AIS船站时间同步技术研究与实现

发布时间：2017-10-21 20:39

  本文关键词：AIS船站时间同步技术研究与实现

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【摘要】：船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)是当今保障海上交通安全的重要系统,是近代逐渐发展成熟的助航系统。AIS系统设备主要由岸站和船站设备两部分组成,是一种集网络、通信、计算机以及电子显示等技术为一体的助航系统。在海上交通指挥、船舶避碰、船岸信息共享以及船舶航行状态及天气情况监测等方面发挥了重要的作用。 AIS采用时分多址接入方式工作在VHF频段,主要包括SOTDMA、ITDMA、 RATDMA以及CSTDMA等方式。在船站接入网络之前,为了使本船站与网络内的船站保持相同的时间基准,需要对本船站的系统时间进行同步校准处理。因此,本文重点研究与实现的关键技术包括：时间同步的同步状态管理与维护技术；直接同步与间接同步的处理技术；同步信息的存储与管理技术。通过这些技术的研究与实现为系统提供稳定、可靠、准确的时间同步。 本系统的具体实现是基于ARM7处理器平台,设计的硬件系统包括GPS模块PPS脉冲信号接入、UART通信模块实现时间同步电文的传输、ARM定时器控制船站的系统时钟完成系统的时间同步状态转换等部分。软件系统设计是在Keil编译环境下采用C语言编程,实现系统时间同步的功能控制。在直接同步过程中,需要接收NMEA0183格式电文,提取UTC时间信息以及获取GPS模块的PPS信号对系统进行直接同步处理。在间接同步过程中,需要不间断地接收并解析ITU-RM.1371AIS电文,获取间接同步所需的时间同步信息,并对同步信息进行存储方式设计以及进行存储区域管理,维护存储区域信息的时效性。 本论文的研究内容是导航研究所承担的国家支撑计划课题“AIS/GNSS船载导航设备关键技术与系统研制”(2012BAH36B02)研究内容的一部分。
【关键词】：AIS 时间同步技术 TDMA PPS
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U675.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 AIS现状及发展10-12
• 1.3 课题研究的现状和意义12-13
• 1.4 论文的章节结构13-14
• 第2章 AIS时间同步技术研究14-27
• 2.1 AIS时间同步原理14-19
• 2.2 GNSS授时系统19-23
• 2.2.1 GPS系统组成19-20
• 2.2.2 GPS星信号20-21
• 2.2.3 GPS授时系统21-23
• 2.3 时间同步数据格式23-27
• 2.3.1 GPS电文的数据格式23
• 2.3.2 AIS电文的数据格式23-27
• 第3章 AIS时间同步系统设计及实现27-50
• 3.1 时间同步系统总体设计27-36
• 3.1.1 时间同步硬件平台设计27-30
• 3.1.2 时间同步软件系统设计30-31
• 3.1.3 时间同步子模块设计31-36
• 3.2 同步子模块详细设计及实现36-48
• 3.2.1 同步状态管理模块36-38
• 3.2.2 直接同步处理模块38-40
• 3.2.3 间接同步处理模块40-43
• 3.2.4 同步信息存储模块43-46
• 3.2.5 同步信息管理模块46-48
• 3.3 系统运行与调试48-50
• 第4章 AIS时间同步系统的优化50-57
• 4.1 晶振工作原理50-52
• 4.2 晶振校准软件设计52-57
• 第5章 总结与展望57-59
• 参考文献59-61
• 附录 英文缩写词、全写和英汉术语对照表61-62
• 致谢62-63
• 作者简介63

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本文编号：1075174