便携式船舶动态精确测量系统

1.便携式船舶动态精确测量系统，其特征在于：它包括GPS卫星定位接收机、电池箱、无线电调制器、手提电脑、内置无线解调器的信号处理器和集成在信号处理器上的数据接口设备，电池箱的电输出端分别与GPS卫星定位接收机和无线电调制器的电源的输入端连接，GPS卫星定位接收机的信号输出端与无线电调制器的信号输入端连接，信号处理器中的内置无线解调器的接收天线接收来自上述无线电调制器发射天线发送的信号，并将信号传送到信号处理器中，信号处理器中设有专用数据处理及通讯单元，通过该单元，将信号转换成数字或图形在手提电脑的显示屏上显示出来，并控制信号处理器与各种外设之间的通讯联系；所述的GPS卫星定位接收机为两套各自具有天线的组合式DGPS卫星定位接收机；所述的DGPS卫星定位接收机包括双天线和信号接收器，其中的双天线分为一号发射天线和一号接收天线，二号发射天线和二号接收天线；信号接收器分为一号信号接收器和二号信号接收器，无线电调制器分为一号无线电调制器和二号无线电调制器，电池箱分为一号电池箱和二号电池箱，其中一号电池箱的电输出端与一号信号接收器、一号无线电调制器的电输入端连接，所述的一号信号接收器的信号输入端与一号接收天线的信号输出端连接，其信号输出端与一号无线电调制器的信号输入端连接，一号无线电调制器的信号输出端与一号发射天线的信号输入端连接；所述的二号电池箱的电输出端与二号信号接收器、二号无线电调制器的电输入端连接，所述的二号信号接收器的信号输入端与二号接收天线的信号输出端连接，其信号输出端与二号无线电调制器的信号输入端连接，二号无线电调制器的信号输出端与二号发射天线的信号输入端连接；其中一、二号接收天线分别定位于船舶艏和艉上。
2.根据权利要求1所述的便携式船舶动态精确测量系统，其特征在于：所述天线还设有天线紧固安装装置。
3.根据权利要求1所述的便携式船舶动态精确测量系统，其特征在于：所述的专用数据处理及通讯单元在测量过程中执行以下步骤：
(1)检测安装目录下是否有文件data.txt，如果无，则在安装目录下创建data.txt文件，并写入摸拟数据；
(2)读取data.txt文件到内存中，并将最后一秒的数据显示在界面上；
(3)每隔设定的时间间隔检测是否各串口都有发来数据，如果没有，则在界面指定位置出现错误提示；
(4)每隔用户指定的秒数将数据保存到内存；
(5)用户需要进行手动操作时，进入窗口一菜单操作模块，在此菜单操作模块中，用户可选择文件是否自动存盘，及选择存盘路径及每一文件存盘数量、打印、选择数据保存时间间隔、改变界面显示的时间格式、改变速度单位、选择经纬度来源；
(6)用户需要直观地读取定向数据和船舶其它相关实时动态信息时，进入窗口二操作模块，该窗口二操作模块分为窗口二菜单操作模块和窗口二图标操作模块，窗口二菜单操作模块中，用户可选择文件是否自动存盘，及选择存盘路径及每一文件存盘数量、打印、选择数据保存时间间隔、改变界面显示的时间格式、改变速度单位、选择经纬度来源、扩大、缩小、移动视区，窗口二图标操作模块中，用户可进行日夜亮度选择、电罗经选择、计程仪选择、旧船位选择、移动图标选择、网格图标选择。
4.根据权利要求3所述的便携式船舶动态精确测量系统，其特征在于：在上述步骤(3)中，所述的设定的时间间隔为两秒。
5.根据权利要求3所述的便携式船舶动态精确测量系统，其特征在于：在上述步骤(4)中，每隔用户指定的秒数将数据保存到内存，继而保存到外存中。
6.根据权利要求3所述的便携式船舶动态精确测量系统，其特征在于：所述的步骤(3)、(4)、(5)、(6)为并行的步骤。

