华测GPS船舶监控系统方案
时间：2012-11-29浏览： 次责任编辑：四川拓图测绘仪器
为了加强船舶监控管理，同时为了更好地对海上运输进行监督管理、提高遇险救助能力，建立高效的水上运行管理系统，华测公司自主研发的具有自主知识产权的GPS 船舶调度监控系统（以下简称系统）它采用世界领先的GPS 卫星定位技术、无线数据通信技术、GIS 地理信息技术及计算机网络通信与数据处理技术，开发的一套船舶远程监控通讯管理系统，其各种性能指标均居国内先进水平。
一、GPS 及技术优点
1.1、GPS 概述
GPS 是由美国研制的导航、授时和定位系统。它由空中卫星、地面跟踪监测站、地面卫星数据注入站、地面数据处理中心和数据通讯网络等部分组成。用户只需购买GPS 接收机，就可享受免费的导航、授时和定位服务。
1.2、GPS 的优点
(1)全球地面连续覆盖。由于GPS 卫星数目较多，且分布合理，所以地球上任何地点均可同时观测到至少4 颗卫星，从而保障了全球、全天候连续地三维定位。
(2)功能多、精度高。GPS 可为多类用户连续提供动态目标的三维位置、三维速度和时间信息。GPS 提供两种服务：标准定位服务（SPS）定位精度为25 米左右和精密定位服务（PPS）定位精度为10 米左右，通过SBAS 差分定位的情况下精度可达到亚米左右。
(3)全天候实时定位。利用GPS 可以实时地确定运动目标的三维位置和速度，由此既可以保障运动载体沿预定航线运行，也可以实时地监视和修正航行路线，并可以选择最佳航线。
二、基于GPS 的船舶定位监控系统方案原理
船载终端上的GPS 设备接收到卫星信号，通过单机定位或者差分定位，获得更准确的位置坐标信息，将该位置信息连同船舶的状态、报警器和传感器输入等信息通过无线通讯（GPRS/CDMA 通讯方式）发送到监控指挥中心，经过监控中心计算机处理后，与计算机系统上的电子地图进行匹配，并在地图上显示坐标的正确位置。
指挥控制中心可清楚及时掌握船舶的动态信息（位置、速度、报警、统计和分析等），同时中心也可以对船舶进行指挥调度（语音通话、发送交通和调度信息、救援和违章警告等）。在遇到紧急情况时，可以通过船载终端，采用手动或自动报警，将船舶所在位置、报警类型等数据发送到控制中心，经计算机处理后，将船舶精确位置显示在电子地图上，并向海事、救助等机构报告，以实施紧急救援。
2.1、GPS 船载终端
GPS 船载终端的主要功能是通过GPS 模块接收GPS 卫星定位信号，中央处理单元对定位信号进行计算处理得到位置信息(经纬度、速度、方位角、时标)，再由通信模块将信息发至监控服务器。中央处理单元也可以通过通信模块接收来自监控中心的指令，从而完成其他的一些功能，例如通过其他功能模块实现报警、通话等。
船载终端的功能及工作流程：通过GPS 卫星进行定位，采用华测信标机最高精度可达亚米级；同时也可以采用SBAS 广域差分；GPS 接收机24 小时工作，实时输出定位信息，无需
人工干预。
2.2、通信子系统
通信子系统是系统中负责数据传递的枢纽，负责用户终端采集数据的上传和系统调度控制命令的下达，它由短消息通讯网关或GPRS 网关配合移动通讯运营商或其它通讯服务商的短消息服务中心设备实现数据传递、信息缓存、协议和代码转换等功能。
通信子系统实现的功能：
- 与用户终端的接口；
- 与移动通信服务运营商的接口；
- 与监控中心数据库的接口；
- 与其它应用的接口。
2.3、监控中心
监控中心硬件部分主要由通信网关服务器、数据库服务器、监管应用服务器、WebGIS服务器、Internet 专线接入设备和输出设备组成。监控中心软件部分主要由GIS 模块、应用程序模块和通信模块构成。GIS 核心模块的主要功能包括: 数据输入和编辑功能、数据转换和集成、基本GIS 功能、完整的数据查询和显示工具、地理数据管理用户界面，系统二次开发接口、提供地图制作的数据输出，报表生成及制作高精度的地图功能。通信模块主要采用Windows 网络编程来实现，联接到监控服务器，由监控服务器来转发各种指令。应用程序模块可以包括监督系统、报警处理系统、GPS 数据处理系统等。
监控中心的主要功能包括：
