北斗卫星导航系统在航标遥测遥控管理中的研究
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北斗卫星导航技术的研究与应用第一章北斗卫星导航技术概述北斗卫星导航技术是中国自主研发的卫星导航系统,全称为北斗卫星导航定位系统,是我国继GPS、GLONASS之后第三颗自主运行的卫星导航系统。
北斗卫星导航技术包括北斗一、二、三代,实现了全球覆盖、全时段、全天候服务,广泛应用于交通、精准农业、安防、通讯等领域。
第二章北斗卫星导航技术的研究进展北斗卫星导航技术从上世纪90年代开始研究,经历了不断的改进和完善。
在技术方面,北斗卫星导航技术采用了多路径、差分定位、多普勒等技术,提高了定位精度和覆盖范围。
同时,为了适应不同领域需求,北斗卫星导航技术还开发了一系列不同级别的接口和服务,如公共服务信号、精密单点定位、精密动态定位等。
第三章北斗卫星导航技术在交通领域的应用北斗卫星导航技术在交通领域的应用涉及汽车导航、车辆监管、航空航海等多个方面。
其中,汽车导航是北斗卫星导航技术最广泛的应用之一。
目前,北斗卫星导航技术已经被集成到许多智能导航软件中,为用户提供更为准确和实用的导航服务。
此外,北斗卫星导航技术还为车辆监管提供了可靠的定位服务,例如出租车定位、公交车调度等。
第四章北斗卫星导航技术在安防领域的应用北斗卫星导航技术在安防领域的应用涉及警用通信、边防监控、抢险救援等方面。
其中,警用通信是北斗卫星导航技术最主要的应用之一。
在警务通讯系统中,北斗卫星导航技术为警察提供了高精度的定位服务,方便警方实时掌握嫌疑人的位置和活动轨迹。
此外,北斗卫星导航技术还为边防监控提供了可靠的基础设施,例如边防警卫、海上巡逻等。
第五章北斗卫星导航技术在精准农业领域的应用北斗卫星导航技术在精准农业领域的应用主要涉及农业机械智能化、种植模型优化、土地利用规划等多个方面。
在农业机械智能化方面,北斗卫星导航技术可以为农业机械提供高精度的自动驾驶服务,实现比人工更为准确和高效的耕作作业。
此外,在种植模型优化方面,北斗卫星导航技术可以为精准定植提供支持,优化土地利用、减少农药农化使用和浪费。
北斗导航及GPS技术在航海定位中的运用摘要:长期以来,国内海洋环境极其繁杂,且变化无常,尤其在有船舶记载的阶段,产生海损事故的船只数量不计其数,而冲撞与搁浅为产生海损事件的重要起因之一,因此,应用在航海导航体系的研究和使用为当下非常热点的话题之一。
但是如果想要对北斗系统的相关情况进行深入化的分析,需要从北斗导航系统和GPS技术单历元双频模糊度解算固定率与载波相位差分动态定位精确度区别等方面进行相应的比较。
结合有关研究,最终可以得知,二者之间在定位精度方面的差异性比较微小,北斗卫星导航系统可符合船舶导航的精准度诉求。
关键词:北斗导航系统;GPS技术;航海定位;应用引言船舶在中远海航行时,若卫星导航信号长时间受到干扰,平台惯导的定位误差将逐渐增大,反介入∕抗拒止成为技术研究的热点。
专家分别对美国的反介入/区域拒止情况进行了分析。
专家对GPS信号拒止环境下的滤波方法和自动测距导航做了深入研究。
专家对卫星拒止环境下无人系统的关键技术进行了分析研究。
也有专家对全源定位与导航理论框架、SINS/GNSS等技术进行了研究。
事实上在中远海区卫星拒止环境下,利用已知位置区域的无线电发射台信号(短波、中波、长波、甚长波等),进行超视距地波、天波或波导波的信号接收,利用角度信息开展导航定位技术研究将变得十分有意义。
1GPS导航系统原理分析GPS导航系统主要由四个地球天线、四个MCS控制台和六个监测系统组成,其主要目标是全球定位系统数据,接收来自全球定位系统卫星的信号,从全球定位系统卫星的固定角度捕获全球定位系统卫星数据,并据此计算用户设备的计算结果。
当今GPS定位技术有许多不同的方法,但原理大致相同,是用GPS卫星测量的。
GPS定位位置可以根据GPS卫星的运动分为单个位置计算和相对位置计算,大多数情况下计算为伪距离。
多普勒定位和载波波测量也可用于GPS定位。
2北斗导航系统定位原理北斗导航系统使您能够准确确定位置,而北向航空器则允许传送位置信息,而北向航空器系统则有缺点,在某些领域有局限性。
北斗导航的原理和应用论文1. 引言北斗导航作为我国自主研发的卫星导航系统,在交通、航空、农业等领域有着广泛的应用。
本文将介绍北斗导航的基本原理以及在不同领域的应用情况。
2. 北斗导航的基本原理2.1 卫星定位原理•北斗导航基于卫星定位技术,通过北斗卫星与接收终端之间的通信实现定位功能。
•北斗卫星通过广播导航信号,接收终端接收信号并利用信号传输的时间差来计算位置。