技术领域\n本发明涉及一种船舶测量系统，特别是涉及一种便携式船舶动态精确测量系统。属于船舶动态测量领域。\n背景技术\n船舶在大海中航行，气候、海况变化莫测，为了安全航行，确保船舶到达目的地，必须借助于各种现代化航海技术，其中的一种技术就是船舶定位的技术。历史上，船舶定位技术经历了通过观测陆地上的物标和天体来定位的过程；后来随着无线电技术的发展，诞生了无线电定位系统。目前，现代化大型船舶普遍使用更先进的卫星定位系统，其原理是，在地球外层空间设置一些卫星，监测卫星与观测者之间无线电信号的传播时间，从而计算出船舶到各卫星间的距离。人们利用立体几何知识，根据空间某点到3个已知点的距离，即可确定该点位置，由此测得船位。目前，使用最为广泛的卫星定位系统是美国的GPS系统。卫星定位系统定位准确、连续，不受天气影响，自动化程度高，操作简单，在任何时候，只要按一下按钮，船舶的经纬度就显示出来，且能不断自动更新。\n因GPS定位系统应用的广泛及重要性、及美国政府对此系统的垄断地位，民用接收设备只能接收加入扰码的卫星定位信号，加上系统的固有误差，GPS用户的定位精度约在十几米甚至百米以内，只能满足一般的航行需要，但不能满足工程上较精度的定位需求，因此产生了卫星性能地面增强站台系统，即SBAS(Satellite Based Augmentation System)。我国交通部海监局在我国沿海从南到北沿海岸线建立了20个信标台站(相当于差分系统的基准站)，这些信标站24小时发送RTCM差分校正信息，不收取任何费用，在内陆300km和海上是500km以内均是的覆盖范围。不论是国外或国内的增强系统，其基本原理都是采用确定坐标的地面站信标差分技术对用户接收机获取的GPS信号进行修正，使用户的定位精度达到米级甚至亚米以内的水平。如何利用这些最先进的技术，来使船舶的定位更为精确，以保证海上航行的安全性和经济性，是我们需要进一步研究的课题。\n发明内容\n本发明的目的在于提供一种能获取亚米级精度船舶定位信息，并可同步显示船舶其它相关动态信息的固定式船舶动态精确测量系统。\n本发明的目的通过以下技术方案予以实现。\n便携式船舶动态精确测量系统，其特征在于：它包括GPS卫星定位接收机、电池箱、无线电调制器、手提电脑、内置无线解调器的信号处理器和集成在信号处理器上的数据接口设备，电池箱的电输出端分别与GPS卫星定位接收机和无线电调制器的电源的输入端连接，GPS卫星定位接收机的信号输出端与无线电调制器的信号输入端连接，信号处理器中的内置无线解调器的接收天线接收来自上述无线电调制器发射天线发送的信号，并将信号传送到信号处理器中，信号处理器中设有专用数据处理及通讯单元，通过该单元，能将信号转换成数字或图形在手提电脑的显示屏上显示出来，并能控制信息处理器与各种外设之间的通讯联系。\n所述的GPS卫星定位接收机为两套各自具有双天线的组合式DGPS卫星定位接收机。\n所述的DGPS卫星定位接收机为拥有56个独立并行信号通道的双频设备。\n所述的DGPS卫星定位接收机包括双天线和信号接收器，其中的双天线分为一号发射天线和一号接收天线，二号发射天线和二号接收天线，信号接收器分为一号信号接收器和二号信号接收器，无线电调制器分为一号无线电调制器和二号无线电调制器，电池箱分为一号电池箱和二号电池箱，其中一号电池箱的电输出端与一号信号接收器、一号无线电调制器的电输入端连接，所述的一号信号接收器的信号输入端与一号接收天线的信号输出端连接，其信号输出端与一号无线电调制器的信号输入端连接，一号无线电调制器的信号输出端与一号发射天线的信号输入端连接；所述的二号电池箱的电输出端与二号信号接收器、二号无线电调制器的电输入端连接，所述的二号信号接收器的信号输入端与二号接收天线的信号输出端连接，其信号输出端与二号无线电调制器的信号输入端连接，二号无线电调制器的信号输出端与二号发射天线的信号输入端连接；其中一、二号接收天线定位于船舶艏和艉处的适当位置上。