四川拓圖偉業(yè)測繪科技有限公司
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閱讀：663發(fā)布時間：2021-9-23
為了加強船舶監(jiān)控管理，同時為了更好地對海上運輸進行監(jiān)督管理、提高遇險救助能力，建立高效的水上運行管理系統(tǒng)，華測公司自主研發(fā)的具有自主知識產權的GPS 船舶調度監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱系統(tǒng)）它采的GPS 衛(wèi)星定位技術、無線數(shù)據(jù)通信技術、GIS 地理信息技術及計算機網絡通信與數(shù)據(jù)處理技術，開發(fā)的一套船舶遠程監(jiān)控通訊管理系統(tǒng)，其各種性能指標均居進水平。
一、GPS 及技術優(yōu)點
1.1、GPS 概述
GPS 是由美國研制的導航、授時和定位系統(tǒng)。它由空中衛(wèi)星、地面跟蹤監(jiān)測站、地面衛(wèi)星數(shù)據(jù)注入站、地面數(shù)據(jù)處理中心和數(shù)據(jù)通訊網絡等部分組成。用戶只需購買GPS 接收機，就可享受免費的導航、授時和定位服務。
1.2、GPS 的優(yōu)點
(1)地面連續(xù)覆蓋。由于GPS 衛(wèi)星數(shù)目較多，且分布合理，所以地球上任何地點均可同時觀測到至少4 顆衛(wèi)星，從而保障了、全天候連續(xù)地三維定位。
(2)功能多、精度高。GPS 可為多類用戶連續(xù)提供動態(tài)目標的三維位置、三維速度和時間信息。GPS 提供兩種服務：標準定位服務（SPS）定位精度為25 米左右和精密定位服務（PPS）定位精度為10 米左右，通過SBAS 差分定位的情況下精度可達到亞米左右。
(3)全天候實時定位。利用GPS 可以實時地確定運動目標的三維位置和速度，由此既可以保障運動載體沿預定航線運行，也可以實時地監(jiān)視和修正航行路線，并可以選擇航線。
二、基于GPS 的船舶定位監(jiān)控系統(tǒng)方案原理
船載終端上的GPS 設備接收到衛(wèi)星信號，通過單機定位或者差分定位，獲得更準確的位置坐標信息，將該位置信息連同船舶的狀態(tài)、報警器和傳感器輸入等信息通過無線通訊（GPRS/CDMA 通訊方式）發(fā)送到監(jiān)控指揮中心，經過監(jiān)控中心計算機處理后，與計算機系統(tǒng)上的電子地圖進行匹配，并在地圖上顯示坐標的正確位置。
指揮控制中心可清楚及時掌握船舶的動態(tài)信息（位置、速度、報警、統(tǒng)計和分析等），同時中心也可以對船舶進行指揮調度（語音通話、發(fā)送交通和調度信息、救援和違章警告等）。在遇到緊急情況時，可以通過船載終端，采用手動或自動報警，將船舶所在位置、報警類型等數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心，經計算機處理后，將船舶精確位置顯示在電子地圖上，并向海事、救助等機構報告，以實施緊急救援。
2.1、GPS 船載終端
GPS 船載終端的主要功能是通過GPS 模塊接收GPS 衛(wèi)星定位信號，處理單元對定位信號進行計算處理得到位置信息(經緯度、速度、方位角、時標)，再由通信模塊將信息發(fā)至監(jiān)控服務器。處理單元也可以通過通信模塊接收來自監(jiān)控中心的指令，從而完成其他的一些功能，例如通過其他功能模塊實現(xiàn)報警、通話等。
船載終端的功能及工作流程：通過GPS 衛(wèi)星進行定位，采用華測信標機精度可達亞米級；同時也可以采用SBAS 廣域差分；GPS 接收機24 小時工作，實時輸出定位信息，無需
人工干預。
2.2、通信子系統(tǒng)
通信子系統(tǒng)是系統(tǒng)中負責數(shù)據(jù)傳遞的樞紐，負責用戶終端采集數(shù)據(jù)的上傳和系統(tǒng)調度控制命令的下達，它由短消息通訊網關或GPRS 網關配合移動通訊運營商或其它通訊服務商的短消息服務中心設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞、信息緩存、協(xié)議和代碼轉換等功能。
通信子系統(tǒng)實現(xiàn)的功能：
2.3、監(jiān)控中心
監(jiān)控中心硬件部分主要由通信網關服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、監(jiān)管應用服務器、WebGIS服務器、Internet 專線接入設備和輸出設備組成。監(jiān)控中心軟件部分主要由GIS 模塊、應用程序模塊和通信模塊構成。GIS 核心模塊的主要功能包括: 數(shù)據(jù)輸入和編輯功能、數(shù)據(jù)轉換和集成、基本GIS 功能、完整的數(shù)據(jù)查詢和顯示工具、地理數(shù)據(jù)管理用戶界面，系統(tǒng)二次開發(fā)接口、提供地圖制作的數(shù)據(jù)輸出，報表生成及制作高精度的地圖功能。通信模塊主要采用Windows 網絡編程來實現(xiàn)，聯(lián)接到監(jiān)控服務器，由監(jiān)控服務器來轉發(fā)各種指令。應用程序模塊可以包括監(jiān)督系統(tǒng)、報警處理系統(tǒng)、GPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。