2.2 定位计算方法•定位计算主要包括三角测量法、差分定位法和惯性导航法等。
•三角测量法基于卫星之间的几何关系和信号传播时间的差异进行定位计算。
•差分定位法通过接收基准站和移动卫星信号进行比较,消除误差提高定位的准确性。
•惯性导航法通过使用加速度计和陀螺仪等传感器来测量和计算位置。
3. 北斗导航的应用情况3.1 交通领域•北斗导航在交通领域中广泛应用于车辆导航、交通监控、智能交通系统等。
•车辆导航系统通过北斗导航定位车辆位置,提供路线规划和导航功能,提高行车安全性。
•交通监控系统利用北斗导航实时监测车辆位置和交通状况,实现交通流量预测和交通信号控制。
3.2 航空领域•北斗导航在航空领域中被应用于飞行导航、空中交通管理等。
•飞行导航系统通过北斗导航提供精确定位和飞行路线规划,实现自动驾驶和自动导航功能。
•空中交通管理系统通过北斗导航定位飞机位置和控制空中交通,提高飞行安全性和空中交通效率。
3.3 农业领域•北斗导航在农业领域中被应用于精准农业、田间作业管理等。
•精准农业利用北斗导航获取土壤和植物的相关信息,进行精确施肥、灌溉和作物管理,提高农业生产效益。
•田间作业管理系统利用北斗导航跟踪农机位置和作业状况,提供作业轨迹记录和成果评估。
3.4 其他领域应用•北斗导航还广泛应用于渔业、气象、测绘等行业。
•渔业领域中,北斗导航可用于船舶定位、作业轨迹记录和鱼群监测。
•气象领域中,北斗导航可提供精准的气象观测数据,用于气象预报和气候研究。
•测绘领域中,北斗导航可用于地形测量、地图更新和测绘数据采集。
北斗导航系统在船舶海上航行中的应用研究北斗导航系统(Beidou Navigation System)是中国自主研发的全球卫星导航系统,主要用于提供航空、海洋、陆地等领域的位置、速度和时间信息。
在船舶海上航行中,北斗导航系统的应用研究具有重要意义,对提高航行安全性和效率起着重要推动作用。
1.船舶定位与导航。
北斗导航系统可以通过北斗卫星定位,为船舶提供准确的位置信息,帮助船员确定船舶的当前位置和航向,并提供导航指引,从而实现船舶的精确定位和导航,提高航行安全性。
2.船舶通信与信息传输。
北斗导航系统不仅可以实现船舶与船舶之间的通信,还可以实现船舶与岸基设施之间的通信,提供信息传输功能。
船舶可以通过北斗导航系统进行航行信息的交互,如航行计划、天气信息、海图数据等,从而实现远程通信和信息共享,提高航行的效率和准确性。
3.船舶监控与管理。
北斗导航系统可以实现对船舶的远程监控和管理。
通过北斗导航系统,船舶可以将实时数据传输到岸基设施,进行船舶状况的监测和管理,包括船舶的位置、速度、姿态、燃油消耗等信息,从而提供船舶运行状态的实时监控,及时发现问题并做出相应处理,提高船舶的安全管理水平。
4.船舶应急救援与遇险报警。
北斗导航系统可以提供船舶的应急救援和遇险报警功能。
当船舶遇到紧急情况时,可以通过北斗导航系统发送紧急救援信号,及时通知相关救援部门,并提供准确的船舶位置信息,从而促进救援的及时性和准确性,保障船舶和人员的安全。
最近几年来,北斗导航系统在船舶海上航行中的应用研究取得了显著进展。
中国船舶及海洋工程设计研究院等科研机构开展了一系列北斗导航系统在船舶航行中的应用研究项目。
研究成果包括开发了船舶北斗导航系统的硬件和软件设备,实现了船舶航行的准确定位和导航,提高了航行的安全性;研究了船舶北斗通信系统的设计和实施,实现了船舶和岸基设施之间的信息传输,提高了航行的效率;研究了船舶北斗监控与管理系统,实现了船舶运行状态的实时监控和管理。
北斗导航系统在航海领域的应用研究引言北斗导航系统是中国独立研发的全球卫星导航系统,具有覆盖面广、定位准确、信号稳定等特点。
近年来,随着航海事业的发展,北斗导航系统在航海领域中得到了广泛应用。
本文将分析北斗导航系统在航海领域的应用研究,并探讨其对航海安全和效率的提升。
一、北斗导航系统在航海船舶定位中的应用1. 提供精确船位信息北斗导航系统通过卫星定位技术,能够向船舶提供准确的位置信息,实现对船舶的精确定位。
船舶利用北斗导航系统可以追踪和监控自身位置,无需依赖传统的航行标志物或海图,提高了航海安全。
2. 提供导航和驾驶辅助北斗导航系统提供航行导航和驾驶辅助功能,帮助船舶船长进行航行计划、路径规划和航线导航。
这些功能提高了船舶的航行效率和准确性,并减少了人为错误。
3. 提供危险区域和海事警报信息北斗导航系统将危险区域和海事警报信息传输到船舶上,提醒船员避开潜在危险。
这些信息可以帮助船舶避免与其他船只或危险物体的碰撞,保障航海安全。
二、北斗导航系统在港口管理中的应用1. 船舶定位与调度港口管理是一项复杂的工作,北斗导航系统可以提供准确的船舶定位信息,帮助港口管理人员实时监控船只位置,优化船舶调度。
