船载卫星通信地球站监控系统分析及软件设计
(完整版)海洋船舶北斗定位导航系统解决方案(海洋)
海洋船舶北斗定位导航系统解决方案华云科技有限公司2013年10月目录一、综述 (4)二、系统解决方案 (5)（一）设计目标与原则 (5)1.设计目标 (5)2.设计原则 (6)（二）总体方案设计 (6)1. 卫星导航运营中心 (7)2. 岸端监控中心 (8)3. 船载北斗定位导航终端 (8)（三）岸端监控中心功能设计 (9)1.岸船信息互通 (9)2.位置监控 (9)3.应急调度 (9)4.船舶报警 (10)5.增值信息服务 (11)6.系统管理 (11)7.系统接口 (12)（四）船载北斗定位导航终端 (13)1.主要特点 (14)2.终端功能 (14)3.主要性能指标 (19)（五）硬件环境要求 (20)1. 主机存储 (20)2. 网络 (21)3. 系统支撑软件 (21)三、系统造价 (23)（一）概算一（终端含屏及本地导航） (24)（二）概算二（终端不含屏） (25)一、综述最古老的航海导航的方法是罗盘和星历导航，人类通过观察星座的位置变化来确定自己的方位；最早的导航仪是中国人发明的指南针,后来发展成一直为人类广泛应用的磁罗经。
在随后的两个世纪里，人类通过综合利用星历知识、指南针和航海表来进行导航和定位。
卫星技术应用于海上导航可以追溯到20世纪60年代的第一代卫星导航系统Transit,但是它有不连续导航、定位的时间间隔不稳定等缺点。
GPS系统的出现克服了Transit系统的局限性,而且提高了定位精度、可进行连续的导航、有很强的抗干扰能力，取代了陆基无线电导航系统,在航海导航中发挥了划时代的作用。
2000年我国建成北斗卫星导航试验系统，中国成为第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
截至2012年底，北斗卫星导航系统已经成功发射16颗卫星，并组网运行，形成区域服务能力。
目前在北京、郑州、西安、乌鲁木齐等地区，中国卫星导航定位精度可达7米，在东盟国家等低纬度地区，定位精度可达到5米左右。
随着新一代北斗导航卫星的发射，以及在技术以及管理上的诸多创新,北斗卫星导航精度有望继续提高。
船舶航行中的海上通信与导航设备
船舶航行中的海上通信与导航设备船舶在海上航行时，为了确保航行的安全和顺利，必须依靠海上通信与导航设备。
这些设备在航行中起着关键的作用，包括提供位置信息、通信联系以及海上交通管理等方面的支持。
本文将探讨船舶航行中常用的海上通信与导航设备及其作用。
一、全球导航卫星系统（GNSS）全球导航卫星系统是船舶航行中最常用的导航设备之一。
其中，最为广泛应用的是美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统和欧盟的Galileo系统。
这些卫星系统通过将卫星定位信息传输给接收设备，能够实时提供船舶的准确位置、速度和航向等数据。
船舶通过GNSS系统可以实现精确定位和航线规划，从而更好地掌握航行动态。
二、雷达系统雷达是一种通过发射无线电波并接收其反射波来探测目标的设备。
在船舶航行中，雷达系统能够提供周围海域的目标检测、距离测量、方位确定和目标追踪等功能。
通过雷达系统，船舶能够识别其他船只、浮标、礁石、冰山等潜在威胁，从而避免碰撞和其他各类事故的发生。
三、自动识别系统（AIS）自动识别系统是一种通过无线电通信来交换船舶信息的系统。
它能够实时提供船舶的静态和动态信息，包括船名、呼号、速度、航向、位置等。
借助AIS系统，船舶可以实现交通管制和避碰，同时也方便监管部门对船舶进行远程监视和管理。
四、卫星通信系统卫星通信系统是保证船舶与岸上和其他船舶进行远距离通信的关键设备。
它使用卫星作为传输中继站，能够提供语音通讯、电子邮件、传真和互联网等服务。
卫星通信系统能够实现全球覆盖，保证了船舶在长时间航行中与外界的联系和信息交流。
五、测深仪和地图测深仪是一种用来测量海洋深度的设备，它通过发射声波并测量反射的时间来计算出水深。
地图则是用来标示和展示海上地理信息的图表。
测深仪和地图结合使用，可以提供航行所需的水深和地理参考，帮助船舶避免浅水区、岩石和其他潜在风险。
六、辅助设备除了以上几种常用的海上通信与导航设备外，船舶航行中还会使用一些辅助设备。
一种基于VSAT的船舶卫星通信业务系统
要包括营业日报、营业月报、小站流量监控报表、小站状态监控报表和小站历史状态监控报表等ꎮ
６) 增值服务模块针对第三方应用的通信需求ꎬ提供相应的卫星通信服务等级ꎬ保证重点业务数据在同
等通信环境下得到优先处理ꎬ比如远程视频监控应用ꎮ 该模块能解决船舶高带宽应用体验不佳的问题ꎮ
２. １. ２ 卫星运营商接口
ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ｓｈｉｐ￣ｔｏ￣ｓｈｏｒｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｖｅｒｙ Ｓｍａｌｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌꎻ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓꎻ ｕｎｉｆｉｅｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍꎻ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｌｉｎｋ
