隨著海洋經(jīng)濟的高速發(fā)展,海上航行的船舶越來越多,利用先進技術(shù)手段進行船舶導(dǎo)航管理已經(jīng)成為船舶導(dǎo)航發(fā)展的趨勢。電子海圖顯示與信息系統(tǒng)集信息顯示、導(dǎo)航管理等功能于一身,已經(jīng)發(fā)展成為重要的航海工具。通過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),電子海圖不僅可以顯示海上靜態(tài)環(huán)境信息,還可以將船舶實時位置、航行速度、航行方向等動態(tài)信息顯示在屏幕上。船舶駕駛員可以根據(jù)海圖上的信息做出正確的判斷,保障航行安全,提高航行的效率。本文在研究北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和電子海圖相關(guān)理論的基礎(chǔ)上,設(shè)計了以電子海圖為核心的北斗海上導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備電子海圖的基本功能,包括海圖縮放顯示、顏色方案、語言選擇等。進一步,通過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),該系統(tǒng)可實現(xiàn)海上船舶實時定位、航線設(shè)計等功能。論文首先研究了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其接收機的工作原理,并在充分分析S-57數(shù)字式海道測量數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)和S-52電子海圖顯示規(guī)范的基礎(chǔ)上,使用內(nèi)存映射技術(shù)進行海圖數(shù)據(jù)的讀取。然后,通過遍歷點線面數(shù)據(jù)鏈表,實現(xiàn)電子海圖顯示和基本的海圖功能。接著,設(shè)計以UM220-III N模塊為核心的北斗接收機硬件電路,并編寫串口通信程序和數(shù)據(jù)解析程序,獲取和解析北斗定位與導(dǎo)航數(shù)據(jù),實現(xiàn)海上船舶的實時定位。最后研究基于航路點的航線設(shè)計方法,并在電子海圖上實現(xiàn)航線設(shè)計、航線管理、導(dǎo)航參數(shù)計算等導(dǎo)航功能。通過該導(dǎo)航系統(tǒng),船舶駕駛員可以在航行過程中快速地獲取船舶的實時位置,及時躲避危險海域。同時根據(jù)實際需要,船舶駕駛員可以在電子海圖上進行航線設(shè)計、航線管理、計算導(dǎo)航參數(shù)等操作。當(dāng)船舶出現(xiàn)偏離計劃航線時,駕駛員可以根據(jù)系統(tǒng)的偏航提示及時地做出航行方向糾正,從而保障了航行安全。該系統(tǒng)充分利用電子海圖和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的特點,簡化了船舶駕駛員的操作,有效地提高了船舶的導(dǎo)航效率。
【學(xué)位單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TN967.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電子海圖研究現(xiàn)狀
        1.2.2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要工作與內(nèi)容安排
第2章 相關(guān)技術(shù)理論基礎(chǔ)
    2.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
        2.1.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展
        2.1.2 系統(tǒng)組成
        2.1.3 北斗定位原理
    2.2 北斗導(dǎo)航接收機
        2.2.1 接收機原理
        2.2.2 接收機芯片模塊
    2.3 電子海圖理論知識
        2.3.1 S-57數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)
        2.3.2 S-52顯示內(nèi)容與規(guī)范研究
    2.4 本章小結(jié)
第3章 電子海圖平臺的設(shè)計和實現(xiàn)
    3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
        3.2.1 墨卡托投影變換
        3.2.2 墨卡托投影反變換
        3.2.3 平面坐標(biāo)到屏幕坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
    3.3 海圖的數(shù)據(jù)處理及顯示過程
        3.3.1 內(nèi)存映射技術(shù)
        3.3.2 海圖顯示流程
    3.4 海圖功能的實現(xiàn)
        3.4.1 電子海圖的顯示
        3.4.2 顯示模式
        3.4.3 語言選擇
        3.4.4 漫游顯示
        3.4.5 縮放顯示
    3.5 本章小結(jié)
第4章 定位模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
    4.1 接收機的硬件設(shè)計
        4.1.1 UM220-III N芯片模塊
        4.1.2 硬件電路分析與設(shè)計
    4.2 數(shù)據(jù)解析的軟件設(shè)計
        4.2.1 北斗數(shù)據(jù)格式分析
        4.2.2 數(shù)據(jù)獲取
        4.2.3 導(dǎo)航信息提取
        4.2.4 船舶定位功能的實現(xiàn)
    4.3 本章小結(jié)
第5章 航線設(shè)計與導(dǎo)航管理
    5.1 航線概述
        5.1.1 航線種類
        5.1.2 航線的選取標(biāo)準(zhǔn)
    5.2 航線設(shè)計
        5.2.1 航路點導(dǎo)航
        5.2.2 建立可航行線
        5.2.3 航線設(shè)計的海圖實現(xiàn)
    5.3 導(dǎo)航管理
        5.3.1 航線管理模塊
        5.3.2 導(dǎo)航參數(shù)計算模塊
        5.3.3 偏航管理模塊
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果

【參考文獻】

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本文編號：2888703