通信導航

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通信導航范文第1篇

廣電業務特征在于應用大功率發射儀器持續的運行，通常臺址設置在大城市區域，并位于高山的頂部布設差轉臺裝置。由于業務應用頻段同航空無線電相鄰近，加之頻率資源的限制，令其不斷的上擴，而航空頻率則持續下擴，進而令頻段產生了擁擠現象，較易發生對航空業務的干擾影響。工業生產以及醫療設施應用產生的干擾影響，主體成因在于諧波以及雜散輻射。工業設施生產過程中，短期內的頻率可靠穩定性不高，因此會形成顯著的瞬時頻偏現象。干擾信號同寬頻偏以及低調頻信號較為相近，該領域產生的干擾影響主體為噪聲作用。再者，電力傳輸運行工作體系形成的電暈效應以及間隙放電會導致無線電噪音，也會對航空無線電導航系統形成電磁干擾。一些高壓線運行工作中形成的載波信號，利用航空專用頻率，因此對相關導航業務也會形成干擾影響。由于高壓輸電線路材料為金屬，因此對導航信號會形成反射以及再輻射的作用，令航空信號場型發生變化，進而引發無源干擾作用。另外，移動通信行業的快速發展，令其額定功率不斷提升，倘若位于機場四周或相關的特殊方位，例如海拔較高的高山區域應用，也會對地面臺以及飛機形成話音干擾影響。

2航空系統內部干擾影響

人們交通出行量的迅猛激增，令航班密集度顯著提升，飛行流量快速增長，空管為有效的做好空中管制，機場之中與通信導航部門應用較多無線電設施輔助管理，進而形成了互相干擾問題，且有顯著上升的勢頭。通常來講，干擾源多為非航空因素，例如無線電通信設施、閉路電視等。該類儀器通常布設在一個機房中，進而令其形成了較為龐大、影響顯著的電磁輻射體系。倘若兼容問題不良好的處置，將導致系統間的干擾影響，并有可能對飛行安全構成威脅。為此，可由機房的布置規劃、設備配置以及臺站管理等技術層面考量，應用有效策略，應對兼容問題，縮減內部隱患問題。

3預防通信導航干擾影響科學策略

3.1優化電磁環境分析以及設備檢測管理體制

為預防通信導航干擾，對沒有通過無線電相關管理機構審批而隨意設置應用的電臺，其相關設施屬性、參數標準通常不符合國家標準。加之長期至于大功率發射的環境狀況下運行，不定期實施必要的檢測分析管理，因而較易形成雜散發射干擾。為此做好電磁環境的管控測試以及設備分析檢測尤為重要。無線電部門應強化廣播電臺的管理監督、檢測分析，對形成干擾、導致危機，影響通信導航的隱患問題及時發掘、提前查處，快速糾正，進而實現防患于未然的科學目標。應創建必要的大功率發射儀器設施年檢管理體制，優化測試控制。針對廣播發電設施的整體功率、應用頻段、形成的雜散以及頻偏、天饋等技術標準應做好全面的分析檢測，確保發射機始終依照核定參數運行服務。