收稿日期:２０２０￣０７￣０３
作者简介:吉 诚(１９８３—) ꎬ男ꎬ上海人ꎬ工程师ꎬ硕士ꎬ主要从事船舶通信技术应用研究ꎮ
吉 诚ꎬ等:一种基于 ＶＳＡＴ 的船舶卫星通信风险和监控信息安全等功能ꎬ大幅度提高船舶卫星通信业务的运营能力ꎮ
１ 当前船舶通信存在的主要问题
中图分类号:Ｕ６６６. １３４ 文献标志码:Ａ
Ａ ＶＳＡＴ Ｍａｒｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ
ＪＩ Ｃｈｅｎｇ１ ꎬ ＷＡＮＧ Ｃｈｅｎｙｏｎｇ１ ꎬ ＨＵＡ Ｓｈａｏｊｉｅ１ ꎬ ＸＵ Ｗｅｉ２
(１. Ｃｈｉｎａ Ｓｈｉｐｐｉｎｇ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙꎬ Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９０ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
ｓｗｉｔｃｈｉｎｇꎻ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ｓｈｉｐ￣ｔｏ￣ｓｈｏｒｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ
０ 引 言
近年来ꎬ随着“２１ 世纪海上丝绸之路” 建设的推进和“ 交通强国” “ 海洋强国” 等国家战略的实施ꎬ航运企
基于北斗卫星通信系统的船载终端串口通信
第20期2023年10月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.20October,2023作者简介:李宏豆(1989 ),男,河北石家庄人,工程师,本科;研究方向:卫星通信㊂基于北斗卫星通信系统的船载终端串口通信李宏豆,杜美净,崔冬睿(河北神舟卫星通信股份有限公司,河北石家庄050200)摘要:北斗船载终端可提供船舶定位报告㊁北斗短报文通信㊁应急报警㊁船舶沉没预警等多种功能㊂该系统可以在落入水中后准确地控制释放深度,可以对船只进行导航和定位,可以通过该系统对船只进行定时报告,从而达到对船只的位置进行预警的目的㊂装备了北斗卫星的船只,不但能够增强船只与岸边之间信息交流的实时性与客观性,为船只的航行管理提供有力的技术支持,还能够在恶劣的天气㊁复杂的航道条件下,对船只的位置进行实时监控,从而获得准确的航行信息㊂文章主要研究了船载终端系统的主要功能,串口通信的关键技术以及相关的数据处理,从而提高系统的定位精度,并克服了没有基站的问题,提高了系统的可靠性,扩大了信号的覆盖范围㊂关键词:北斗卫星通信系统;船载终端;串口通信中图分类号:TN927㊀㊀文献标志码:A0㊀引言㊀㊀北斗卫星系统是我国自主研发的一种自主导航系统,它拥有自己的自主知识产权,不受任何国家的影响,可以实现全球巡逻的卫星系统㊂北斗卫星系统的功能很多,不仅可以免费提供卫星定位,还可以免费提供开放服务,对我国的海事事业作出了重大贡献㊂航标系统就是从这里诞生的,它也因此成了海上交通安全保障体系的重要组成部分㊂在海上航行时,若能见度很低时,航标体系会通过不停地闪烁灯光㊁改变灯色等行为,来提醒附近的船只,避免发生危险㊂综上所述,对航标进行有效的监控和精准管理,不仅可以让航标变得更加准确,还可以保证航船在行驶过程中的安全㊂1㊀北斗卫星通信系统船载终端1.1㊀船载终端系统简介㊀㊀北斗卫星通信船载终端是将中国卫通的 中寰无限 平台作为基础,整合了北斗卫星㊁世广卫星㊁GPS 等多项资源,实现了对车辆㊁船舶等移动对象的监控㊁指挥㊁防盗㊁导航等多项功能[1]㊂该系统可以接收来自渔业管理机构的气象㊁海洋情况和灾害预报;可以为渔船提供精确定位和相关状态;可以记录渔船的航行轨迹及发生的各种情况;还可以配置油量传感器,检测油箱油量,并上报可续航船里程㊂该系统完成了北斗卫星的短报文通信,可以对海洋渔业资源和渔船进行高效安全的生产管理,可以对渔船的位置进行精确定位与实时监控,还可以对各类信息进行快速查询并以图形化的方式将其分布情况呈现出来㊂北斗卫星的通信模块是由北斗卫星的功率放大芯片㊁功能芯片㊁射频发送芯片㊁无线定位系统等组成,具有体积小㊁节能减耗㊁精度高等特点,能够满足人们对精确定位和通信信息精准传递的需要㊂在海上航行时,北斗卫星系统能够将航标附近的信息及时地发送出去,且精度很高㊂系统能将航标信息与周边的海域特征㊁天气状况相结合,并将这些信息通过电缆准确地传送给航标终端㊂综合了这些有用的信息,航标灯的管理人员能够及时观察到航标灯周围信息的变化,做出相应的警告,保证船只的安全航行[2]㊂1.2㊀船载终端系统组成㊀㊀船载终端是 北斗-中寰无限 平台的核心部件,将北斗㊁世广㊁GPS 三大核心技术融合在一起㊂在与岸上监测中心进行通信的同时,船载终端将文本和CPS 