通过北斗导航系统,港口管理人员可以实现对船舶的追踪和管理,提高港口运营效率。
2. 航线规划与预测北斗导航系统可以通过集成海洋数据、气象信息和船舶位置等数据,帮助港口管理人员进行航线规划和预测。
这些信息可以帮助港口决策者准确判断航线的可行性和安全性,提前做好准备,减少船舶堵塞和事故发生。
3. 港口资源管理北斗导航系统可以与港口设施和物流管理系统进行集成,实现对港口资源的实时监控和管理。
这有助于港口管理者更好地利用港口资源,提高货物装卸效率,降低物流成本。
三、北斗导航系统对航海安全和效率的影响1. 提升航海安全性北斗导航系统为船舶提供精确的位置信息和警报信息,帮助船员避开危险区域和潜在危险。
这大大提高了航海安全性,减少事故的发生。
北斗导航系统在航空领域的应用研究I. 引言航空领域作为现代交通领域的重要组成部分,对于导航系统的要求越来越高。
北斗导航系统作为中国自主研发的全球卫星导航系统,逐渐在航空领域得到广泛应用。
本文将重点介绍北斗导航系统在航空领域的应用研究。
II. 北斗导航系统简介北斗导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统,由导航卫星、地球上的控制中心和用户终端组成。
北斗系统基于卫星导航技术,能够提供全球范围内的定位、导航和定时服务。
其系统架构具有高可靠性、高精度和高可用性的特点,使其在航空领域得到广泛应用的可能。
III. 北斗导航系统在航空领域的应用1. 航空交通管理系统北斗导航系统可以用于航空交通管理系统,通过卫星定位和导航技术提供精确的位置信息,并实时更新航空器的位置、速度和高度等重要参数。
这样可以帮助空中交通管制部门进行航班的时序管理和路径规划,提高航班的安全性和运行效率。
2. 飞行导航系统北斗导航系统可以为飞行器提供精确的导航信息,帮助飞行员确定飞行器的位置、航向和高度等。
飞行员可以通过导航系统预先规划飞行路径,并在飞行中得到及时的导航指引,提高飞行安全性和效率。
此外,北斗导航系统还可以提供紧急情况下的定位和救援功能,为飞行员提供额外的安全保障。
3. 值机和登机系统北斗导航系统在航空公司的值机和登机系统中也有应用。
乘客可以通过北斗导航系统获得地面值机和登机的引导信息,帮助他们准确找到登机口和航班的位置,提高乘客的出行效率和舒适度。
4. 飞机维护和航空物流北斗导航系统可以提供飞机维护和航空物流方面的支持。
飞机使用北斗的定位服务可以用于监测飞机的状况和位置,提供飞机维修和故障排查的便利。
另外,北斗导航系统在航空物流方面也具备重要作用,可以实时跟踪货物的位置和状态,提高物流系统的效率和准确性。
IV. 北斗导航系统在航空领域应用存在的问题尽管北斗导航系统在航空领域应用前景广阔,但还存在一些问题需要解决。
首先,航空领域需要更高精度和可靠性的导航服务,北斗导航系统需要继续完善其卫星和地面设备来提高系统的性能。
北斗导航系统应用研究一、北斗导航系统的介绍北斗导航系统(Beidou Navigation Satellite System,缩写BDS)是中国自主建设的卫星导航定位系统,是国家重大战略科技工程之一。
北斗系统分为全球卫星导航系统(BDS-3)和区域卫星导航系统(BDS-2),全球系统包含全球30颗卫星,区域系统则由5颗卫星组成。
二、北斗导航系统的应用北斗导航系统广泛应用于多个领域,包括交通运输、国防军事、航空航天、测绘地理信息、海洋渔业、精准农业、遥感监测等。
1. 交通运输领域北斗导航系统在交通运输领域应用广泛,借助北斗系统实现了多种应用,如智能交通管理、公交车动态调度、卫星电子收费、车辆定位调度等。
北斗定位能够实现对车辆的位置监控、驾驶行驶路线追踪、监测车辆载货量等作用。
在国家的通行费收费系统中,北斗卫星技术得到了广泛应用。
2. 国防军事领域在国防军事领域,北斗系统具有重要的作用。
作为一种重要的战略资源,北斗导航系统为军事部门提供了极其重要的情报,可用进行通信、无线电侦测、精确定位和导航等多种应用。
3. 航空航天领域北斗导航系统在航空航天领域的应用较为广泛。
北斗信息能够通过北斗卫星系统进行实时传输,能够为飞机提供实时定位、高度高度计算、方向信息等服务。
在飞机驾驶员的飞行过程中,北斗导航系统具有非常重要的作用。
4. 测绘地理信息领域北斗导航系统的应用还可以用在测绘地理信息领域。
北斗导航系统能够为地产开发、城市地图制作等行业提供高精度的测量信息。
相对于传统的测量方法,利用北斗卫星测量技术可以节省时间和人力开销。
5. 海洋渔业领域北斗导航系统在海洋渔业领域的应用同样重要。