3.2強化機場電磁環境的綜合治理

為創建優質的機場運行服務環境，確保通信導航的安全開展，應注重機場與通信導航站之中的電磁兼容管理。對航空通信導航應用頻率形成干擾影響的問題較多為機場之中與通信導航臺站，沒有具備良好的電磁兼容性，進而形成了顯著的內部干擾問題。倘若不細致認真的進行優化改革，伴隨應用設施的擴充增加，該類干擾影響仍舊會更為明顯。為此管理單位應給予全面重視，應用科學有效的手段，預防抑制內部干擾。應有效的預防重復建設、忽視管控、注重外部管理、忽略內部完善的偏差思想觀念。應在全面優化外部電磁應用環境，優化治理的基礎上，細化完善機場內部電磁服務環境。為有效應對設備兼容問題，可做好科學的應用設置與協調管控，實施合理的規劃布局。至于相同頻段工作的發射設施天線應盡量的保持足夠的安全距離，體現良好的隔離度，預防形成互調干擾。各類接收設施以及大功率的發射儀器應確保合理的分開布局，盡可能避免同他類電磁輻射設施置于相同機房。同時應全面明確安裝設施呈現出的電磁輻射狀態。需要時應實施嚴格的檢測管理。一些必須應用，同時呈現出雜散電磁輻射影響的相關儀器設施，應應用合理的屏蔽隔離手段，預防他類設施形成的有害干擾影響。另外，應注重對機房以及通信導航臺站電磁環境的管理測試。通信導航臺站之中電子設施通常為分批量的進行布設，安裝以及應用階段中，較易忽略各個設備之間形成的干擾影響，排除嚴重干擾之外，人們通常并不對內部環境實施電磁兼容的研究以及檢測。基于不同設備之間形成的電磁干擾引發機理相對復雜，同時呈現出隨機性以及偶發性特點，為此應實施不定期以及固定時段的電磁環境檢測管理可快速的發掘干擾隱患問題。對于新建的通信導航臺站以及新增設的應用設施有引發電磁輻射可能時，應實施必要的測試。

3.3應用適宜技術措施

通信導航管理中，為預防干擾影響，做好電子設備的預防接地尤為重要。可為體系內部各類設施配備公共基礎零電位，預防設備參考點位形成電位差導致無法穩定可靠的運行或形成不良干擾。同時，還可預防外用電磁場形成的影響。可令設備機柜形成的較多電荷借助接地安全的泄放，進而有效預防該類電荷不斷的蓄積導致高壓放電形成干擾影響。另外，可通過屏蔽手段，預防電子設備形成電磁干擾并向外部產生輻射。應保障機箱以及機柜安全妥善的關閉。通過測試分析不難看出，待門開啟時，其四周會形成較強的干擾影響，倘若設備本身具有一定的電磁輻射，則可進行單獨布設，或應用金屬屏蔽方式做好處理。可應用凈化電源預防多類電子設施應用相同插座導致傳導影響。再者，應優選閉路電視的服務頻率，預防形成信號泄露對通信導航造成干擾。

4結語

通信導航范文第2篇

關鍵詞：機場通信導航臺站防雷對策

對于空中交通來說，機場的建設與發展始終是空中交通事業安全防范的重點工作，尤其是在面對各種外界環境因素干擾的情況下，諸如冰雹、大風、暴雨等，勢必會對機場安全運行帶來很大威脅，尤其是通信導航臺站在雷電影響下，將會機場與飛機之間產生一定干擾或者是沖擊，這樣機場通信導航臺站就無法對飛機發出準確地指揮信號和調控，從而導致各種各樣機場事故的發生，最終使交通事業承受巨大的經濟損失。由此可見，對機場通訊導航臺站采取準確的、系統的、有效的防雷措施是至關重要的。

一、雷電對機場通信導航臺站的作用形式分析

通信導航臺站肩負著飛機與地面通訊、對接以及調控等重要責任與使命，要想做好機場通信導航臺站全面的雷電防護工作，首先就要雷電主要入侵路徑和危害加以認識和掌握，這樣才能有針對性的采取防護措施加以控制和阻擋，從而使機場與飛機之間的通信功能得到最大的安全保證。