的位置信息传输到北斗,再将其传输到地面接收站,最后通过互联网将其传输到用户手中㊂数据下行经世广卫星,岸上监测中心把文本信息传送到卫星地面接收站,再把文本信息传送到世广卫星,最终把世广卫星传送到船舶上的终端㊂通过分析,可以得出舰载终端与监控中心以及其他舰载终端间的通信信息定义㊂所述船舶上的终端可以向所述监测中心发出指令,以查询其他船舶上卫星终端的经纬度;也可以向监控室或其他船只的终端发送短信息㊂舰载卫星终端机接收监测中心发出的指令,并将经纬度等信息传送到监测中心㊂1.3㊀船载终端主要功能㊀㊀(1)定位功能:在接收到位置信息后,将位置㊁时间㊁速度㊁方向㊁精度㊁GPS 可利用的卫星数目等信息输出到串接口,向其他终端提供定位信息㊂(2)通讯功能:通过SMS 与监控室进行通信,一次发送不多于120个汉字的信息㊂(3)报警功能:可以将本地位置㊁救援方法等信息的内容发送到主站㊁其他终端㊁监控中心㊂(4)区域报警:监控中心可以为终端划分1个或多个报警区域(以经纬度为基准)㊂在终端进入这个区域之后,会发出声光报警㊂(5)控制命令:接收指挥中心的命令,执行相应的命令,如开启或关闭监听㊁开启或者关闭警报㊁熄火㊁左右转向等㊂(6)终端机位置报告:终端机可以按照监控室发出的报告次数(5s 255d)来报告自己的位置,让监控室对终端机进行监视㊂(7)状况报告:终端可以在进出指定位置时,将指示发送给监测中心㊂(8)信源保密功能:该功能采用CDMA扩频方式,每个用户根据这个多项式生成唯一的扩频码,终端根据扩频码把数据传送到卫星㊂下行链路的信息则是一种被主站加密过的密码㊂当终端收到后,会将SIM卡发送过去,然后对其进行解密㊂这种 端到端 的安全体系能够相互配合,确保信息的保密性㊂2㊀北斗卫星的串口通信关键技术2.1㊀串口通信系统概述㊀㊀北斗船载终端是一种由主机与浮力解除机构构成的系统,其在落入水中时,需具备自动浮起与解除的能力㊂静水压力释放器的形式有很多种,最主要的表现就是在释放执行机构上有很大的不同㊂其工作原理是利用水压力让内部的膜片产生变形,从而引发内部的释放执行机构动作㊂以静水压力释放器为例,它的内部机械结构核心组件由膜片㊁卡扣㊁弹簧和锁定柱等组成[3]㊂在正常的情况下,带有固定孔隙的锁定柱在弹簧弹力的作用下,被卡扣牢固地固定在释放器的腔体内部㊂当水流进释放器内部的腔室以后,在水的压力作用下,内部膜片会发生一定的变形㊂当这种变形力大于弹簧的弹力之后,就会使弹簧被压缩㊂当弹簧被压缩到一定的程度以后,会导致固定锁定柱的卡扣脱落,锁定柱会从释放器腔体的内部脱落,从而实现释放功能㊂2.2㊀串口通信系统的框架结构㊀㊀北斗船载终端同时具有北斗定位㊁短报文通信等多项功能,其安装与使用对设备的位置要求很高,故应尽量将其设置在船舶较高的位置(台风时更易遭受强风的影响),以便在船舶发生危险或下沉时,其主机能够迅速脱离固定基座,浮出水面以示位置预警㊂当将常规的静液压释放器用作装置的主机与固定基座的连接机构时,一方面,静液压释放器的单体体积比较大;另一方面,需要考虑与释放器本身结构相适应的释放方式㊂因此,装置的整体结构设计受到了很大的限制㊂由于释放器内的锁紧螺栓是依靠膜片㊁卡扣以及弹簧之间的力来将其紧紧地固定在空腔内部,锁紧螺栓之间有可以移动的空隙,无法进行可靠的锁紧,这就造成了装置主机与固定基座之间留存的空隙很大,如果安装在震动比较大的环境之中,就可能会有掉下来的危险㊂对于设备主机或固定底座一方的结构件,要用锁紧螺栓配合锁紧螺栓上面的固定孔隙来固定㊂在落水释放时,为了让设备主机与固定底座能够迅速㊁彻底地脱离,通常都会在二者之间设置一根具有一定弹性的不锈钢弹簧㊂在组装整个设备时,要靠着外力对弹簧进行适当的压缩,这样才能让插头正好可以通过锁定柱上的固定孔,而锁定柱是可以旋转的,所以组装起来既烦琐又耗时㊂3㊀北斗卫星通信系统的信息工作3.1㊀通信系统的数据监测㊀㊀北斗数据监测中心是北斗卫星通信系统的重要组成部分㊂通过利用数据监控中心,系统能够对当前的数据信息进行实时的了解,并进行预报预警,在它的内部除了有卫星指挥型终端,还包含了数据应用服务器和水情数据库等㊂数据监控中心负责对相关的数据进行管理分析,还要确保系统的各项功能可以正常运行㊂北斗监控中心的终端会根据收集到的相关数据进行分析运算,从而判断出使用者的所在地点;再将与之相关的信息,发送到使用者的手中㊂卫星接收终端兼收性好㊁容纳性强能够同时接收500多个下一等级用户的信息㊂除此以外,还能和全球定位系统连接,能够对用户的具体位置进行准确的定位㊂另外,卫星的接收终端还有一个通播的功能,在系统将相关的数据信息发送给用户时,其通信传送的基本方式类似于广播,即可以通过系统,将数据信息同时传送给下属的终端㊂基于 中寰无限 