北斗定位技术可以实现对渔船进行远程监控和调度,极大提高渔业经营效率。
6. 精准农业领域北斗导航系统还在精准农业领域中得到广泛应用。
北斗卫星技术结合地理信息技术能够为农机施肥、播种等提供非常准确的测度数据。
在智慧农业的发展中,北斗导航系统将会是非常重要的支撑技术。
北斗卫星导航系统的技术研究与应用随着我国国力的日益壮大,中国在卫星导航领域的技术与发展也日益成熟。
目前,我国的北斗卫星导航系统已经实现了全球组网,能够为全球的用户提供高精度、高可靠的导航服务。
本文将从北斗卫星导航系统的技术研究和应用两个方面进行探讨。
一、北斗卫星导航系统的技术研究1.卫星系统设计卫星系统设计是北斗卫星导航系统的核心。
北斗卫星导航系统的卫星数量和分布是进行导航定位的基础。
目前,北斗卫星导航系统已经实现了全球组网,其中包括30+颗卫星,在全球范围内提供导航服务。
为了满足不同用户的需求,北斗卫星导航系统的卫星的频段也被分为两个不同的频段:L1频段和L5频段。
其中,L1频段主要用于民用应用,而L5频段则主要用于军事和高精度应用。
2.信号处理技术信号处理技术是实现卫星导航系统的关键技术之一。
北斗卫星导航系统的信号处理技术主要分为自适应波束形成、空时信号处理和信号捕获和跟踪技术等几个方面。
在信号处理技术方面,北斗卫星导航系统采用了多晶微波集成电路(MMIC)等高性能芯片,从而提升了信号处理的精度和灵敏度。
同时,还引入了噪声抑制、多普勒散布系数估计等技术,从而提升了系统的抗干扰能力和定位精度。
3.导航算法导航算法是卫星导航定位的重要环节。
北斗卫星导航系统的导航算法主要包括了卫星轨道计算、接收机的伪距测量计算、时钟校正等几个方面。
为了提高卫星导航的精度,北斗卫星导航系统中引入了模糊度固定等技术,从而提高了定位精度和可靠性。
二、北斗卫星导航系统的应用1.民用应用随着北斗卫星导航系统的普及,其在民用领域的应用也越来越广泛。
目前,北斗卫星导航系统已经广泛应用于交通、地质、渔业、物流等领域,方便了人们的生活。
其中,北斗卫星导航系统在交通领域的应用最为广泛。
通过北斗卫星导航系统,用户可以获取交通路况信息,帮助用户更加顺畅地出行;同时,还可以准确地定位公交车、地铁、出租车等公共交通工具的位置,方便市民乘坐。
基于北斗的航标远程监测系统分析随着全球经济的快速发展和对海上运输的需求逐渐增加,航标远程监测系统在海上交通管理中扮演着非常重要的角色。
随着技术的进步,人们对航标远程监测系统的要求也越来越高,北斗卫星导航系统的发展正好满足了这一需求。
本文将对基于北斗的航标远程监测系统进行分析,探讨其优势和应用前景。
基于北斗的航标远程监测系统是指利用北斗卫星导航系统进行航标的远程监测和管理。
北斗卫星导航系统是中国自主研发的卫星导航系统,具有全球覆盖、高精度、高可靠性等特点,适用于海上、空中、陆地等领域。
基于北斗的航标远程监测系统主要包括北斗卫星导航终端、监测中心、航标设备等组成,通过北斗卫星导航系统提供的定位和通信服务,实现对航标的遥测、遥控和遥测等功能,为航行安全提供支持。
1. 全球覆盖能力。
北斗卫星导航系统具有全球覆盖能力,无论航标设备位于哪个地方,都可以通过北斗卫星进行定位和通信,实现远程监测和管理。
2. 高精度定位。
北斗卫星导航系统具有米级以上的定位精度,可以精确获取航标设备的位置信息,为航行提供准确的参考数据。
3. 可靠性强。
北斗卫星导航系统的通信链路稳定可靠,不易受自然环境和人为干扰影响,保障航标远程监测系统的正常运行。
4. 成本低廉。
相比传统的航标远程监测系统,基于北斗的航标远程监测系统的建设和运营成本相对较低,具有很强的经济实用性。
1. 海上航标监测。
基于北斗的航标远程监测系统可以对海上航标设备进行遥测和遥控,及时发现设备故障并进行处理,提高海上航行的安全性。
2. 海洋环境监测。
结合北斗卫星的全球覆盖能力,基于北斗的航标远程监测系统还可以用于海洋环境的监测,包括海洋气象、海洋水文、海洋生态等方面,为海洋资源开发和保护提供数据支持。
3. 海事管理。
基于北斗的航标远程监测系统可以与海事管理系统相结合,实现航行船舶和航标设备的信息共享和协同管理,提高海上交通管理的效率和水平。
4. 海上应急救援。
在海上紧急情况下,基于北斗的航标远程监测系统可以为应急救援提供精准的位置信息和通信支持,协助救援船舶和飞机快速准确地找到事故现场。
浅谈航标遥测遥控系统在航道管理中的应用摘要:随着长江内河航道交通运输业的发展,船舶趋于大型化、高速化,船舶数量和水域交通密度及危险货物装载量不断增加,海上交通事故及经济损失呈增长趋势,严重威胁船舶航行安全及长江内河航道生态环境。
