JP2684959B2 - Gps船舶航行システム - Google Patents

Gps船舶航行システム

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JP2684959B2 JP5149837A JP14983793A JP2684959B2 JP 2684959 B2 JP2684959 B2 JP 2684959B2 JP 5149837 A JP5149837 A JP 5149837A JP 14983793 A JP14983793 A JP 14983793A JP 2684959 B2 JP2684959 B2 JP 2684959B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は海上監視システムに関
し、特にGPS(Global Positioning System)測位装
置による位置情報を利用した船舶航行システムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に船舶航行における海上交通監視は
有効な情報伝達方式が少なく、位置測定の精度に問題が
あるため、他の交通管制に比べてはるかに困難な面があ
り、法規的な面でも整備が進んでいない。現在、VHF
による情報提供,交通規制,通航分離航路設定等で海上
保安を保っているにすぎない。このようなことから、海
洋航行中に自船の正確な位置情報を得るとともに、他船
の位置情報を得ることにより船舶相互間の位置を把握し
て海上交通監視を行ない、濃霧や時化の際の海難災害を
防ぐとともに、海上での衝突を防止し、更には最適ルー
トの設定を可能とする船舶航行システムが要求される。
【0003】このような船舶航行システムを構築するた
めには、自船の位置情報を得る技術と他船の位置情報を
得る技術が必要となる。自船の正確な位置情報を得る技
術については、例えば、特開昭63−187174号公
報に電波測距儀とGPS測位システムとを組合わせた複
合測位システムを使用して高精度に船舶の現在位置を測
定する技術が記載されている。また、周囲の海上を航行
中の他船の位置を測定するためにドップラーレーダーを
利用した技術が用いられており、例えば、特開昭62−
294988号公報にはドップラーレーダーによって周
囲を航行する他船の位置,移動,速度,移動方向を正確
に測定する技術が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来から
自船と他船の位置情報を得るための技術が各種提案され
ており、自船の位置情報は前記したようにGPS測位シ
ステムによって高精度の測位が可能であるが、他船の位
置情報を得るドップラーレーダーは、探知パルスを他船
に向けて送信し、他船から戻ってくる反射波を利用して
いるため、海面反射や空中線の振動の影響を受け易く、
精度の面で問題がある。このため、自船と他船との相互
位置を正確に把握することができず、高精度の海上交通
監視を実現することが難しい。本発明の目的は、高精度
の海上交通監視を可能にしたGPS船舶航行システムを
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の船舶航行システ
ムは、複数の船舶と、GPS衛星と、制御局とで構成さ
れ、各船舶にはGPS衛星を利用して自船の位置を測定
する手段と、測定した位置データを制御局によって制御
されたタイミングで送信する手段と、他船から送信され
た信号を受信し、かつその信号から他船の位置データを
抽出する手段と、自船及び他船の位置データに基づいて
自船及び他船の位置を表示する手段とを備えている。こ
こで、制御局は複数の船舶のそれぞれの位置データと、
船舶の大きさや船籍の情報を符号化した識別信号と、位
置測定に使用したGPS衛星情報とを、各船舶間で時分
割多重するように基準信号に基づいたデータ送信信号フ
ォーマットを設定する。また、各船舶における送信手段
は、制御局から送信されるデータ伝送信号フォーマット
に従い、空スロットに自船の位置データ,識別信号,G
PS衛星情報を空スロットに割当てるTDM装置を備え
る。同様に、各船舶における受信手段は、制御局から送
信されるデータ伝送信号フォーマットに基づいて受信し
た信号から各船舶の位置データ,識別信号,GPS衛星
情報を時分割分離するTDM装置を備える。
