基于AIS岸站的DGNSS修正电文播发系统研究

发布时间：2017-07-30 02:24

  本文关键词：基于AIS岸站的DGNSS修正电文播发系统研究

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【摘要】：船舶自动识别系统AIS (AIS:Automatic Identification System)由岸基(基站)设施和船载设备共同组成,是一种新型的数字助航系统。AIS工作在VHF频段,采用SOTDMA多址通信,将船舶的动态信息和静态信息向附近水域船舶以及岸台广播。AIS受外界干扰小,能够有效提高船舶的航行安全,在船舶导航、通信、避碰、海上救援、海事调查等方面起着十分重要的作用。 GNSS定位模块向AIS系统提供了定位信息。在近海和狭窄的航道,较高的定位精度可以提高AIS的可靠性和可依赖性。GNSS定位技术受诸多因素影响,存在一定误差,利用DGNSS差分技术可减小误差提高精度。目前由于现有沿岸DGNSS系统差分信号广播使用中频信道,中频接收机不是船舶强制安装设备,因此使其应用范围受到限制,而AIS船站是IMO SOLAS公约强制安装的设备,研究利用AIS基站扩大DGNSS使用范围十分必要且可行。本文针对这一需求,主要研究了基于AIS基站的DGNSS系统,包括三个主要方面,一是基于IALA A-124建议案设计计算基站所在位置地理网格小区号软件,用以确定FATDMA时隙安排表；二是设计FATDMA时隙占用规则,用于发送DGNSS信息,确保DGNSS信息的发送满足时间和频率要求；三是将AIS移动站通过AIS信道接收到的二进制DGNSS电文恢复成RTCM格式,直接提供给船载DGNSS设备使用,提高船舶定位精度。 本系统的设计中,应用软件包括两部分,一是在windows环境下,利用QT软件,开发基站地理网格小区号计算软件,二是利用Keil软件,基于ARM处理器开发将移动站AIS电文恢复成RTCM格式信息的处理软件。在AIS基站,将差分参考台提供的RTCM SC-104格式信号,按照ITU-RM.1371AIS电文编码,利用FATDMA所占用的时隙,进行二进制电文播发。在AIS移动站,将已经译码的AIS二进制电文,按照RTCM SC-104格式恢复成DGNSS信息,直接提供给船载DGNSS设备,提高GNSS接收机的定位精度。 本论文的研究内容是导航研究所国家支撑计划课题"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 DGNSS FATDMA 时隙安排
【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;TN96.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题背景10
• 1.2 我国AIS发展现状10-11
• 1.3 DGNSS系统11-12
• 1.4 课题研究的意义12-13
• 1.5 论文结构安排13-14
• 第2章 系统总体设计与理论基础14-25
• 2.1 基于AIS岸站的DGNSS系统架构14-15
• 2.2 AIS系统15-20
• 2.2.1 AIS系统组成15-16
• 2.2.2 AIS电文传输与通信协议16-18
• 2.2.3 AIS电文1718-19
• 2.2.4 AIS信道接入方案19-20
• 2.3 DGNSS原理及数据格式20-25
• 2.3.1 差分GPS原理以及分类20-21
• 2.3.2 差分数据协议21-25
• 第3章 AIS基站广播DGNSS电文架构设计与实现25-54
• 3.1 AIS基站广播DGPS电文系统物理层实现25-32
• 3.1.1 差分参考站25-26
• 3.1.2 DGPS修正数据采集服务器26-27
• 3.1.3 AIS管理中心27-28
• 3.1.4 DGPS修正数据转发服务器28-29
• 3.1.5 AIS基站系统29-30
• 3.1.6 船载AIS台站30
• 3.1.7 系统节点之间数据传输方式30-32
• 3.2 AIS基站FATDMA时隙配置方法32-40
• 3.2.1 FATDMA算法32-35
• 3.2.2 FATDMA时隙配置指导原则35-36
• 3.2.3 制定FATDMA方案36-40
• 3.3 按照地理网格划分FATDMA小区号算法40-43
• 3.4 小区号计算软件设计43-48
• 3.4.1 软件流程设计43-45
• 3.4.2 软件界面介绍45-46
• 3.4.3 软件设计成果与使用方法46-48
• 3.5 FATDMA时隙规划与DGNSS播发协调48-54
• 3.5.1 FATDMA方案分配48-49
• 3.5.2 为DGNSS电文安排FATDMA时隙49-54
• 第4章 DGNSS电文接收与数据处理54-64
• 4.1 硬件平台设计54-58
• 4.2 差分编码实现58-64
• 第5章 结论64-65
• 参考文献65-67
• 附录 英文缩写词、全写和英汉术语对照表67-68
• 致谢68-69
• 研究生履历69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：592163