（一）機場通信導航臺站中雷電的危害形式

雷電是自然界中較為常見的自然災害，由于其形成需要強大的脈沖作用，因而在釋放時也就帶有了巨大的能量，通信導航臺站在遭受到強大的雷電破壞后，設備在國電壓得影響下最先受到損壞，緊接著整個通信系統就會發生聯鎖故障，最終給機場調控帶來極大的麻煩，嚴重時可能導致飛機事故的發生。經過對機場通信導航臺站雷電時間的總結和分，得出雷電的危害種類主要有以下幾種：（1）雷電波侵襲，這種危害形式是借助某種導電體的情況下，比如金屬管道、架空線路，通過引流的方式對設備以及人身生命安全構成一定的危害；（2）直擊雷，常見的雷電形式之一，建筑物是主要襲擊對象，遭受到列電直擊的建筑物，將會產生一定內作用力，包括機械力、電效力等，那么建筑物自然而然賦予了一定的破壞性能；（3）電磁感應，電磁感應屬于雷電變化所致，在一定空間范圍內，雷電會產生瞬變的強電磁場，這種磁場會對導航信號進行誤導或者是屏蔽，致使飛機失去安全保障；（4）雷電感應，導體在雷電放電過程中就會形成靜電感應和電磁感應兩種形式，這兩種感應可以讓金屬部件產生霍霍，進而促使火災事故的發生。

（二）雷電在機場通信導航臺站中的入侵路徑

調查發現，雷電入侵途徑研究是機場通信導航臺站防雷控制的首要前提，只有在了解雷電在通信導航臺站中的入侵主要途徑之后，才能對機場通信導航臺站實施更加準確地雷電遏制和消除措施。事實表明，目前發現的機場通信導航臺站雷電入侵途徑常見的有四種：第一，經過傳輸設備流入導航設備；第二，避雷遭受雷電直擊后，電流就會與鐵塔、接地網以及大地形成帶電導體，致使電位身高，設備損壞為題的發生；第三，機房饋線與雷電形成回路，由于饋線帶有強大的感應電壓，通過機架導入地下時，直接入侵到設備當中；第四，雷電利用電力線路六通道整個電力系統當中，最終導致電源系統損害。

二、機場通信導航臺站的防雷措施

通過上面的敘述可以得知，雷電對機場通信導航臺站帶來的危害不可小視，必須引起大家的高度重視與關注，只有保證了機場通信導航臺站功能的暢通以及有效性，才能更好體現其給空中交通帶來的價值與意義。為此，結合多年來的工作經驗，特提出以下幾點針對機場通信導航站實施的防雷措施，希望給予大家參考。

（一）加強通信導航臺站雷電防護系統建設

機場通信導航臺站雷電防護系統是機場導航臺站應對雷電問題而實施的重要保障措施，其包括外部防護和內部防護兩部分組成，利用各種避雷裝置和防雷方式的設計，實現對機場通信導航臺站雷電危害的準確預防和處理。那么雷電防護系統運行的有效性就會對通信導航臺站安全程度產生極大影響，所以，應該不斷的優化和改進雷電防護系統，加強內容防護系統的合理性。系統性設計，定期對外部防護系統裝置進行檢查和維護，比如說引下線引流功能的準確性、接閃器安裝設置規范性等都要做到周密、謹慎的管理和控制，進而實現雷電防護系統在通信導航臺站當中應有的作用與效能。

（二）注重機場NDB防雷的精確性

機場DNB可謂是防雷內容中的關鍵，其防雷措施主要設計到兩點內容，一是地網的設計，地網設計一定要具有科學性和實效性，DNB天線系統內部基本量選擇依據一般要以天調部分作為標準，為了保證各項設備的接地保護功能都能夠得到準確地發揮，所以接地線布設要采用等電壓、等電位方式，這樣既滿足了DNB負電壓供電的要求，又使地網與各項設備接地形成了聯通關系。另外還要對NDB地網的接地電阻值和敷設范圍加以控制，接地電阻要根據環境的不同來進行選擇，一般規定山地地區在4歐姆以內，平原區為2歐姆以內，敷設范圍通常要進行拓展，這樣就為地阻值的測量提供了極大的便利；二是合理把握避雷放電間隙，這樣其中需要符合兩點原則，首先要避免機器遭受雷擊，其次雷電發生時不會影響到及其天線的正常電流輸送。

（Z）DME設備的防雷對策

通信導航范文第3篇

關鍵詞：船舶 通信導航 防雷避雷

中圖分類號：TM86 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）012-196-02

隨著大規模集成電路在通信設備中的大量運用，使得現在各種通信設備對過電壓提出了更高的要求。在通信設備中的電源線、信號線以及天饋線，對雷電極為敏感，并且過電壓對其產生的危害也時常發生，因此就必須采取適當措施來有效抵御過電壓對通信設備帶來的破壞，這以引起船舶通信導航部門的高度重視。