(1)定位功能。通过通信模块查询监控服务器上面的位置信息数据库，能够得到船的实时位置，并且通过GIS 模块在电子地图上显示，这样就可以方便一些相关的单位或职能部门进行一些基本的监控和调度等工作。
(2)传播查询功能。提供基于矢量图单目标查询、分组列表查询、逻辑条件查询等功能。
(3)指挥调度。通过通信系统向船只发出指挥调度信号。
(4)紧急救援功能。当接受到船载终端发来的报警信号后，监控中心及时发送指挥调度指令，并通知海事救助部门和救援部门，实行统一协调行动。
(5)预警功能。通过所得到船只位置信息，判断船只行驶的水域是否安全,判断船只之间的距离是否在安全范围以内，从而能够在船舶出现危险的时候，及时通知相关人员，调整船舶的行驶状况。
(6)到港预报。通过所得到船只位置信息，计算船只当前位置与将到港距离，预测到达时间，并发送相关信息到港口码头。
(7)其他功能。船只行驶轨迹记录、船况监听、系统管理等。
三、华测GPS 船舶监控系统的概述
华测GPS 船舶监控系统主要包括由三部分组成，即监控中心、船载移动单元、无线通讯系统。它既可对航行船舶进行跟踪、管理、调度和监控，也能对航船舶的状态数据加以识别处理，实现船舶管理全过程的计算机化，包括：航行计划、船舶航行监督/管理、船舶实时调度/指挥、船舶航行数据统计/分析。
该系统定位是一个基于现代卫星定位和无线数据通信技术的、开放的、面向多用户、多种应用的水上安全动态监控及预警综合服务平台，是针对水上安全管理的现状和特点，利用
GPS 卫星定位技术、移动通信技术和GIS 地理信息系统技术等高新技术建立的船舶定位监控平台。系统可以实现防撞预警、船岸及船只之间的信息快速传递，实现主动防范、快速救援及航运信息一体化，提高安全防范和管理预控能力，降低水上事故率，促进航运事业的发展。
控制中心软件
在海上船舶上安装GPS 监控系统，可以轻松解决很多管理难题，不但可以随时了解船舶的位置与行驶方向等信息，还能查看过去的历史轨迹，同时与船上的通讯费用可以降低85%以上；自动生成各种报表；在各个环节上将各种资源浪费减小到最低,得到越来越广泛的应用。
本系统采用了分层的设计思想。分为通讯层、协议层、表示层和会话层。通讯层兼容各种通讯类型，包括短信、短信专线、GPRS、CDMA 等各种通讯类型的船载终端，还可以根据需要动态增加。协议层负责处理各种不同类型的终端，目前支持市场上大多数的终端类型，并且可以根据用户的需求动态增加增多类型，方便系统升级。
四、系统功能特点
1、定位功能。通过通信模块查询监控服务器上面的位置信息数据库，能够得到船的实时位置，并且通过GIS 模块在电子地图上显示，这样就可以方便一些相关的单位或职能部门进行一些基本的监控和调度等工作。可以详细查询接收范围内的所有船只的位置、航向等各种数据的实时解码，以图形和表格的形式实时显示和存入数据库。
2、解码船只信息包括：IMO 编码、呼号、船名、国籍、船只尺寸、类型、位置、航行状态等信息，可根据需要定制更多的信息。
3、船只的各种数据信息在预装海图上形象地实时显示，显示方式可选：既可以被监控的船只为中心，也可以控制中心位置为中心。
4、通过互联网或专网可以远程登录，实时查询。
5、可按照指定的国别条件来查询和显示船只信息，方便管理和筛选。
6、数据长期海量存储，回放、查询任意时段的指定船只的航迹信息。
7、可锁定目标船只，在图上标注；可设定告警区域，当监测到目标船只进入指定海域时，发出警告警信息。
8、可对海图进行各种操作，实施最佳航迹（方位、速度、时间等）的自动计算。
9、列表显示船只的各种数据信息，并具备完善的统计打印功能。
10、可与雷达数据合并显示（需提供雷达数据接口和协议）。
11、显示所有船舶的可视化的航向、航线、船名等信息，直观地了解船只的航迹，及时发现事故隐患；具有船舶碰撞预警功能，及时采取应急措施。
12、该系统能实时计算船与陆地、海图上的物标、目的地或潜在的危险物的相对位置，航海安全提升到了一个全新的高度。
信息标题：华测GPS船舶监控系统方案
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