信息平台的通信理论,监测中心的信息经互联网传输到卫星地面接收站,再由后者传输到北斗卫星通信系统㊂在此过程中,因为网络的原因,可能会出现丢包等错误,所以串口通信软件必须识别出文本信息的正确性㊂在经过较为复杂的航行线路时,当信号问题积累到一定程度时,就会造成进一步的定位误差,这种情况下往往会造成系统接收不到正确的定位信息,导致下一阶段的航行出现偏差㊂所以,在程序中要增加判断语句,剔除无效的数据,将有效的数据进行下一步㊂3.2㊀通信系统的数据处理㊀㊀同时,在此基础上,通过在系统中设置数据处理单元,实现对各类数据的集中处理,从而实现对海量数据的高效处理㊂其次,为了保证监控中心与各数据服务器间的信息互通,本文提出了一种新的解决方案㊂在北斗卫星通信监测中心,用于接收相关信息和数据的服务器,主要有2个通道:一个是因特网,另一个是卫星㊂两者的作用也是天差地别㊂利用互联网可以更快速㊁稳定地传递有关数据信息,以网络IP协议为基础,与北斗卫星通信网络相结合,使其在接收数据时更加方便㊁高效;而通过卫星将资料和资料传送给伺服器,则是通过卫星通信协定来接收资料[4]㊂为了保证系统在任何时候都能稳定的工作,需要一个数据库作为支撑㊂所以,在对水情进行测报和监测的时候,需要基于监控中心来构建与之对应的水情数据库,这既有利于大数据的检索和利用,也能极大地提高对有关数据的存储和备份的效率㊂4㊀北斗卫星导航终端发展趋势4.1㊀芯片化㊀㊀目前,我国已在多模式㊁多频段等多个方面取得了重大突破,但其核心技术尚不完善㊂从芯片的观点出发,北斗卫星导航终端应该具备如下特点: (1)具有可以进行快速导航定位㊁信号处理㊁数据通信以及人机互动的高性能和高度集成化的导航信号处理器;(2)具备高精度全球导航卫星系统(GNSS)定位技术,可为卫星提供高精度的空间位置信息;(3)具有智能化处理功能,采用先进的基带与RF处理算法,能够满足各种应用场合的需求,进行快速㊁动态的定位与导航;(4)提供了支持多个通信协议㊁多个应用程序函数的丰富界面㊂4.2㊀标准化㊀㊀我国在北斗卫星导航终端的发展过程中,已经逐渐建立起了北斗卫星导航终端的标准体系,这也是我国自主研发的北斗卫星导航终端设备可以持续取得成功,并在全球市场中占有更高市场份额的重要保证㊂从当前北斗卫星导航终端产品的使用现状来看,要想推动其使用,推动该行业的发展,需要重点做好如下工作:(1)研究并完善与之配套的北斗卫星定位系统的技术标准㊂目前,国家已建立了一套从设计㊁制造到检测验收的北斗终端技术标准㊂然而,在建立并健全技术标准体系的过程中,还应根据不同的应用领域,在不同的时间阶段展开相应的研发工作,并与国内外的技术发展趋势以及用户的使用需求相结合,逐渐构建一个功能丰富㊁性能稳定㊁兼容性好㊁成本低的北斗卫星导航终端标准化体系㊂(2)逐步构建北斗卫星定位系统的测试系统㊂目前,国内已有一套针对北斗卫星导航终端的测试系统,但测试手段相对单一,对其产品质量造成了一定的影响㊂为此,有必要根据不同的应用要求,对其进行有效的检测㊂(3)支持我国自主研发的北斗卫星定位系统设备,积极地参加相关国际标准的制订㊂在国际标准组织制定相关规则的过程中,我国应企业充分发挥自身在技术㊁生产和市场等方面的优势,积极参加标准组织所进行的系列工作㊂在参与国际标准化活动中,提升我国北斗卫星导航终端设备的知名度和美誉度,逐渐扩大我国北斗卫星导航终端产品在国际市场中的影响力㊂5 结语㊀㊀总体来看,中国北斗已有20多年的历史,已形成了一条完整的产业链㊂中国北斗将在今后的工作中,不断加强该系统的建设与应用㊂随着我国北斗技术的发展,中国北斗在GNSS领域的地位也将越来越重要㊂通过该方法开发的软件,能够使航行中的船只很好地掌握本船所处准确的地理位置㊂通过这一数据航行中的船只能够及时地判断出其他船只的地理位置,这对于避碰㊁避险有很大的帮助㊂通过本系统实现了与监测中心的对接,为各船公司之间的信息交换提供了一个重要的通道㊂交通管理部门可以通过船载终端软件,将陆地监控中心收到的数据内容转发到执法艇,从而让这艘执法艇具备陆地监控中心的功能,在船上看到所有航行船舶的位置信息,方便在内河航行时进行及时的调度㊂在其他船只遇到危险或需要救援的时,可以将最近的船只安置在附近,实施救援㊂参考文献[1]黎俊明.北斗卫星导航终端的发展分析[J].信息通信,2018(3):96-97.[2]高强.北斗卫星导航终端的发展分析[J].现代导航,2017(4):239-242.[3]雷创,王党卫.卫星导航芯片技术发展趋势分析[J].现代导航,2012(3):160-164.[4]陈龙.探究北斗卫星通信技术在航标遥测遥控系统中的应用[J].珠江水运,2020(16):18-19.(编辑㊀姚㊀鑫)Shipborne terminal serial communication based on Beidou satellite communication systemLi Hongdou Du Meijing Cui DongruiHebei Shenzhou Satellite Communication Co. Ltd. Shijiazhuang050200 ChinaAbstract Beidou shipboard terminal can provide ship positioning report Beidou short message communication emergency alarm ship sinking warning and other functions.The system can accurately control the release depth after falling into the water in general the ship can be navigated and positioned the ship