1 雷電的成因以及危害

1.1 雷電的成因

雷電是一種快速的放電反應，它是由云層間或云層與大地間的異種電荷相互作用形成的，并且放電的過程中產生強烈的閃光和震耳的轟鳴。科學研究顯示：地球本身是一個電壓大約為300kv的大氣電場。因為地球表面聚集大量的負電荷，而地球上空的電離層也聚集有其等量電量的正電荷，電荷大概在500 000C左右。人們稱積雨云為形成雷電的最主要的云，積雨云是由大地表面的水在高溫下蒸發，形成水蒸汽以氣流的形式升至空中，由于越往高處壓強越小，氣溫越低，上升的水蒸汽逐漸形成霧滴、雨滴。由于它們被大氣電場極化和重力的作用，在下降過程中與上升氣流形成對流，在與上升氣流的云粒子發生碰撞、摩擦、電荷轉移，最后相互分離的過程，形成積雨云。上方帶有正電荷、下方帶有負電荷的積雨云，通過靜電感應的作用，使其附近的物體都帶上大量的正電荷，在相互作用下形成空間電場。隨著積雨云與大地間的電場強度逐漸增加到能夠擊穿大氣，形成閃電通道，使大氣中能夠導電的離子電子與積雨云中的正電荷發生中和反應放電，這就是雷電形成的原因。

1.2 雷電對船舶通信導航設備的危害

由于船舶大部分時間都在海平面上航行，當遇到比較惡劣的雷暴天氣時，與平坦的海平面相比，航行在海平面上的船舶自然就成為了誘導帶電云層放電的唯一的突出物，因此航行在海上的船舶受到雷擊的機會就比較多。船舶一旦受到雷電襲擊，船上的設備、貨物以及人員將會受到嚴重損害，帶來不可估量的嚴重后果和財產損失。隨著電子技術的快速發展，在船舶通信導航設備中大量應用了電子信息設備和精密儀器設備，而這些設備的耐過高壓的能力比較脆弱，這些設備一旦遭到雷擊，將會損壞設備，造成系統癱瘓，給船舶安全航行帶來極大影響。

2 雷電破壞力的表現形式

我國屬于雷電高發地區，雷電活動跟緯度有關系，緯度越大的地區，雷電活動越少。例如在我國的廣東地區就屬于雷電活動非常強烈的省份之一。雷電對地面設備、建筑物等破壞力主要有直擊雷和感應雷兩種表現形式。

2.1 直擊雷

所謂直擊雷，指的就是帶電云層與地面某個點之間發生的雷擊現象。由于直擊雷所產生的電流大，并且時間很短，當它侵害地面物體時所產生的高溫和沖擊力可以帶來毀滅性的后果，是雷電表現形式中破壞力最強的一種。

2.2 感應雷

在船舶通信導航設備中，各種供電線路、信號線路很多，當遇到雷暴天氣時，導航設備雖然沒有遭受直擊雷，但是其會感應產生大量與雷電正電荷相反的負電荷，經過累積會產生過高壓，從而導致設備放電；除此之外，感應閃電還會產生感應電流或者感應電壓，很容易造成處在工作狀態中的設備的損壞。雖然感應雷的雷擊效果要比直擊雷小，但是其無孔不入，且很容易被船舶人員所忽視，因此是發生概率最大的雷擊危害。

3 船舶通信導航設備的防雷避雷措施

船舶通信導航設備進行防雷避雷的目的是為了給雷電所產生的電流提供合理的路徑，防雷措施只能減少雷擊對設備的損害，并不能阻止雷電的形成。因此，根據雷電破壞力的表現形式，本文將從兩方面來探討船舶通信設備的防雷措施。