監(jiān)控中心的主要功能包括：
(1)定位功能。通過通信模塊查詢監(jiān)控服務器上面的位置信息數(shù)據(jù)庫，能夠得到船的實時位置，并且通過GIS 模塊在電子地圖上顯示，這樣就可以方便一些相關的單位或職能部門進行一些基本的監(jiān)控和調度等工作。
(2)傳播查詢功能。提供基于矢量圖單目標查詢、分組列表查詢、邏輯條件查詢等功能。
(3)指揮調度。通過通信系統(tǒng)向船只發(fā)出指揮調度信號。
(4)緊急救援功能。當接受到船載終端發(fā)來的報警信號后，監(jiān)控中心及時發(fā)送指揮調度指令，并通知海事救助部門和救援部門，實行統(tǒng)一協(xié)調行動。
(5)預警功能。通過所得到船只位置信息，判斷船只行駛的水域是否安全,判斷船只之間的距離是否在安全范圍以內，從而能夠在船舶出現(xiàn)危險的時候，及時通知相關人員，調整船舶的行駛狀況。
(6)到港預報。通過所得到船只位置信息，計算船只當前位置與將到港距離，預測到達時間，并發(fā)送相關信息到港口碼頭。
(7)其他功能。船只行駛軌跡記錄、系統(tǒng)管理等。
三、華測GPS 船舶監(jiān)控系統(tǒng)的概述
華測GPS 船舶監(jiān)控系統(tǒng)主要包括由三部分組成，即監(jiān)控中心、船載移動單元、無線通訊系統(tǒng)。它既可對航行船舶進行跟蹤、管理、調度和監(jiān)控，也能對航船舶的狀態(tài)數(shù)據(jù)加以識別處理，實現(xiàn)船舶管理全過程的計算機化，包括：航行計劃、船舶航行監(jiān)督/管理、船舶實時調度/指揮、船舶航行數(shù)據(jù)統(tǒng)計/分析。
該系統(tǒng)定位是一個基于現(xiàn)代衛(wèi)星定位和無線數(shù)據(jù)通信技術的、開放的、面向多用戶、多種應用的水上安全動態(tài)監(jiān)控及預警綜合服務平臺，是針對水上安全管理的現(xiàn)狀和特點，利用
GPS 衛(wèi)星定位技術、移動通信技術和GIS 地理信息系統(tǒng)技術等*建立的船舶定位監(jiān)控平臺。系統(tǒng)可以實現(xiàn)防撞預警、船岸及船只之間的信息快速傳遞，實現(xiàn)主動防范、快速救援及航運信息一體化，提高安全防范和管理預控能力，降低水上事故率，促進航運事業(yè)的發(fā)展。
控制中心軟件
在海上船舶上安裝GPS 監(jiān)控系統(tǒng)，可以輕松解決很多管理難題，不但可以隨時了解船舶的位置與行駛方向等信息，還能查看過去的歷史軌跡，同時與船上的通訊費用可以降低85%以上；自動生成各種報表；在各個環(huán)節(jié)上將各種資源浪費減得到越來越廣泛的應用。
本系統(tǒng)采用了分層的設計思想。分為通訊層、協(xié)議層、表示層和會話層。通訊層兼容各種通訊類型，包括短信、短信專線、GPRS、CDMA 等各種通訊類型的船載終端，還可以根據(jù)需要動態(tài)增加。協(xié)議層負責處理各種不同類型的終端，目前支持市場上大多數(shù)的終端類型，并且可以根據(jù)用戶的需求動態(tài)增加增多類型，方便系統(tǒng)升級。
四、系統(tǒng)功能特點
1、定位功能。通過通信模塊查詢監(jiān)控服務器上面的位置信息數(shù)據(jù)庫，能夠得到船的實時位置，并且通過GIS 模塊在電子地圖上顯示，這樣就可以方便一些相關的單位或職能部門進行一些基本的監(jiān)控和調度等工作?？梢栽敿毑樵兘邮辗秶鷥鹊乃写坏奈恢?、航向等各種數(shù)據(jù)的實時解碼，以圖形和表格的形式實時顯示和存入數(shù)據(jù)庫。
2、解碼船只信息包括：IMO 編碼、呼號、船名、國籍、船只尺寸、類型、位置、航行狀態(tài)等信息，可根據(jù)需要定制更多的信息。
3、船只的各種數(shù)據(jù)信息在預裝海圖上形象地實時顯示，顯示方式可選：既可以被監(jiān)控的船只為中心，也可以控制中心位置為中心。
4、通過互聯(lián)網或專網可以遠程登錄，實時查詢。
5、可按照的國別條件來查詢和顯示船只信息，方便管理和篩選。
6、數(shù)據(jù)長期海量存儲，回放、查詢任意時段的船只的航跡信息。
7、可鎖定目標船只，在圖上標注；可設定告警區(qū)域，當監(jiān)測到目標船只進入海域時，發(fā)出警告警信息。
8、可對海圖進行各種操作，實施航跡（方位、速度、時間等）的自動計算。
9、列表顯示船只的各種數(shù)據(jù)信息，并具備*的統(tǒng)計打印功能。
10、可與雷達數(shù)據(jù)合并顯示（需提供雷達數(shù)據(jù)接口和協(xié)議）。
11、顯示所有船舶的可視化的航向、航線、船名等信息，直觀地了解船只的航跡，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患；具有船舶碰撞預警功能，及時采取應急措施。
12、該系統(tǒng)能實時計算船與陸地、海圖上的物標、目的地或潛在的危險物的相對位置，航海安全提升到了一個全新的高度。
信息標題：華測GPS船舶監(jiān)控系統(tǒng)方案
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