can be reported regularly through the system when the ship is in danger or submerged the system can also be in danger or submerged in the case of automatic release so as to achieve the purpose of early warning of the ship s position.Ships equipped with Beidou satellites can not only enhance the real-time and objective information exchange between ships and the shore and provide strong technical support for the navigation management of ships but also monitor the position of ships in real time under bad weather and complex channel conditions so as to obtain accurate navigation information so as to effectively avoid reefs and shoals enhanced the navigation safety of ships.Key words Beidou satellite communication system shipborne terminal serial communication。
船舶通信系统设计方案
船舶通信系统设计方案I. 简介船舶通信系统是一种关键的技术设备，用于在海上通信、追踪和管理船只。
本文将就船舶通信系统的设计方案进行探讨。
II. 系统架构船舶通信系统的架构应该考虑以下几个关键要素：1. 数据传输：船舶之间的通信需要快速和可靠的数据传输。
因此，我们建议将卫星通信技术与无线局域网技术相结合，以实现高速的数据传输。
2. 船舶追踪：为了实现对船只的有效管理和定位，应该在系统中集成全球卫星定位系统（GPS）和自动识别系统（AIS）。
GPS用于定位船只，AIS用于识别和追踪船只。
3. 紧急救援功能：船舶通信系统应该具备紧急呼叫和求救功能，以确保在紧急情况下能够及时寻求帮助。
这可以通过集成应急按钮和紧急援助电话等功能实现。
4. 数据存储与处理：系统应该具备数据存储和处理的能力，以便对通信记录、船只信息和其他数据进行分析和管理。
III. 主要技术组件为了实现上述的系统架构，我们建议采用以下主要技术组件：1. 卫星通信设备：选择一种可靠的卫星通信设备，确保在海上的通信畅通无阻。
该设备应具备高速数据传输的能力和良好的抗干扰性能。
2. 无线局域网设备：为船舶内部的通信提供无线连接。
通过安装无线网络设备，船员可以方便地在船上的各个区域进行通信和数据共享。
3. 全球卫星定位系统设备：集成GPS设备，以获取船只的准确位置信息。
这有助于提高船只的管理效率和安全性。
4. 自动识别系统设备：集成AIS设备，用于识别和追踪船只。
这有助于实时监控海上交通、避免碰撞和提供船只信息。
5. 紧急呼叫装置：安装紧急呼叫按钮和紧急援助电话等设备，以便在紧急情况下能够及时寻求帮助。
6. 数据存储和处理设备：选择适当的数据存储设备和处理器，以实现对通信记录、船只信息和其他数据的管理和分析。
IV. 系统功能与特点船舶通信系统的设计方案应具备以下功能和特点：1. 高速数据传输：通过卫星通信和无线局域网技术，实现快速、稳定的数据传输，以满足船舶之间的通信需求。
船舶智能监控系统的设计与实现研究与应用
船舶智能监控系统的设计与实现研究与应用在当今全球化的贸易体系中，船舶运输扮演着至关重要的角色。
为了确保船舶的安全航行、提高运营效率以及保障海洋环境的清洁，船舶智能监控系统应运而生。
这套系统集成了先进的技术，能够实时收集、处理和分析船舶的各种数据，为船员和岸基管理人员提供关键的决策支持。
船舶智能监控系统的设计目标主要包括以下几个方面。
首先是实现对船舶设备和系统的实时监测，及时发现潜在的故障和异常。
其次是对船舶的航行状态进行精确跟踪，包括位置、速度、航向等参数，以确保船舶按照预定航线安全行驶。
此外，还需要对船舶的燃油消耗、货物状态等进行监控，以优化运营成本和提高货物运输的安全性。
在系统的硬件设计方面，需要精心选择各类传感器和监测设备。
例如，用于测量船舶位置和速度的 GPS 导航系统、监测船舶姿态的陀螺仪和加速度计、检测船舶发动机性能的压力传感器和温度传感器等。
这些传感器将采集到的数据通过可靠的数据传输线路，如以太网或专用的船舶通信网络，传输到中央处理单元。
中央处理单元是船舶智能监控系统的核心，它通常由高性能的服务器或工业计算机组成。
该单元负责接收、处理和存储来自传感器的大量数据，并运行复杂的数据分析算法和监控软件。
为了确保系统在恶劣的船舶环境中稳定运行，中央处理单元需要具备良好的散热性能、抗振动能力和电磁兼容性。