3.1 外部防雷

針對直擊雷的破壞形式，在船舶上可以安裝防雷裝置將雷電流引入地中進行安全釋放。與平坦的海平面相比，船舶上高聳的桅桿是最容易受到直擊雷襲擊的地方，而現代船舶的通信設備大部分都安裝在桅桿或者船身高處，所以船舶通信設備受到雷擊的概率是最大的。

在船舶防雷裝置中，一般由四部分組成，分別是天線系統、避雷器、避雷針以及接地裝置。一般情況下，船舶天線系統設在船尾部分。由于天線要經受海水鹽度和機艙廢氣的雙重腐蝕，所以天線極容易生銹，當雷電產生時，天線會由于其銹蝕部分的電阻變大起不到避雷的效果。根據具體的計算可以這樣的結論：接地電阻與放電引起的反沖成正比，也就是說當接地電阻越大的時候，放電引起的反沖就會越大。當天線銹蝕時，雷電流引起的反沖就會損害設備。但同時，當接地電阻很小時，強大的雷電流會產生電磁場，同樣會損害設備。因此，對于船舶通信導航設備而言，應該對接地電阻進行設定，一般情況下是4-10 之間。除此之外，船舶工作人員還需要對天線銅線進行定期檢查，若發現天線銅線銹蝕了，就需要及時更換，更換時最好在銅線表面涂一層牛油來對銅線加以保護。

3.2 內部防雷

科學技術的進步使得船舶通信導航設備得到了大力發展，但同時也增加了雷電過電壓對設備損壞的幾率。針對感應雷的破壞形式，就需要防止雷電脈沖電流所產生的電磁場來干擾設備。

在防止感應雷時，可以進行的有效措施包括等電位連接、屏蔽、保護隔離以及合理布線等。這些措施都可以大大降低電子產品遭受過電壓帶來的損害。過電壓沖擊對電子設備的危害主要是通過交直流電源與室外連接的信號控制線以傳導的方式進去設備內部，要有效阻止這種危害，就必須在信號控制端口安裝抑制過電壓器件來吸收過電壓沖擊，阻止電流進入電子設備內部。

雷擊過電壓的特點就是能量特別大，所以必須采取特殊措施來吸收過電壓電流。通常可以采取兩種措施：

（1）電氣隔離。電氣隔離就是在控制器與收發器之間安裝6N137來切斷干擾途徑，以保護控制器。

（2）增加器件來保護總線。當雷擊發生時，強大的能力得不到及時釋放，那么將會損壞收發器。

因此，為了防止雷擊對收發器的損壞，就需要安裝防雷管和TVS來保護總線。在實際中，由于防雷管的反應比較慢，一般在防雷管后還需要增加TVS電阻，這樣能更好更快地保護收發器受到過電壓的沖擊。

船舶通信導航設備的防雷避雷工作是一個長期性的課題，船舶工作人員應該注重多方面的防護相結合。得益于科學的不斷進步，船舶雷擊防護方式也在不斷改進，在進行船舶防雷措施時，應該充分考慮經濟適用性和安全性，運用科學的手段來選取合適的防雷裝置和措施。在日常航行中，船舶工作人員應該注重維護防雷設備，按照有關規定正確使用防雷設備，尤其是通信導航設備，要盡量避免遭受雷擊的損壞，遇到雷電天氣時，盡量不要在甲板上或者桅桿上作業，減少雷擊帶來的損害。

參考文獻：

[1] 李忠，張志喜.通信導航防雷避雷工作之探討[J].空中交通管理，2001（03）.

[2] 鄧進武.如何有效地防止雷電對無線電通信導航設施的侵害[J].空中交通管理，2000（01）.

