对判断强度阈值进行制定，生成强度阈值预定信息，并将强度阈值预定信息传输至不同区域段对比模块320，不同区域段对比模块320根据判断强度阈值对巡航航线不同区域段信号强度进行对比，生成对比信息，并将对比信息传输至不同强度区域标识模块330，不同强度区域标识模块330根据不同强度对比信息，对不同强度区域进行标识，以供巡航人员进行观察。
再进一步的，信号强度判断单元30采用雷达距离判断公式，其公式如下所示：
Figure BDA0003618581110000061
其中，Pr表示巡航船只到巡航路线测量点距离，Pt为巡航船只雷达发生功率，G为系统常数，δ为巡航船只雷达截面积，R为弹目距离，Ls为系统损耗因子，La为大气衰减因子，P0为预定距离预定阈值，当Pr＞P0时，此时巡航船只测试信号距离大于预定距离预定阈值P0，表明该区域信号强度大于预定阈值，当Pr≤P0时，此时巡航船只测试信号距离小于预定距离预定阈值P0，表明该区域信号强度小于预定阈值。
具体的，导航方式判断单元包括强度分析输入模块410，强度分析输入模块410输出端连接有导航方式分配模块420，导航方式分配模块420用于根据信号强度不同分配不同导航方式进行导航，导航方式分配模块420输出端连接有分配信息制定模块430，分配信息制定模块430用于对分配后导航方式制定导航方式使用信息。具体使用时，强度分析输入模块410接收到信号强度判断单元30传输的信号强度信息，并将信号强度信息传输至导航方式分配模块420，导航方式分配模块420根据信号强度不同分配不同导航方式进行导航，生成分配信息，并将分配信息传输至分配信息制定模块430，分配信息制定模块430对分配后导航方式制定导航方式使用信息。
此外，导航方式预定单元40输出端连接有行驶信息反馈单元50，行驶信息反馈单元50用于对实际巡航船只巡航过程中信号信息进行反馈。具体使用时，由于海面航线环境经常会发生改变，之前记录的航线信息很容易出现变化，此时通过设置的行驶信息反馈单元50对实际巡航船只巡航过程中信号信息进行反馈，以供后期行驶该航线的巡航船只进行参考。
进一步的，行驶信息反馈单元50输出端与地图数据存储单元60输入端连接。行驶信息反馈单元50对实际巡航船只巡航过程中信号信息进行反馈，生成反馈信息，并将反馈信息传输至地图数据存储单元60进行存储，后期巡航船只行驶该航线时，可直接从地图数据存储单元60进行信息数据调取，提高数据调用效率。
再进一步的，行驶信息反馈单元50输出端连接有地图数据自更新单元70，地图数据自更新单元70输出端与地图数据存储单元60输入端连接。具体使用时，地图数据自更新单元70根据行驶信息反馈单元50反馈信息，对地图数据自更新单元70原先存储的该航线信息进行自更新单元，保留相同信号区域信息，同时将变化后信号区域信息进行删除，将该区域的新信号信息进行增添，从而减少地图数据存储单元60多余数据，避免出现数据冗余现象。
此外，地图数据自更新单元70包括更新区域段识别模块710，更新区域段识别模块710用于识别巡航路线中需要更新的区域段，更新区域段识别模块710输出端连接有无用数据删除模块720，无用数据删除模块720输出端连接有新信息补充模块730。具体使用时，更新区域段识别模块710根据实际巡航反馈信息识别巡航路线中需要更新的区域段，生成识别信息，并将识别信息传输至无用数据删除模块720，无用数据删除模块720对其中需要更新原始路线信息数据进行删除，同时通过新信息补充模块730对删除后的区域进行新数据信息补充。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于电磁罗导航的定点巡航系统，包括航线信息输入单元(10)，其特征在于：所述航线信息输入单元(10)用于进行巡航航线信息数据输入，所述航线信息输入单元(10)输出端连接有地图信号信息分析单元(20)，所述地图信号信息分析单元(20)用于分析巡航航线路线沿途信号，所述地图信号信息分析单元(20)输出端连接有信号强度判断单元(30)，所述信号强度判断单元(30)用于对巡航航线路线沿途信号强度进行判断，所述信号强度判断单元(30)输出端连接有导航方式预定单元(40)，所述导航方式预定单元(40)用于根据巡航航线路线沿途信号强度进行不同导航预定，所述信号强度判断单元(30)输出端还连接有地图数据存储单元(60)。