\n为便于将DGPS卫星定位接收机的天线固定在甲板或支柱上，所述天线还设有天线紧固安装装置。\n所述的天线紧固安装装置上还配置有水密接线箱，电池箱及无线电调制器内置于水密接线箱中。\n所述的天线紧固安装装置可以为脚部设有磁铁及吸盘的固定架或简易多功能固定架等天线紧固架。\n所述的专用数据处理及通讯单元在测量过程中执行以下步骤：\n(1)检测安装目录下是否有文件data.txt，如果无，则在安装目录下创建data.txt文件，并写入摸拟数据；\n(2)读取data.txt文件到内存中，并将最后一秒的数据显示在界面上；\n(3)每隔设定的时间间隔检测是否各串口都有发来数据，如果没有，则在界面指定位置出现错误提示；\n(4)每隔用户指定的秒数将数据保存到内存；\n(5)用户需要进行手动操作时，进入窗口一菜单操作模块，在此菜单操作模块中，用户可选择文件是否自动存盘，及选择存盘路径及每一文件存盘数量、打印、选择数据保存时间间隔、改变界面显示的时间格式、改变速度单位、选择经纬度来源等；\n(6)用户需要直观地读取定向数据和船舶其它相关实时动态信息时，进入窗口二操作模块，该窗口二操作模块分为窗口二菜单操作模块和窗口二图标操作模块，窗口二菜单操作模块中，用户可选择文件是否自动存盘，及选择存盘路径及每一文件存盘数量、打印、选择数据保存时间间隔、改变界面显示的时间格式、改变速度单位、选择经纬度来源、扩大、缩小、移动视区，窗口二图标操作模块中，用户可进行日夜亮度选择、外部仪器选择、旧船位选择、移动图标选择、网格图标选择。\n在上述步骤(3)中，所述的设定的时间间隔为两秒。\n在上述步骤(4)中，每隔用户指定的秒数将数据保存到内存，继而保存到外存中。\n在上述步骤(4)中，必须保证至少有一个外部仪器工作正常。\n在上述步骤(6)中，所述的外部仪器选择至少包括电罗经选择和计程仪选择。\n所述的步骤(3)、(4)、(5)、(6)为并行的步骤。\n本发明的优点是：(1)采用精确的双套各具天线的DGPS卫星定位组合系统，能获取亚米级精度的船舶定位信息；(2)DGPS卫星定位接收机自备电源及安装架，与信号处理器间以无线方式通讯，方便安装使用；(3)所配的天线方便紧固架使天线能方便地与甲板可支柱进行可靠固定。(4)系统DGPS接收天线分别安置在船舶艏/艉处的适当位置，系统只要输入在航船舶的船型长宽数据及天线实际在船上所处的相对位置及高度，就可对该船进行精确定位，应用灵活。(5)通过自主开发的专用软件，实时显示船舶的有关动态信息，数据自动存储，可选择控制输入相关设备的信号，为航行状态的精确控制和航迹的记录分析，提供了一个方便手段。\n附图说明\n图1是便携式船舶动态精确测量系统示意图；\n图2是专用数据处理及通讯单元在测量过程中的逻辑框图。\n具体实施方式\n下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。