软件设计是船舶智能监控系统的关键环节之一。
系统软件通常包括数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、报警模块和用户界面模块等。
数据采集模块负责与各类传感器进行通信，获取实时数据。
数据处理模块对采集到的数据进行预处理，如滤波、校准和数据格式转换等。
数据分析模块运用各种算法和模型，对处理后的数据进行深入分析，提取有价值的信息和趋势。
报警模块则根据预设的规则和阈值，在检测到异常情况时及时发出警报。
用户界面模块为船员和岸基管理人员提供直观、友好的操作界面，方便他们查看船舶的实时状态和历史数据。
为了提高软件的可靠性和可维护性，通常采用模块化的设计方法，并遵循严格的软件开发标准和规范。
AIS集成监视平台软硬件设计及GIS功能的实现
AIS集成监视平台软硬件设计及GIS功能的实现
姚平香;娄世平
【期刊名称】《中国造船》
【年(卷),期】2012(053)001
【摘要】船载自动识别系统（AIS）是一种利用海上VHF频段的船载航行信息交换设备,它不仅能自动发出本船的相关信息,而且还可以接收周围船舶或岸台所发出的信息。
简要介绍AIS的作用与组成;然后,以ARM微处理器S3 C44B0X和
μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统为基础,完成了分布式船载AIS监视平台的设计与开发,并利用Visual C＋＋、结合MapX控件,实现了船载端上位机的GIS功能。
【总页数】5页(P194-198)
【作者】姚平香;娄世平
【作者单位】^p
【正文语种】中文
【中图分类】U665.261
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基于GIS技术的海洋工程船舶综合信息集成管理系统研究
基于GIS技术的海洋工程船舶综合信息集成管理系统研究海洋工程船舶的综合信息管理是保障海洋工程船舶安全、高效运营的重要方面，同时也对海洋工程项目的实施和管理起到关键作用。
近年来，随着地理信息系统（GIS）技术的快速发展和不断完善，基于GIS技术的海洋工程船舶综合信息集成管理系统成为了海洋工程船舶行业的研究热点。
本文将从需求分析、系统设计和数据管理等方面展开，探讨基于GIS技术的海洋工程船舶综合信息集成管理系统的研究。
一、需求分析1. 海洋工程船舶信息需求分析海洋工程船舶综合信息集成管理系统需要整合包括但不限于船舶基本信息、各类工程设备信息、船员人员信息、海洋地理环境信息等各类信息。
通过对这些信息的有效整合和管理，可以实现对海洋工程船舶的全方位监控和管理，提高工程船舶的运营效率和安全性。
2. 海洋工程项目需求分析海洋工程项目的实施和管理需要综合考虑船舶、设备、人员和环境等方面的信息，并进行合理有效的规划和调度。
基于GIS技术的综合信息管理系统可以通过对这些信息的空间分析和关联分析，帮助项目管理人员快速做出决策，提高项目实施效率和管理水平。
二、系统设计1. 架构设计基于GIS技术的海洋工程船舶综合信息集成管理系统采用分层架构设计，包括数据层、业务逻辑层和用户界面层。
数据层负责数据的存储和管理，包括船舶、设备、人员和环境等信息的采集和处理；业务逻辑层负责对数据进行分析和处理，并提供相应的查询和决策支持功能；用户界面层提供友好的操作界面，方便用户进行信息的查询和管理。
2. 功能设计基于GIS技术的海洋工程船舶综合信息集成管理系统的主要功能包括：(1) 船舶信息管理：包括船舶基本信息、设备信息、船员信息等的录入、查询和管理；(2) 海洋地理环境信息管理：包括海洋水文信息、海洋气象信息、海底地质信息等的录入、查询和分析；(3) 项目管理：包括项目计划、进度管理、资源调度等功能，通过GIS技术对项目信息进行可视化展示和空间分析，帮助项目管理人员做出决策；(4) 风险管理：通过对船舶、设备和环境等信息进行分析，识别潜在的风险，并提供相应的预警和应急管理功能；(5) 数据分析和报告生成：通过GIS技术对海洋工程船舶的各类信息进行统计和分析，并生成相应的报告和统计图表，为决策提供科学依据。
船载卫星通信地球站跟踪精度分析
（ ｈ ．９Ｉｓｉ ｔ Ｔ ｅＮｏ３ ｎ ｔｕｅ，Ｃ ｉａ Ｅｅ ｔ ｎｃ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｒｕ ｏｐ ｒｔ ｎ， ’ｎ ７ ０ ６ ｔ ｈｎ ｌｃｒ ｉ ｅ ｈ ｏｏｙ Ｇ ｏ ｐ Ｃ ｒｏａｉ Ｘｉａ １ ０ ５，Ｃ ｉ ） ｏ ｏ ｈｎ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｒ ｃ ｉｇ ａ ｃ ｒ ｃ ｓ ａ ｍｐ ｒ ｎ ｐ ｃ ｆ ａ ｉｎ ｕ ｅ ｎ ｅ ａｕ ｔ ｇ ｔｅ ｑ ａｉ ｃ ｔ ｎ ｏ ａｅ ｌ ｅ ｃ ｍｍｕ ｉ ａｉｎ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ａ ｋ ｎ ｃ ｕ ａ ｙ ｉ ｎ ｉ ｏｔ ｔ ｓ ｅ ｉ ｃ ｔ ｓ ｄ ｉ ｖ ｌａ ｉ ｈ ｕ ｆ ａｉ ｆ ｓ ｔｌ ｔ ｏ ａ ｉ ｏ ｎ ｌｈｉ ｂｏ ｎ ａ ｅ ｌ ｅ ｃ ｍ ｍ ｕ ｃ ｔｏ ｅ ｒ ｈ ｓａ ｉ ｎ ａ ｋ ｎｇ ａ ｃ ａ ｙ ａ ａ ｙ ｉ ｆｓ ｐ－ ｒ ｅ ｓ ｔ ｌｉ ｏ ｔ ｎｉａ ｉ ｎ ａ ｔ ｔ ｔｏ
