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AIS关键技术研究及其与电子海图的集成实现

作　者: 何建新
导　师: 赵琳
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 导航、制导与控制
关键词: AIS ECDIS 自组织时分多址 HDLC GMSK
分类号: TP315
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 413次
引　用: 9次
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内容摘要


AIS系统的主要应用领域是船舶避碰和船舶交通管理系统。AIS系统提供了前所未有的船舶标识信息和高实时性的精确的船舶运动参数。它与当前的雷达相比具有提供信息量大，实时性好(适用于高速船)，抗干扰能力强和越障碍传输等优点，AIS系统将会给海上船舶监视带来革命性的进步。 国外在AIS技术方面已经做了大量的研究工作，技术标准不断更新。而国内在这方面的研究却很少，相关资料缺乏。当前国内对AIS的运用也越来越广泛，为了充分利用AIS导航信息，将AIS与电子海图系统集成就显得十分重要。 本论文将研究AIS系统的关键技术(重点研究传输协议)，并实现了AIS与电子海图的集成。主要内容如下： 1、本论文首先给出了AIS系统介绍，并对AIS系统与电子海图的组合优势进行了分析。 2、本论文对AIS系统关键技术进行了深入的研究。首先研究了AIS网络通信体系结构，接着探讨了HDLC高级数据链路控制技术，最后又对GMSK调制解调方式进行了剖析。 3、本论文对AIS传输协议进行了重点研究，尤其对协议中的一些参数进行了重点分析，并详细阐述了AIS的工作流程，其中包括各个参数的变化，这对今后的产品开发意义重大，产品开发过程中硬件技术相对成熟，而本论文研究的部分则是产品软件设计部分最重要的内容。 4、本论文从理论体系上分析了电子海图系统，并研究了S-57电子海图系统。在此基础上，给出了一种电子海图与AIS信息集成的实现方法，这对充分利用AIS信息有十分重大的意义。 本论文分析了AIS系统原理及其结构，给出了系统结构框图，深入剖析了AIS工作流程，研究了AIS网络通信体系结构、HDLC(高级数据链路控制技术)及GMSK(高斯最小频移键控技术)等几项关键技术，并提出了AIS与电子海图显示系统的集成的解决方案，对于在船桥系统中，充分利用AIS导航信息有着重大的实际应用意义。

全文目录


第1章 绪论  9-16
  1.1 AIS产生的背景  9
  1.2 AIS系统简介  9-12
    1.2.1 AIS和避撞  10-11
    1.2.2 AIS信息  11-12
  1.3 电子海图显示与信息系统(ECDIS)  12-13
  1.4 ECDIS-AIS集成应用的优势  13-16
第2章 AIS关键技术分析  16-26
  2.1 AIS结构和原理  16-18
  2.2 AIS系统关键技术  18-25
    2.2.1 AIS网络通信体系结构  18-21
    2.2.2 HDLC高级数据链路控制技术  21-23
    2.2.3 GMSK(高斯最小移频键控)调制方式  23-25
  2.3 本章小结  25-26
第3章 AIS通信协议(SOTDMA)  26-41
  3.1 时隙和时隙预约选择算法  26-28
    3.1.1 时隙  26-27
    3.1.2 时隙预约选择算法  27-28
  3.2 时分多址(TDMA)技术原理  28-32
    3.2.1 自组织时分多址技术(SOTDMA)  29-30
    3.2.2 增量时分多址技术(ITDMA)  30-31
    3.2.3 随机接入时分多址技术(RATDMA)  31
    3.2.4 固定接入时分多址技术(FATDMA)  31-32
  3.3 AIS工作流程  32-40
    3.3.1 初始化阶段  33
    3.3.2 网络登录阶段  33-34
    3.3.3 第一帧阶段  34-35
    3.3.4 连续操作阶段  35-37
    3.3.5 改变报告速率阶段  37
    3.3.6 指定模式阶段  37-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章 电子海图显示与信息系统(ECDIS)设计  41-54
  4.1 电子航海图ENC  41-45
    4.1.1 ENC的内容与生成过程  41-42
    4.1.2 ENC的数据结构与S-57的理论数据模型  42-45
  4.2 电子海图的基本地理坐标系  45-48
    4.2.1 地球坐标系  45-46
    4.2.2 地球坐标系与制图投影平面坐标转换  46-48
  4.3 ECIDS系统的总体设计思想  48-53
    4.3.1 ECDIS的结构  48-50
    4.3.2 电子海图显示功能  50-53
  4.4 本章小结  53-54
第5章 AIS与ECDIS的集成实现  54-66
  5.1 硬件平台  54-55
  5.2 软件连接实现  55-65
    5.2.1 MSComm控件  56-58
    5.2.2 数据的解读  58-59
    5.2.3 信息的封装与解读  59-62
    5.2.4 AIS信息在海图上的显示  62-65
  5.3 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-69
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 管理程序、管理系统
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