因此,在大力发展长江内河航道交通运输业的同时,应探索运用新的技术,提高海上交通的安全,保护长江内河航道环境。
航标系统是海上交通安全保障体系的重要组成部分。
对航标的有效监控和管理,确保航标信息的准确性,为满足船舶安全航行需求提供更好的服务是非常重要的。
航标遥测遥控系统正是为了满足海事管理部门对航标实时定位测控需要而建立起来的一个现代化的监控系统。
下面,本文对航标遥测遥控系统在航道管理中的应用进行分析。
关键词:航标遥测遥控系统;航道管理;应用航标遥测遥控系统以保障航道安全畅通,提高航道管理效率为根本目标。
航标遥测遥控技术能够有效实现对航标状态的实时监控和自动警报,提高航标维护效率,节约航标管理成本,在保障航道安全畅通的前提下逐步实现延长巡标周期、方便航道管理的良性循环。
1航标遥测遥控系统组成及工作原理1.1系统组成航标遥测遥控系统主要由数字化航标终端、信息传输系统及综合监控系统等3个部分组成。
数字化航标终端:安装在航标上,利用全球卫星定位系统(GPS)和传感器测定航标灯工作状态(包括航标位置、电压、充电电流、闪光周期等参数)。
信息传输系统:主要依靠全球移动通信技术(GSM)、长江专网等构建信息传输通道,以短信息等方式将航标终端上传的信息传回综合监控系统。
综合监控系统:由前置通信机、数据库服务器、地理信息系统(GIS)平台等组成,以电子航道图系统和信息管理系统为基本数据源,将航标终端传输的信息在电子航道图中叠加显示,同时实现对航标相关指令的发送及处理功能。
1.2工作原理航标上安装的数字航道航标终端在每个轮询周期(一般设为2h)通过GPS天线接收GPS信号以测定航标位置,并由传感器测定航标灯工作状态。
基于北斗卫星系统在现代航标导航系统中的应用作者:刘元贞来源:《环球市场》2018年第27期摘要:随着我国北斗卫星导航技术的不断成熟,北斗技术呈现出应用范围扩大、功能不断增多、针对性不断增强的趋势。
物联网、E航海、互联网+等新兴技术的兴起为航标导航加入了新的元素,将北斗卫星导航技术融入到现代航标导航系统、航标新技术中,成为航标导航系统的重要平台。
本文阐述了北斗卫星系统和现代航标导航系统的相关性和必要性,具有现实意义和重要行业应用支撑。
关键词:北斗卫星导航系统;现代航标导航系统;必要性和相关性一、北斗卫星导航系统中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。
是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、欧洲伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system)之后第四个成熟的卫星导航系统。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。
2017年11月5日,中国第三代导航卫星顺利升空,它标志着中国正式开始建造“北斗”全球卫星导航系统。
二、基于北斗卫星导航系统的航标导航系统融合为顺应交通运输行业发展方式转变的重大需要,主动融入综合运输体系建设,立足科学发展,以航标导航的现代化发展作为重要支撑,推动航标导航管理现代化,探索适应现代航海保障体系的基于北斗卫星导航系统的,自主、可控的现代化基于电子信息技术的航标导航新模式。
最终实现航标导航、船舶管理、航标运维综合一体的现代化的服务系统。
从而为航海者提供基于北斗卫星系统信息服务的高品质导助航服务扩展新方法。
三、北斗运营平台的建立和发展2014年开始,东海航海保障中心向北斗卫星主管机关申请北斗卫星导航系统的运营商资质,通过评审,最终获得相关资质,并于次年在东海航海保障中心进行筹建,此后,上海航标处开始负责相关业务的开展和实施。
航标遥测遥控系统在航道维护管理中的应用航标是指用于引导和保障船舶航行的标志物,它们在航道维护管理中扮演着非常重要的角色。
随着科技的不断发展,航标的监测和管理也越来越依赖于航标遥测遥控系统。
航标遥测遥控系统能够实现对航标的远程监测和遥控,大大提高了航道维护管理的效率和精准度。
本文将讨论航标遥测遥控系统在航道维护管理中的应用,并分析其在航标管理中的优势和发展趋势。
一、航标遥测遥控系统的基本原理航标遥测遥控系统是一种基于无线通信技术的远程监测与遥控系统。
它主要由航标监测设备、通信设备和监控中心三部分组成。
航标监测设备安装在航标上,可以实时监测航标的状态信息,如灯光状态、电池电量、位置等。
通信设备负责与监控中心进行数据传输,保障航标信息的及时传达。
监控中心则是整个系统的核心,可以对航标的状态进行实时监测和遥控操作,保障航标的正常运行。