ＬＩ ＡＮＧ — ｉ ｇ Ｚｈｉｐ ｎ
ｐｏ ｃ ｎｅｓ Ｔ ｅｒｓｌｃｎｂ ｓｄａ ａ ｌｔ ｃｍ ｎｃｔ ｎｅｒ ｔｉｎｓｉ ｒｅ ｔ ｃｉｇａｃｒｃ ｎ ｒｃ ｉ ｆ ｒｊ ｔ ｅｄ． ｈ ｕｔ ａ ｅｕｅ ｓｓｔ ｌｅ ｏ ｍｕｉａｏ ａ ｈｓ ｔ ｈ ｔ ｇｔｒ ｋ ｃｕａｙａｄｐｅｉｏ ｏ ｅ ｅ ｅｉ ｉ ｔ ａｏ ｐ ａ ａ ｎ ｓｎ
信 地 球 站 跟 踪 精 度 指 标 的 确 定及 精 度 分 析 估 算 的 参 考 。
关键 词 ：跟踪 精 度 ；船摇 隔 离 ； 差 源 ； 差估 算 误 误 中 图分 类 号 ：Ｐ ０ ． Ｔ ３２７ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ４ ６ ３ （０ ０ ０ — ０ ６ ０ １７ — ２６ ２ １ ）８ ０ ８— ３
船载卫星通信地球站监控系统分析及软件设计
大学毕业设计论文题目船载卫星通信地球站监控系统分析及软件设计专业通信工程学生姓名XXX班级学号XXXXX指导教师XXX指导单位XXXXXXXX摘要在突发灾难情况下，现有的地面通信网络，往往很容易遭到破坏，且难以快速恢复，此时建立先进的应急通信系统显得格外重要。
快速反应，应急开通，是抢险救灾服务中争取时间、减少损失的关键，它甚至关系到救援行动的成败。
然而目前的“动中通”虽然已经应用于应急通信，但是仍然有不尽如人意的地方，未来的“动中通”应具有良好的人机界面和高度的可靠性，以嵌入式处理芯片和嵌入式实时操作系统为标志。
本课题研究是的船载卫星站监控器，它是控制物体在运动状态下能够实现实时通信、精确定位的功能。
与此同时会涉及到动载体卫星通信的工作原理的理解。
所谓动载体卫星通信，其工作原理是：载体在移动过程中，由于其姿态和地理位置发生的变化，会引起原对准卫星天线偏离卫星，使通信中断，因此必须对载体的这些变化进行隔离，使得天线不受影响并始终对准卫星。
这就是天线稳定系统要解决的主要问题，也是移动载体进行不间断卫星通信的前提。
对于本次课题研究的主要任务是实现船载卫星站系统的监控功能，并且利用KEIL集成开发平台软件辅助实现天线监控系统的各部分功能，包括电子罗盘数据采集和处理程序的编写、监控器面板键盘程序的编写以及监控器液晶显示器显示程序的编写等。
关键词：卫星移动通信,动中通,捷联技术,单脉冲自跟踪ABSTRACTIn case of sudden disasters, the existing terrestrial telecommunication networks are often easily damaged and difficult to be recovered, Seting up an advanced emergency communications system is particularly important at this time. The rapid response and emergency open is the key to gain time to reduce the loss in the emergency rescue. Though some types of "mobile communications services" have been used in emergency communications, there are some failures in these systems, such as higher costs, poor human-computer interface. The new type of "mobile communications"system should solve those problems and enhance the reliability, the embedded chips and embedded real-time operating system will be wildly applied.The vehicle "mobile communications" reaserched in this issue can be installed in a normal cross-country vehicles and has merit of miniaturization, light-duty, rapid response, high tracking precision which improve the mobility of vehicle, so that it can automatic track satellite and set up satellite communications link qucikly, and satisfy the needs of the emergency communications and control.This research