一种基于高通量卫星通信的船舶导航应用技术

技术领域

本发明涉及船舶导航技术领域，具体为一种基于高通量卫星通信的船舶导航应用技术。

背景技术

我国社会经济的蓬勃发展以及“海洋强国”战略的扎实推进，带动了水运业务量的逐年增长，船舶数量急剧增加。与此同时，这也导致了船舶交通压力凸显、船舶通航效率降低、资源消耗加剧以及水域环境污染等一系列问题，对船舶交通、能源及环境等方面造成了严峻的挑战。为了有效解决上述问题，众多学者纷纷着手于船舶交通管理系统(VesselTraffic Services，VTS)的研究，旨在借助先进的导航定位技术、多源传感器技术，数据通信技术以及人工智能等科学技术来改善交通状况，充分发挥现有水域的交通潜力，提高船舶通航效率，综合解决各类水上交通运输问题。目前，船舶交通管理系统高度依赖船舶导航定位技术，获取精确、实时、可靠的船舶位置信息是船舶交通管理系统正常运行的前提条件。因此，船舶导航定位技术是目前VTS研究的核心内容之一，目前，应用最为广泛的船舶导航定位技术是全球卫星导航系统。

高通量通信卫星(HTS，HighThroughput Satellite)，也称高吞吐量通信卫星，是相对于使用相同频率资源的传统通信卫星而言的，主要技术特征包括多点波束、频率复用、高波束增益等，现有船舶导航系统由于工作量较大，基于低通量卫星的导航系统已逐渐不适用，基于高通量卫星通信的船舶导航系统正在逐步将其替换。

而现有的船舶导航系统仅仅能够用于导航，功能单一，无法满足现有的使用需求，且现有的导航系统只会根据海域环境进行线路推荐导航，而实际上，船舶航行较多的海域，经常会出现两艘船航行交错的问题，当两艘船邻近时，就需要船长之间对话，进行船速的调节，以成功错开，这种临时调节的方式，安全性较低，且急减速或加速的方式会消耗更多油量。

基于此，本发明提供一种基于高通量卫星通信的船舶导航应用技术，以期解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于高通量卫星通信的船舶导航应用技术，以解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于高通量卫星通信的船舶导航应用技术，其包括船载终端和地面监控中心，所述船载终端和地面监控中心均与高通量卫星通信系统通讯连接；

所述船载终端安装在船舶上，所述船载终端包括有卫星天线、数据收发模块、控制显示器和航行安全自检模块，船舶通过数据收发模块以及卫星天线向高通量卫星通信系统发送信号并获取实时位置和导航路线信息，控制显示器实时显示位置和导航路线信息，所述航行安全自检模块用于实时自检船舶运行状态是否正常；

所述地面监控中心用于同步接收高通量卫星通信系统发出的船舶位置信息并计算出船舶航线，再将导航路线信息发送回高通量卫星通信系统，并由高通量卫星通信系统将导航路线信息发送至船载终端。

优选的，所述控制显示器上包含信息处理模块和第一电子海图，所述信息处理模块接收数据收发模块传来的数据信息，并将数据信息在第一电子海图上展示。

优选的，所述地面监控中心包含航线计算模块和第二电子海图，所述第二电子海图可显示当前船舶位置附近内所有带有卫星导航系统的船舶位置信息，航线计算模块根据收到的船舶位置信息，合理计算出船舶航行路线，在保证航行路线精准的同时还规避碰撞邻近船舶，并将船舶航行路线发送回高通量卫星通信系统，经高通量卫星通信系统发送至船载终端。

优选的，所述船载终端还包括报警模块和航行路线检测模块，所述航行路线检测模块用于实时检测船舶运行路线的准确性，若航行路线错误，则通过报警模块提醒人知晓。

优选的，所述船载终端还连接有辅助供电模块，所述辅助供电模块包括太阳能供电模块和摇晃供电装置。

优选的，所述航行安全自检模块包括设在船舶动力设备上的检测器、船体下部的吃水量探测器以及分布式监控摄像头。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中的导航系统不仅能够根据海域地理情况进行航线分析，还能够结合附近船舶航行情况进行分析，能够提供合理安全的船舶航行路线，且本方案系统还能够对船舶航行安全进行实施检测，提高了船舶航行的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统框图；

图2为本发明控制显示器的模块框图；

图3为本发明航行安全自检模块的模块框图；

图4为本发明辅助供电模块的模块框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明提供一种技术方案：一种基于高通量卫星通信的船舶导航应用技术，其包括船载终端和地面监控中心，船载终端和地面监控中心均与高通量卫星通信系统通讯连接；

船载终端安装在船舶上，船载终端包括有卫星天线、数据收发模块、控制显示器和航行安全自检模块，船舶通过数据收发模块以及卫星天线向高通量卫星通信系统发送信号并获取实时位置和导航路线信息，控制显示器实时显示位置和导航路线信息，航行安全自检模块用于实时自检船舶运行状态是否正常；

地面监控中心用于同步接收高通量卫星通信系统发出的船舶位置信息并计算出船舶航线，再将导航路线信息发送回高通量卫星通信系统，并由高通量卫星通信系统将导航路线信息发送至船载终端。

进一步的，控制显示器上包含信息处理模块和第一电子海图，信息处理模块接收数据收发模块传来的数据信息，并将数据信息在第一电子海图上展示。

进一步的，地面监控中心包含航线计算模块和第二电子海图，第二电子海图可显示当前船舶位置附近内所有带有卫星导航系统的船舶位置信息，航线计算模块根据收到的船舶位置信息，合理计算出船舶航行路线，在保证航行路线精准的同时还规避碰撞邻近船舶，并将船舶航行路线发送回高通量卫星通信系统，经高通量卫星通信系统发送至船载终端。

进一步的，船载终端还包括报警模块和航行路线检测模块，航行路线检测模块用于实时检测船舶运行路线的准确性，若航行路线错误，则通过报警模块提醒人知晓。

进一步的，船载终端还连接有辅助供电模块，辅助供电模块包括太阳能供电模块和摇晃供电装置，太阳能供电模块将光能转化为电能供船载终端的用电设备使用，船舶在海上航行时，摇晃是其常态，本方案摇晃供电装置能够将船舶摇晃产生能力转化为电能使用，与太阳能供电模块共同为船载终端供电。

进一步的，航行安全自检模块包括设在船舶动力设备上的检测器、船体下部的吃水量探测器以及分布式监控摄像头，在船舶上的动力设备发生故障时，检测器及时感知故障发生，并将故障信息传递至控制显示器并发出报警；吃水量探测器能够对船体吃水量进行监测，分布式监控摄像头可以对船舶上发生的意外情况进行监测，如火灾等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明进一步实施例只是用于帮助阐述本发明。进一步实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。