在航道维护管理中,航标遥测遥控系统能够实现多种功能,包括远程巡检、故障诊断、实时监控和远程维护等。
航标管理人员可以通过监控中心随时随地对航标进行实时监测和遥控操作,保障航标的正常运行和安全导航。
1. 提高航标管理的精准度航标遥测遥控系统的使用,能够有效提高航标管理的效率。
航标管理人员无需进行现场巡检,可以通过监控中心远程对航标进行操作和维护,节省了人力和时间成本。
系统的自动化监测和报警功能,也能及时发现航标的故障并作出相应处理,大大提高了航标管理的效率。
随着科技的不断进步,航标遥测遥控系统在航标管理中的应用将会越来越广泛,并且会朝着智能化、自动化的方向发展。
未来的航标遥测遥控系统将会结合人工智能、大数据等技术,实现对航标的智能监测和自动化遥控。
航标管理人员可以通过智能化监控系统对航标进行更加精准和全面的管理,从而提高航标管理的效率和水平。
航标遥测遥控系统也将会与其他航行辅助设施相结合,实现对整个航道的智能化管理。
未来的航标遥测遥控系统有望实现与船舶自动导航系统的互联互通,实现对航道的智能化管控。
航标遥测遥控系统在航道维护管理中的应用航标是指海洋中用于指示航行船只方向和警示危险浅滩、礁石、暗礁和水下遗骸的设施。
航标的设置和维护对航道的安全至关重要,而航标遥测遥控系统的应用可以大大提高航标的维护效率和可靠性。
本文将从航标遥测遥控系统的基本原理、应用优势和在航道维护管理中的具体应用等方面进行探讨。
一、航标遥测遥控系统的基本原理航标遥测遥控系统是一种将现代通信、遥测和遥控技术应用于航标设备控制和监测的系统。
其基本原理是通过无线通信设备将航标设备与地面维护中心进行连接,实现对航标设备的远程监测和控制。
在系统中,航标设备上搭载了各种传感器和执行器,可以实时监测航标设备的运行状态、环境参数和自身位置等信息,实现对航标设备的远程遥控和调度。
1. 提高维护效率:航标遥测遥控系统可以实现对航标设备的实时监测和远程控制,可以及时发现设备故障并进行远程维护,大大提高了航标维护的效率。
2. 提高维护可靠性:通过实时监测航标设备的运行状态和环境参数,可以预测设备的故障风险,及时进行维护保养,提高了航标设备的可靠性和稳定性。
3. 降低维护成本:采用航标遥测遥控系统可以减少人工巡检的频次和工作量,降低了维护人力成本,同时可以及时发现设备故障并进行及时维护,降低了维护物料和维修费用,有效降低了航标维护的成本。
4. 提高航道安全性:航标是船只航行的重要参考物,采用航标遥测遥控系统可以及时发现和修复航标设备的故障,保证航标设备的正常运行,提高了航道的安全性和稳定性。
1. 实时监测航标设备状态航标遥测遥控系统可以实时监测航标设备的运行状态、电池电量、光源亮度、风速、海况等环境参数,同时可以实时获取设备的位置信息和运行记录,对航标设备进行全面监控。
2. 远程调度航标设备维护人员可以通过航标遥测遥控系统远程调度航标设备的工作模式,比如控制航标灯的开关、调整灯光亮度、改变灯光闪烁模式等,以适应不同航行需求和复杂环境条件。
3. 故障诊断和远程维护通过航标遥测遥控系统可以及时发现航标设备的故障并进行远程诊断和维护,比如可以远程重启设备、更换故障部件、调整设备参数等,保证航标设备的正常运行。
北斗卫星导航系统在航标遥测遥控管理中的研究摘要:航标遥测遥控系统己在南海海区得到广泛使用。
然而,由于3G/4G信号覆盖范围较小,目前以 GPS与3G/4G技术相结合为主要通信方式的遥测遥控系统与离岸距离远的航标设施失联的状况时有发生。
随着我国北斗卫星导航系统(BDS)的发展日趋成熟,双向数字报文通信的优点使得通过BDS实现航标遥测遥控管理尤其是远程航标的监测成为可能。
且通过BDS逐步替换GPS,符合我国“科技强国”、“海洋强国”、“交通强国”的发展战略要求。
本文从必要性、可行性等方面对北斗卫星导航系统在航标遥测遥控管理上的应用进行了相关研究,并在系统架构、终端单元设计等方面给岀相应的解决方案。
关键字:遥测遥控系统北斗卫星导航系统航标管理—背景近年来,航标遥测遥控系统作为当前航标管理技术先进水平的标志,在航海保障事业内受到热切关注并迅猛发展。
其具有的航标定位、工作参数实时监控、故障报警等功能特点,在航标日常维护管理中发挥了重要作用,成为航海保障中心对外服务的可靠平台和管理的有效抓手。
然而,目前在用的航标遥测遥控系统主要通过用3G/4G 技术移动网络进行通信,在公用移动网络无法覆盖的水域,航标监控检测一直是一个难题。
部分离岸较远的航标由于无法进行遥测遥控,曾造成航标漂失后无法定位、寻标难度大等问题。
更有甚者,部分重要航标漂到周边国家和地区的情况,引起国际纷争,造成不良影响。