【0006】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の船舶航行システムの一際を示す概念
図であり、GPS測位シスタムによる位置情報を互いに
交信して海上を監視するシステムとして構成される。即
ち、3次元的な衛星位置が軌道情報により既知の4個の
GPS衛星S1,S2,S3,S4を用いたGPSを利
用し、これらのGPS衛星S1,S2,S3,S4から
送信される電波の到達時間から、船舶F1,F2では自
船の地理上の正確な位置を測定する。また、各船舶には
海上監視装置が搭載されており、制御局Cを介して相互
にデータを送受することができる。
【0007】図2は船舶F1,F2に搭載された海上監
視装置のブロック図である。GPS受信アンテナ11を
通してGPS受信部12でGPS衛星S1,S2,S
3,S4からの電波を受信し、ここで公知の処理手法に
よって自船の地理上の絶対位置を測定する。この測定さ
れた位置データはインターフェース回路13を介してT
DM(Time Division Multiplex )装置14及びCPU
15に送出される。一方、送受信アンテナ16は分離器
17を介して送信機18と受信機19に接続され、これ
らの送信機18と受信機19は制御局Cとの間で信号を
送受し、その送受信信号を前記TDM装置14に入出力
する。また、前記CPU15にはCRT(陰極線管)や
LCD(液晶)等で構成される表示器20が接続され
る。なお、電源21や制御器22が設けられ、前記各部
への電源供給や制御を行う。
【0008】前記TDM装置14は、図3に示すよう
に、制御局Cから送信される基準(同期)信号に基づい
たデータ伝送信号フォーマットに従い、空スロットに自
船の位置データと、自船の大きさ,船籍の情報を符号化
した識別信号と、位置測定に使用したGPS衛星情報と
を空スロットに割当てて送信機18から送信させる処理
を行う。また、受信機19で受信した制御局からの信号
に含まれる他船の位置データ,識別信号,使用したGP
S衛星情報を抽出してCPU15に送出する処理を行
う。前記CPU15は、TDM装置14からの他船の位
置データ,識別信号,GPS衛星情報をデジタル画像処
理して表示器20に送出し、他船の位置等を表示する。
また、このCPU15にはGPS受信部12で測定した
自船の位置データも入力され、同様にデジタル画像処理
して表示器20での表示を行うようにする。
【0009】次に、以上のように構成された船舶航行シ
ステムにおける海上交通監視の動作を説明する。例え
ば、船舶F1において、GPSアンテナ11及びGPS
受信部12で各GPS衛星S1,S2,S3,S4から
の電波を受信し、ここで公知の処理手法によって自船の
地理上の絶対位置を測定する。この測定により得られた
位置データはインターフェース回路13を介してTDM
装置14及びCPU15に送出される。TDM装置14
では、図3に示したように、制御局Cから送信される基
準信号に基づいたデータ伝送信号フォーマットに従い、
割当てられている空スロット(ここではスロット1)に
自船の位置データ,識別信号,GPS衛星情報を割当
て、これを送信機18により変調して送受信アンテナ1
6から送信する。この動作は他船、ここでは船舶F2に
おいても同様に行われ、データ送信信号フォーマットに
従い空スロット2に船舶F2の位置データ,識別信号,
GPS衛星情報を割り当てて送信を行う。
【0010】一方、送受信アンテナ16を通して受信機
19で受信され、かつ復調された他船からの位置デー
タ,識別信号,GPS衛星情報はTDM装置14に入力
され、ここで制御局Cから送信される基準信号に基づい
て受信した情報が各船舶毎の情報として分離され、抽出
されてCPU15に入力される。CPU15では、得ら
れた他船、ここでは船舶F2の識別信号とGPS衛星情
報に基づいて、自船の位置データを得たときに使用した
GPS衛星と同じ衛星を使用して得られた船舶F2の位
置データ及び識別信号を取込み、これをデジタル画像処
理し、表示器20に送出する。また、これと同時にGP
S衛星により測定された自船の位置データもCPU15
においてデジタル画像処理し、表示器20に送出する。
これにより、表示器20では、図4に示すように、自船
F1の位置を表示面に表示すると共に、船舶F2の位置
を表示面に表示する。また、これと同時に船舶F2の大
きさ,船籍の情報等F2′を表示することができる。な