通信導航范文第4篇

[關鍵詞]北斗導航衛星通信話音業務通信終端

中圖分類號：TN927.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）08-0237-01

1 概述

北斗衛星導航系統是由我國自主研發的區域性的三維衛星定位與通信系統（CNSS），是堂攔娜蚨ㄎ幌低？GPS）和俄羅斯的GLONASS之后第三個衛星定位導航系統。北斗衛星導航定位系統致力于向全球用戶提供高質量的定位、導航和授時服務。自北斗衛星導航系統投入使用以來，它突出的特色越來越受到人們的關注。

海事衛星網絡具有網絡完備、覆蓋面廣、頻率資源利用率高、可靠性高且方便實用等特點，使得人們可以在任何時間任何地點都能輕松的完成話音通信，通信終端的信息處理能力也得到了大幅度的提高。基于北斗導航的衛星通信終端不僅具有導航定位功能還具有海事衛星電話的語音通信、數據通信傳真等功能，還可以為船舶運輸、公路交通、鐵路運輸和路線檢測

2.1 衛星通信終端的特點

基于北斗導航的衛星通信終端的主要特點：

①可用于車輛、船舶或其他室內環境；②能進行清晰的語音通信和低速數據通信，可以進行全球通訊；③可以實現北斗/GPS兼容定位；④能通過海事衛星信道傳輸導航定位數據，實現遠程監控功能；⑤能通過特定的協議，可以提供定制的數傳、定位服務和系統解決方案，便于應急搜救的需要；⑥通信資費便宜，是其他衛通資費的五分之一左右；⑦覆蓋范圍廣，覆蓋中國大陸和沿海，南部到澳大利亞，西部到非洲，北部覆蓋俄羅斯和部分歐洲地區。

2.2 系統概述

基于北斗的衛星通信終端可用于船舶遠程監控系統、車輛遠程監控系統和海事遇險救助和陸地自然災害提供應急通信等。下圖為基于海事衛星通信終端構建遠程監控系統的應用示意圖。

該監測系統構建了一個海陸空一體化的北斗海事衛星綜合信息服務網絡，該系統可為海事、漁業和陸地等多部門服務，一方面可為海事或漁業管理部門提供船舶船位監控、船舶緊急救援指揮，及漁業政策、海上臺風通行等服務，也可為海上漁業生產作業者提供自主導航、遇險求救及點對點通信服務，另一方面也可以對車輛進行實時調度、監控和管理，同時在應急救災時，可以作為應急通信設備。

該監測系統主要由4大分系統構成，包括網絡集成系統、地面監測臺站分系統、監控中心、船（車）載終端分系統，網絡集成系統可以將來自AIS系統的VHF信道來的AIS數據，來自地面網的地面網絡數據和來自衛星網絡的監控數據集成，通過數據融合處理送到監控中心，地面監測臺站分為海事衛星地面站和北斗導航衛星地面站，分別處理海事衛星網絡數據和導航數據。監控中心主要控制和管理海陸空的監控終端數據，船（車）載終端分系統為基于BD/GPS的衛星通信終端。

船（車）載衛星通信終端接收北斗衛星和GPS衛星定位信號，結合車輛/船舶狀態信息通過海事衛星通信網絡信道與監控中心進行雙向數據通信。車/船載終端定時將車輛/船舶實時位置、運動狀態、警情等信息上傳至監控中心。

3 基于北斗導航的衛星通信終端的設計方案

基于北斗導航的衛星通信終端采用模塊化設計的方案，主要模塊包括射頻模塊、終端處理模塊、BD/GPS模塊、顯控處理模塊、電源模塊五個模塊。天線和射頻前端模塊處理模擬信號，其余模塊處理數字信號，總體框圖如下圖所示。

天線包括BD/GPS天線和海事衛星天線，BD/GPS天線主要接收BD/GPS衛星播發的信號，海事衛星天線主要是接收亞星衛星播發的信號，完成部分初始頻率選擇、多徑效應抑制和穩定相位中心任務及發送終端與衛星之間通信信號的任務。

射頻模塊包括一個可調發射機和一個可調的接收機，另外還有收發轉換單元。主要任務是將天線接收到的射頻信號，通過放大、濾波、變頻和模數轉換，變換成數字處理器可以處理的數字中頻信號，同時提高信噪比，發射通路主要將基帶模塊的已調制的基帶信號調制到射頻頻點，并通過天線發射出去。