对于这些因信号覆盖差而失联的航标,目前回退到以往通过人工现场巡检的方式来进行维护管理,这种落后的航标管理模式带来很多弊端:(1)实时性差:人工定期巡查,对于在两次巡查周期之间岀现航标故障,管理部门很难及时发现和迅速维修处理,这给日益繁忙的航运留下了事故隐患。
(2)可靠性低:在现场巡查过程中,需要依靠人员目视检查航标灯的闪亮状态和位置漂移情况,很大程度上依赖巡查人员的工作经验,准确率低,可靠性不高,目前航海保障中心的人员老年化较为严重,具有丰富现场经验的航标工相继步入退休年龄,未来通过现场巡检单一模式进行航标维护管理,不具备现实条件。
(3)效率较低:3G/4G技术移动网络无法覆盖的水域一般离岸较远,这些区域内的航标分布范围广,需要巡查的地点多,岀航巡查的船舶需要花费大量的时间,而且每次巡查都是周期的例行检查,缺乏明确的维护目的。
这导致了周期巡查的效率低下。
(4)费用较高:定期派岀船只和人员对远端的所有航标进行巡查,消耗大量的燃油和人力,附加上船只的维护费用,船只和人员的开销费用极大。
(5)安全隐患较多:有些远离海岸的地方的水文地理情况复杂,派岀船只开展巡查,有一定的安全风险,尤其是在夜航巡检以及恶劣气候和环境的条件下更为突岀。
可见,人工巡检由于自身固有的弊端,无法作为有效手段对失联的远海航标进行管理,巡检维护需求难以得到满足。
航海保障中心亟待一个覆盖广、信号优、效率高的遥测遥控系统。
二中国北斗卫星导航系统发展情况1基本情况中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。
是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、欧洲伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system)之后第四个成熟的卫星导航系统。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具有短报文通信能力,具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10米,测速精度0. 2 米/秒,提供10。
ns(单向授时)和20 ns(双向授时)的时间同步精度。
2重要历程2012年12月27日,北斗系统空间信号接口控制文件正式版1. 0正式公布,北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。
2014年11月23日,国际海事组织海上安全委员会审议通过了对北斗卫星导航系统认可的航行安全通函,这标志着北斗卫星导航系统正式成为全球无线电导航系统的组成部分,取得面向海事应用的国际合法地位。
中国的卫星导航系统己获得国际海事组织的认可。
2014年5月,国际海事组织海上安全委员会第93次会议在IM0总部伦敦举行,会议审议并通过了“船载北斗系统接收机设备性能标准”,标志着我国正式取得第一个北斗海事国际标准。
2018年12月27日,北斗系统服务范围由区域扩展为全球,北斗系统正式迈入全球时代。
3运用启发伴随着我国北斗卫星导航系统的发展日趋成熟,北斗卫星导航系统除了为全球用户提供标准的卫星定位、测速和授时服务外,还可以利用GE0卫星提供的增强信息,为我国及周边地区用户提供120个汉字/次的短报文通信服务,双向数字报文通信的优点使得通过BDS实现航标遥测遥控管理尤其是远程航标的监测成为可能。
通过对现有航标终端加装北斗定位及通信模块,使终端具有双向数字报文通信功能,经过注册的用户可以传送多达120个汉字的信息,可以设计多个端口并行或分组远程传递航标设备监测传感器的变量编码压缩数据,甚至还可以进一步改造,使之具有水文气象信息采集功能。
北斗卫星导航系统具有全天候服务,在我国辖内没有通信盲区等特点,有效地解决了远海地区航标定位和信息传递的困难。
三航标遥测遥控系统运行现状1航标作用在我国,视觉航标是视觉可直接观察到的助航标志,具有易于辨认的形状及颜色,并装有灯器及其它附 属设备。
在天气状况良好的白天,通过其标身的形状、颜色和顶标供航行人员观察;而夜间或能见度低的白 天,则通过灯质(即灯光颜色、灯光节奏和灯光周期)来作为识别的特征,起到导助航的效果。
伴随着无线电导航技术飞速发展,很多船舶配备了先进的航海仪器,可以利用GPS 进行全天候的实时 高精度的船位测定,保证了船舶的安全航行。
但在船舶来往频繁、水文地理情况复杂的航道或港口水域,仅 靠无线电导航在屏幕终端或电子海图上显示船位航线是远远不够的。
航海人员还必须根据视觉航标所标示 的航线、航道界限和障碍物,全面掌握航道的情况,及时做岀正确判断指挥航行。