2.根据权利要求1所述的基于电磁罗导航的定点巡航系统，其特征在于：所述地图信号信息分析单元(20)包括航线区域模拟模块(210)，所述航线区域模拟模块(210)用于对巡航航线沿途信息进行模拟，所述航线区域模拟模块(210)输出端连接有影响信号源分析模块(220)，所述影响信号源分析模块(220)用于对巡航航线沿途信息影响信号传输模拟物进行分析，所述影响信号源分析模块(220)输出端连接有分析信息输出模块(230)。
3.根据权利要求1所述的基于电磁罗导航的定点巡航系统，其特征在于：所述信号强度判断单元(30)包括强度阈值预定模块(310)，所述强度阈值预定模块(310)用于对判断强度阈值进行制定，所述强度阈值预定模块(310)输出端连接有不同区域段对比模块(320)，所述不同区域段对比模块(320)用于根据判断强度阈值对巡航航线不同区域段信号强度进行对比，所述不同区域段对比模块(320)输出端连接有不同强度区域标识模块(330)。
4.根据权利要求3所述的基于电磁罗导航的定点巡航系统，其特征在于：所述信号强度判断单元(30)采用雷达距离判断公式，其公式如下所示：
Figure FDA0003618581100000011
其中，Pr表示巡航船只到巡航路线测量点距离，Pt为巡航船只雷达发生功率，G为系统常数，δ为巡航船只雷达截面积，R为弹目距离，Ls为系统损耗因子，La为大气衰减因子，P0为预定距离预定阈值，当Pr＞P0时，此时巡航船只测试信号距离大于预定距离预定阈值P0，表明该区域信号强度大于预定阈值，当Pr≤P0时，此时巡航船只测试信号距离小于预定距离预定阈值P0，表明该区域信号强度小于预定阈值。
5.根据权利要求1所述的基于电磁罗导航的定点巡航系统，其特征在于：所述导航方式判断单元包括强度分析输入模块(410)，所述强度分析输入模块(410)输出端连接有导航方式分配模块(420)，所述导航方式分配模块(420)用于根据信号强度不同分配不同导航方式进行导航，所述导航方式分配模块(420)输出端连接有分配信息制定模块(430)，所述分配信息制定模块(430)用于对分配后导航方式制定导航方式使用信息。
6.根据权利要求5所述的基于电磁罗导航的定点巡航系统，其特征在于：所述导航方式预定单元(40)输出端连接有行驶信息反馈单元(50)，所述行驶信息反馈单元(50)用于对实际巡航船只巡航过程中信号信息进行反馈。
7.根据权利要求6所述的基于电磁罗导航的定点巡航系统，其特征在于：所述行驶信息反馈单元(50)输出端与所述地图数据存储单元(60)输入端连接。
8.根据权利要求7所述的基于电磁罗导航的定点巡航系统，其特征在于：所述行驶信息反馈单元(50)输出端连接有地图数据自更新单元(70)，所述地图数据自更新单元(70)输出端与所述地图数据存储单元(60)输入端连接。
9.根据权利要求8所述的基于电磁罗导航的定点巡航系统，其特征在于：所述地图数据自更新单元(70)包括更新区域段识别模块(710)，所述更新区域段识别模块(710)用于识别巡航路线中需要更新的区域段，所述更新区域段识别模块(710)输出端连接有无用数据删除模块(720)，所述无用数据删除模块(720)输出端连接有新信息补充模块(730)。
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