終端處理模塊相當于通信終端的“心臟”，終端處理模塊由信號處理、協議處理、音頻處理、數據處理接口、SIM卡等組成。其中，協議處理子模塊是衛星通信終端的控制中心，負責所有信息的處理、網絡的接入、控制命令的發出等。信號處理子模塊負責將協議處理子模塊送出的信號調制送出到射頻模塊，并將射頻模塊接收的信號解調送到協議處理子模塊，并且實現對射頻模塊的控制和管理等。音頻處理子模塊主要實現音頻信號的接收和發送處理。數據接口處理子模塊主要是實現數據通信的收發數據的接口控制等。SIM卡主要對SIM相關信息的讀出和寫入操作等。

顯控處理模塊包括顯示和鍵盤采集及用戶接口等，用戶接口包括送話MIC和揚聲器，完成語音采集和送話功能。另外完成從終端機的電源管理、系統控制與管理和對外接口擴展以及數傳功能中的AT命令的處理等。BD/GPS導航模塊是集成芯片，主要是接收并處理

BD/GPS信息，并完成與顯控模塊之間的接口等。系統核心軟件存儲在PCB板上的FLASH芯片中。

4 結束語

衛星通信終端是一種新型的導航通信設備，衛星通信網絡覆蓋范圍廣，在衛星信號覆蓋的地方，不僅能夠實現語音通信，而且還能夠使導航信號得到穩定可靠的傳輸，從而真正實現了實時動態信息的全程監控和管理，基于北斗導航的衛星通信終端的研制和開發填補了我國在海事衛星通信領域的空白。

參考文獻

通信導航范文第5篇

[關鍵詞]船舶導航；信號管理；信息系統

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）07-0146-01

1 船舶導航系統的發展

船舶導航監控的一體化應用意味著不僅需要為船舶用戶提供全方位的導航服務，而且必須將船舶與船公司、港口、VTS等監管部門緊密聯結為一體，保證其間便捷暢通的業務交流通道，同時為監管部門提供船舶的動態監控和管理服務，一方面保障船舶的航行安全，提高運輸和物流效率；另一方面促進航運服務的監管能力.在船舶導航監控一體化應用系統中，導航終端必須包含以下幾個主要功能：（1）電子航道圖顯示、控制和查詢：自動選擇圖幅、任意漫游和縮放、分層顯示、背景控制、物標信息查詢等.（2）本船定位和動態標繪：實時GPS定位并動態標繪本船的位置及運動矢量，記錄本船航跡.（3）多功能報警預警：根據本船和環境狀態自動進行偏航報警、撞橋報警、碰標報警、警戒區報警、方位報警、距離報警等.（4）航行管理：航線設計、航行日志管理、航程統計、預抵時間計算等.（5）綜合導航服務信息查詢，包括氣象、潮汐、水位、航道和港口信息等.（6）航道圖實時更新：實時自動下載最新的電子航道圖.船舶導航模擬器不僅廣泛應用于教育培訓，而且在工程設計或論證中也起到了重要作用。使用虛擬現實技術創建模擬環境，環境包括風和波浪等，并以電子海圖的形式，以計算機模擬船舶航行的水域。使用虛擬現實技術使之非常清晰和生動，船舶通過指定的海域的過程，在船舶導航模擬器中進行模擬和重播。模擬試驗的目的是評估船舶航行在港口附近的海域、泊位或離岸艙時的航行安全，或者目的是測試碼頭吞吐量。可以記錄許多數據，并且在水平面上的電子圖表上繪制軌道。通過分析和評估記錄數據，可以得到結果會議與實際的工程和設計需求，模擬測試的結果可以在理論上提供工程決策證據。