而且,对于部分设备简陋 的小型船舶,它们没有专用的无线电接收设备,这就急需通过凭肉眼观察视觉航标以保证其航行安全。
因 此,视觉航标在新技术飞速发展时期仍然具有其独特的助航作用和不可替代的重要地位,类比于陆地上的 交通指示标志之于机动车辆,航标是海上通航不可忽视的重要助航手段。
2现有航标遥测遥控系统工作情况目前在用的航标遥测遥控系统主要通过GPS 进行定位,其结构图如下所示:①妙 5 监控中心、W :二J3/4G 网络图1基于GPS 的航标遥测遥控系统结构图其基本原理是:在航标上集成一个电子监控模块,通过传感器采集航标灯工作状况和参数、通过GPS 模 块获取定位信息并将获得的状态参数经过单片机处理后,通过3/4G 移动通信模块传输到监控中心后台,值 班人员通过登录航标遥测遥控系统WEB 客户端,可以监控到航标的工作状态。
理论上来讲,在3/4G 网络信号全覆盖的前提下,航标管理人员通过客户端即可以调用监控中心服务器 上的航标遥测数据并进行分析判断,从而有效地达到对航标工作状况的实时、动态监测的目的。
经过多年的 发展,我^■-国移动通信网络技术己经相当成熟。
移动通信的覆盖率在不断提高,传输特性也在不断改善。
目前,移动通信网在全国的覆盖率在97%以上,非边远地区覆盖率几乎100%,无线接通率达到99. 65%,短信全程接通率达到95.24%,可以满足各种无线通信系统的通信需求。
遗憾的是,随着移动通信技术的发展,低频的使用接近饱和,移动通信的载波频率变得越来越高,这也意味着蜂窝系统的小区半径越来越小(因为频率越高,电磁波的衰减越大)。
目前2G、3G、4G、5G基站覆盖距离的典型值如下表:当然,小区半径不仅仅是由载波频点决定的,还跟其他很多因素有关,比如自然环境、用户密度等。
但即便是以覆盖广、信号稳定著称的2G网络,在GSM原理中,其基站的最大覆盖半径理论最大可达到35KM(算法为 3.7us/bit*63bit*c:2=35km(c 为光速)),即 18.89 海里。
结合实际来看,以南海海区为例,目前接入遥测遥控的航标数量共xx座,其中因信号覆盖问题无法实现监控的xx座,占比xx%。
因此,搭建一个基于BDS的航标信息化管理系统具有实际意义。
四BDS在航标信息化管理中应用的必要性和可行性1必要性:(1)是掌握核心技术,摆脱受制于人众所周知,GPS系统是由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统,是美国独霸全球战略的重要组成,而在中美贸易摩擦可能升级、中国遭遇国际经济逆风的当下,一旦美国限制甚至撤消他国对于其GPS 系统的使用权,其后果将十分严重。
另一方面,我国对BDS拥有完全自主知识产权,且系统本身具有高安全性设计.可以满足国家关键部门海事、气象、水利、电力、交通等特殊需求行业的使用,所以,建立一套基于本国自主研制开发的卫星导航系统基础上的航标监控系统是一个切实可行的方案。
(2)是北斗日益成熟,优势渐显,运用前景广阔相对于其他定位系统来说,北斗卫星导航定位系统具有以下几个明显的优点:同时具各定位与双向通讯功能,无需其他通讯系统支持;特别适合区域广阔的集团用户实现大范围监控及数据采集和传输;系统自主研发、高强度加密设计,安全、可靠、稳定,适合关键部门应用。
(3)是实时监测航标工作状态,提高工作效率凭借北斗卫星导航系统全天候、高精度、快速实时的服务特点,改造后的航标遥测遥控系统可以全自动、全天候地监测所有航标的工作状态。
有了该系统,航标维护管理部门可以轻易地掌握航标的工作状态和相关信息,做到及时、有针对性地对航标进行维护与检修。
2可行性:(1)北斗卫星导航系统日趋成熟自2000年建成北斗导航试验系统以来,截止至2018年11月19日,中国己累计发射43颗北斗导航卫星,过长期酝酿和稳步实施,于2011年12月27日,BDS成为覆盖中国本土全区域导航系统,覆盖范围东经约70。
~140。
,北纬5。
~55。
于2018年12月27日,北斗三号基本系统完成建设,开始提供全球服务,标志着北斗系统服务范围由区域扩展为全球,北斗系统正式迈入全球时代。
(2)北斗系统用户终端接口标准明确中国卫星导航定位应用管理中心于2014年8月14日颁发的行业标准《北斗卫星导航系统用户终端通用数据接口》,详细地规定了北斗卫星导航系统与终端之间的数据接口相关要求,有力地推动了北斗卫星导航系统应用研究发展。
结合海上航标管理来看,该标准在连接线方式、发送器和接收器电信号特性、数据传送规则、通用语句标识符等主要方面均进行了相关约定,基于此进行航标遥测遥控系统开发或改造,难度较小。