\n如图1所示，便携式船舶动态精确测量系统，它包括一、二号两套双天线的DGPS卫星定位接收机1、2、电池箱、无线电调制器、手提电脑3、内置无线解调器的信号处理器4和集成在信号处理器上的数据接口设备，所述的一、二号DGPS卫星定位接收机1、2为拥有五十六个独立并行信号通道的双频设备，包括双天线和信号接收器，其中的双天线分为一号发射天线11和一号接收天线12，二号发射天线21和二号接收天线22，信号接收器分为一号信号接收器13和二号信号接收器23，无线电调制器分为一号无线电调制器5和二号无线电调制器6，电池箱分为一号电池箱7和二号电池箱8，其中一号电池箱7的电输出端与一号信号接收器13、一号无线电调制器5的电输入端连接，所述的一号信号接收器13的信号输入端与一号接收天线12的信号输出端连接，其信号输出端与一号无线电调制器5的信号输入端连接，一号无线电调制器5的信号输出端与一号发射天线11的信号输入端连接；所述的二号电池箱8的电输出端与二号信号接收器23、二号无线电调制器6的电输入端连接，所述的二号信号接收器23的信号输入端与二号接收天线22的信号输出端连接，其信号输出端与二号无线电调制器6的信号输入端连接，二号无线电调制器6的信号输出端与二号发射天线21的信号输入端连接；其中一号接收天线12定位于船艏近舯线的适当位置上，记下安装坐标(肋位，距舯距离)，打开电源；二号接收天线22定位于船艉近舯线的适当位置上，记下安装坐标(肋位，距舯距离)，打开电源；信号处理器4中的内置无线解调器的接收天线9接收来自上述一、二号发射天线11、21发送的信号，并将信号传送到信号处理器4中，信号处理器4中设有专用数据处理及通讯单元，通过该单元，能将信号转换成数字或图形在手提电脑3的显示屏上显示出来，并能控制信号处理器4与各种外设之间的通讯联系；为便于将DGPS卫星定位接收机的天线固定在甲板或支柱上，所述天线还设有天线紧固安装装置；所述的天线紧固安装装置为脚部设有磁铁及吸盘的固定架；所述的天线紧固安装装置上还配置有水密接线箱10，一、二号电池箱7、8及一、二号无线电调制器5、6内置于水密接线箱10中；如图2所示，所述的专用数据处理及通讯单元在测量过程中执行以下步骤：\n(1)检测安装目录下是否有文件data.txt，如果无，则在安装目录下创建data.txt文件，并写入摸拟数据；\n(2)读取data.txt文件到内存中，并将最后一秒的数据显示在界面上；\n(3)每隔两秒检测是否各串口都有发来数据，如果没有，则在界面指定位置出现错误提示；\n(4)每隔用户指定的秒数(必须至少有一个外部仪器工作正常)将数据保存到内存，继而保存到外存中；\n(5)用户需要进行手动操作时，进入窗口一菜单操作模块，在此菜单操作模块中，用户可选择文件是否自动存盘，及选择存盘路径及每一文件存盘数量、打印、选择数据保存时间间隔、改变界面显示的时间格式、改变速度单位、选择经纬度来源等；\n(6)用户需要直观地读取定向数据和船舶其它相关实时动态信息时，进入窗口二操作模块，该窗口二操作模块分为窗口二菜单操作模块和窗口二图标操作模块，窗口二菜单操作模块中，用户可选择文件是否自动存盘，及选择存盘路径及每一文件存盘数量、打印、选择数据保存时间间隔、改变界面显示的时间格式、改变速度单位、选择经纬度来源、扩大、缩小、移动视区，窗口二图标操作模块中，用户可进行日夜亮度选择来改变窗口颜色模式、还可进行电罗经选择，使艏向、徊转率来自于电罗经，进行计程仪选择，使航速来自于计程仪、进行旧船位选择、移动图标选择和网格图标选择。\n使用时，信号处理器4及手提电脑3可置于驾驶室内任意近电源处，打开电源，联通需要的相关设备输入信号电缆，即可启动系统，系统自检正常后，将船舶数据及天线坐标输入手提电脑，系统就应能进入正常工作状态。\n本发明并不限于以上实施方式，只要是本说明书中提及的方案均是可以实施的。