お、表示器20にメモリ等を備えておき、表示動作を経
時的に行えば、同図に示すように自船及び他船の航行軌
跡F1″,F2″を併せて表示することが可能となる。
【0011】また、制御局C或いは図示していない監視
局においても、受信した信号をTDM分離し、得られた
複数の船舶の情報に基づいて表示を行うことにより、各
船舶の位置や他の情報を一括して表示することができ、
航行監視を行うことができる。ここで、前記した説明は
他船が1つの場合を示しているが、図3に示すように、
制御局から送信される基準信号に基づくスロットを多数
スロットとして構成し、制御局が多数の船舶のそれぞれ
に対してスロットを割り当てることで、複数の他船の位
置を同時に表示器に表示させることができる。この場
合、TDM装置14やCPU15を制御することによ
り、受信信号から希望する他船の情報のみを取り込み、
その選択された他船のみを表示させることも可能であ
る。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、GPS衛
星を利用して自船の位置を測定し、この位置データを制
御局によって制御されたタイミングで送信し、他船から
送信された信号を受信してこの信号から他船の位置デー
タを抽出し、その上で自船及び他船の位置データに基づ
いて自船及び他船の位置を表示するように構築されてい
るので、GPS衛星による高精度な測位から得られた位
置データを複数の船舶間で交信し、自船の位置と周囲を
航行中の他船の位置を同一画面上に表示できるため、海
上での衝突防止及び濃霧や時化の時の海難事故防止や救
出に大いに役立つ上、混雑海域をさけた最適ルートの設
定が容易になる。また、制御局等においても沿岸海域の
監視や港湾内の管制も可能になるという効果を有する。
また、各船舶の位置データ各船舶間で時分割多重して交
信することで、少ないチャネル数で多数の船舶間の位置
データ等の交信ができる。更に、各船舶においては、制
御局から送信されるデータ伝送信号フォーマットに基づ
いて自船の位置データ、識別信号、GPS衛星情報を空
スロットに割り当てて送信し、受信した信号から各船舶
の位置データ、識別信号、GPS衛星情報を時分割分離
することで、他船との送受信における信号の干渉が生じ
ることなく他船の大きさや船籍等を表示することもで
き、かつ同一のGPS衛星を用いた位置データを用いる
ことで高精度の位置表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明システムの概念を示す図である。
【図2】各船舶に設けられる監視装置のブロック構成図
である。
【図3】制御局から送信される基準信号に基づいたデー
タ伝送信号フォーマット図である。
【図4】表示器における自船と他船の表示状態を示す図
である。
【符号の説明】
F1,F2 船舶 C 制御局 S1〜S4 GPS衛星 12 GPS受信部 14 TDM装置 15 CPU 18 送信機 19 受信機 20 表示器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の船舶と、GPS衛星と、制御局と
    で構成され、前記船舶にはGPS衛星を利用して自船の
    位置を測定する手段と、測定した位置データを制御局に
    よって制御されたタイミングで送信する手段と、他船か
    ら送信された信号を受信し、かつその信号から他船の位
    置データを抽出する手段と、自船及び他船の位置データ
    に基づいて自船及び他船の位置を表示する手段とを備
    え、前記制御局は複数の船舶のそれぞれの位置データ
    と、船舶の大きさや船籍の情報を符号化した識別信号
    と、位置測定に使用したGPS衛星情報とを、各船舶間
    で時分割多重するように基準信号に基づいたデータ送信
    信号フォーマットを設定しており、前記船舶の送信する
    手段は、制御局から送信されるデータ伝送信号フォーマ
    ットに従って自船の位置データ、識別信号、GPS衛星
    情報を空スロットに割り当て、前記受信する手段は前記
    データ伝送信号フォーマットに基づいて受信した信号か
    ら各船舶の位置データ、識別信号、GPS衛星情報を時
    分割分離するように構成したことを特徴とするGPS船
    舶航行システム。
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