2 船舶信號管理系統分析

船舶應用終端只需要準備一臺可以連接互聯網的電腦，一個無線上網設備（CDMAGPRS3G）以及一個GPS或AIS設備（可通過串口或USB接口連接到電腦）即可通過無線通信網絡訪問航運公共綜合服務門戶網站，實時、方便、快捷地獲取全方位的導航服務，并與相應的其他監控終端平臺連為一體.監控應用終端同樣只需一臺可上網的電腦，即可通過Internet訪問航運公共信息綜合服務門戶網站，隨時隨地、方便地實現對船舶的監控和管理。目前數字信號處理和嵌入式技術的發展，為雷達技術的發展帶來了新的機遇。相對于雷達的仿真，數字雷達具有良好的性能、特點、易操作性等優點。基于嵌入式處理器和數字信號處理器（DSP）雙處理器船載導航雷達系統的設計，著重于數字船載導航雷達系統架構，數字信號處理模塊的硬件設計和軟件算法，為DSP系統提供了整體方案。同時采用消除船舶航向控制中的噪聲干擾和信號延遲問題的差分方法。首先，漸近觀察者設計沒有船舶運動動態參數。然后，證明觀察者穩定，給出收斂條件。 最后，模擬結果表明，設計的觀測者可以抑制船舶信號噪聲，提高差分延遲。

3 船舶的信號導航問題探究

許多海上事故可能歸因于人為錯誤，如粗心大意和決策錯誤，因此迫切需要海洋導航的信支持工具。許多研究人員介紹了這些工具的技術，但他們幾乎不考慮環境因素如水深、水道寬度、漁場等因素。在以前的研究中，需要使用模糊的船舶航行環境風險評估的概念模型。船上信號導航支持系統的開發，可以支持船舶運營，特別是關于船舶運行處理的決定，這將有助于船舶安全。系統監控幾個運動相關參數，并且通過處理這些數據，向船長提供關于不同船舶處理決定的后果的信息。需要開發用于執行這些計算的軟件，并在用戶界面中顯示對主機的建議，以及已組織用于船上運行和應變結構監控的數據采集和處理硬件。對于安全導航，風和海浪的高分辨率信息非常重要。特別是沿海地區，根據地理和水深的影響，天氣和海洋情況在時間和地點發生巨大變化。通過使用SWAN作為數字波模型生成高分辨率波數據。為了估計波浪，風的數據是必要的。通過使用WRF-ARW的中尺度氣象模型，生成詳細的風數據。使用模擬風和波浪數據模擬船舶機動，對于船舶操縱模型，使用MMG（數學建模組）。結合高分辨率風波數據與數值導航模型，研究風浪對船舶操縱的影響。將船舶的模擬線條與航位推算軌跡進行比較，發現到風浪對移動船舶的影響是顯著的。

集中在綜合船舶信號系統中的碰撞檢測方法（即碰撞風險評估），可以滿足復雜船舶操縱中的船舶狀態不確定性。采用綜合船舶信號系統（IBS）中現代技術解決方案，以提高船舶密集碰撞下的導航安全性，并采用了提前檢測潛在碰撞情況的船舶導航工具。在碰撞或接近碰撞的情況下，在兩艘船遇到的情況下，模擬和評估了建議的基于距離的碰撞風險檢測和量化方法。此外，通過擴展卡爾曼濾波器估計一個船舶相對于另一艘船的相對導航軌跡，相對航向速度矢量和相對承載矢量。然后，使用各自的速度和相對承載向量來檢測和量化船舶之間的碰撞風險。因此，提出的碰撞風險檢測和量化方法可以在現代綜合船舶信號系統（IBS）中實現，其中可以檢測到碰撞前的船舶之間的潛在風險，也是電子導航的重要組成部分。

4 總結與展望

船舶導航信息管理系統應用系統能夠將航運中的船舶與船公司、港口、V T S 中心等監管部門緊密聯結為一體， 保證其間便捷暢通的業務交流通道， 對保障船舶航行安全， 提高運輸和物流效率， 促進航運服務的監管能力具有重大的現實意義。

參考文獻

[1] 彭國均，虞金仁，黃金焰.中國海監船舶導航與監控系統的研究[J].海洋開發與管理.2006（04）.