基于电子海图的AIS导航技术的研究

发布时间：2017-04-15 10:06

  本文关键词：基于电子海图的AIS导航技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文的研究目的是利用电子海图技术和AIS技术,在电子海图平面上动态直观地显示船舶航行信息,包括其运动轨迹,速度以及周边环境信息,并对其潜在的碰撞危险进行预测,以尽早做出判断与决策。 AIS系统主要应用于船舶交通管理和船舶避碰领域的研究,它是一种基于甚高频通信的船载导航设备,它能够保证整片海域内船舶之间连续可靠的进行通信,与雷达相比,它提供的信息量巨大,准确性高,抗干扰能力强,并且能够越过障碍物进行传输。但AIS系统也有其局限性,它所提供的地理和环境信息也是有限的。将它与电子海图技术相结合,不仅能够准确的显示船舶航行状态信息,还能够在电子海图上完成距离和方位的计算,航线的设计和船位的推算,电子海图能够完全显示雷达信息,这能够对所有装配AIS的船舶进行双重检测等。这对于增强船舶的避碰能力,提高船舶航行的安全性都有着重要的意义。 本文重点研究了AIS技术的基本概念和报文解析,介绍了AIS的工作原理和通信协议,分析了AIS的时分多址技术,并且对AIS报文信息的解读做出了明确的说明；同时,本文还介绍了电子海图的性能标注和主要功能,重点研究了S-57格式海图数据的理论数据模型,数据结构和封装标准,最后对DCPA和TCPA技术就行了研究,能够对船舶潜在的碰撞危险进行预测。 本文从整体上实现了基本的导航功能,将电子海图技术与AIS技术结合起来,不但能实时显示船舶航行状态信息,结合海图信息,还能在其上显示船舶周边地理环境信息,有效的实行了船舶的导航,提高了航海人员的工作效率和安全性。
【关键词】：AIS 电子海图 船舶导航
【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】：U675.81;U675.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 本文研究的背景和意义9-10
• 1.2 本文相关技术的研究现状10-11
• 1.2.1 AIS发展现状10-11
• 1.2.2 电子海图技术发展现状11
• 1.3 研究内容和本文结构11-12
• 1.4 本文结构安排12-13
• 第2章 AIS导航系统的技术基础13-19
• 2.1 AIS基本原理13-15
• 2.1.1 AIS的构成13-14
• 2.1.2 AIS的工作原理14
• 2.1.3 AIS的通信协议14-15
• 2.2 ECDIS基本原理15-18
• 2.2.1 电子海图的构成16
• 2.2.2 电子海图性能标准16-17
• 2.2.3 电子海图主要功能17-18
• 2.2.4 电子海图种类18
• 2.3 本章小结18-19
• 第3章 AIS导航系统的设计19-23
• 3.1 AIS导航系统的结构设计19-20
• 3.2 AIS导航系统的功能设计20-21
• 3.3 AIS导航系统的开发环境21-22
• 3.4 本章小结22-23
• 第4章 AIS导航系统关键技术的研究23-39
• 4.1 AIS时分多址(TDMA)技术23-30
• 4.1.1 AIS报文解码24-26
• 4.1.2 AIS时分多址(TDMA)通信原理26-27
• 4.1.3 SOTDMA各工作阶段的流程27-30
• 4.2 S-57格式海图数据的解析30-36
• 4.2.1 S-57海图理论数据模型31-32
• 4.2.2 S-57海图数据结构32-34
• 4.2.3 ISO/IEC8211封装标准34-36
• 4.3 DCPA和TCPA技术的研究36-38
• 4.3.1 DCPA和TCPA的定义36-37
• 4.3.2 DCPA与TCPA的计算模型37-38
• 4.4 本章小结38-39
• 第5章 AIS导航系统的实现39-51
• 5.1 S-57格式海图数据的显示39-44
• 5.1.1 漫游与缩放39-41
• 5.1.2 海图的显示背景41-44
• 5.2 AIS船舶信息的显示44-46
• 5.2.1 AIS船舶基本信息的显示44-45
• 5.2.2 AIS船舶航向与路径的显示45-46
• 5.3 DCPA与TCPA功能的实现46-47
• 5.4 辅助功能47-50
• 5.4.1 矢量测量47-48
• 5.4.2 区域显示48-50
• 5.5 本章小结50-51
• 结论51-53
• 参考文献53-56
• 致谢56-57
• 研究生履历57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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2 张玲新;季本山;;基于AIS的近海水上智能交通系统[J];电子科技;2012年08期

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4 马立新;孙文强;;基于AIS网络的差分GPS数据广播[J];世界海运;2006年03期

5 王恩德;;面向对象程序设计的教学探讨[J];计算机教育;2006年09期

6 梁高金;;电子海图显示与信息系统的组成与安装[J];航海技术;2012年05期

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1 刘成勇;船舶自动识别网络系统设计及其性能仿真研究[D];武汉理工大学;2009年

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本文编号：308163