is a satellite station on board to monitor, it is to control the state of an object in motion to achieve real-time communications, precision positioning capabilities. At the same time would involve moving the satellite communications carrier the understanding of the working principle. The so-called dynamic carrier satellite communications, and its working principle is: the process in the mobile carrier, because of their attitude and location changes, will cause deviation from the original aligned satellite satellite antenna, so that communication interruption, it is necessary to isolate these changes in carrier so that the satellite antenna is not affected and always aligned. This is the antenna stabilization system to solve the main problem is uninterrupted mobile satellite communications carrier the premise.For this research the main task is to achieve satellite station ship monitoring systems, and integrated software development platform using KEIL assisted to achieve the various parts of the antenna control system functions, including electronic compass data acquisition and processing procedures for the preparation, monitoring panel keyboard and monitor procedures for the preparation of procedures for the preparation of liquid crystal display and so on.Key word: Satellite Mobile Communication, mobile communication, Strap-down technology，monopulse tracking目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景及意义 (1)1.2船载卫星站简介 (1)1.3 课题任务 (3)第二章船载卫星站监控系统 (4)2.1船载卫星站监控系统概述 (4)2.2 C8051F020单片机 (5)2.2.1 C8051F020单片机概述 (5)2.2.2 C8051F020单片机的引脚定义及功能 (6)2.3 电子罗盘 (7)2.3.1 电子罗盘简介 (7)2.3.2 电子罗盘端口及技术参数说明 (8)2.4 倾斜仪 (8)2.5 陀螺仪 (10)2.6 GPS接收机 (11)2.7人机交互界面 (12)2.7.1键盘模块 (12)2.7.2显示模块 (14)2.8本章小结 (17)第三章船载卫星站监控器硬件设计电路简介 (18)第四章船载卫星站监控系统 (19)4.1系统软件设计框图 (19)4.2程序框架 (20)4.2.1主程序框架 (20)4.2.2罗盘、GPS数字提取流程 (20)4.2.3姿态矩阵计算流程 (21)4.2.4捕获、跟踪处理流程 (22)4.2.5伺服稳定系统流程 (24)4.3 本章小结 (25)第五章用户手册 (26)5.1 系统功能概述 (26)5.2 使用说明书 (26)5.2.1 主菜单结构 (26)5.2.2 卫星参数 (26)5.2.3 位置参数 (26)5.2.4 控制参数 (27)5.2.5 天线姿态 (28)5.2.6 卫星种类选择 (28)5.3 用户操作说明 (28)5.4 本章小结 (30)结束语 (31)致谢 (32)附录： (33)参考文献 (36)南京邮电大学2011届本科生毕业设计（论文）1第一章 绪 论1.1课题研究的背景及意义卫星通信以其通信距离远、覆盖面积大、通信容量大、机动灵活等优点已被广泛使用在各种领域，卫星通信地球站是卫星通信系统的重要组成部分之一，它的作用是将用户的基带信号调制到微波信号上，通过卫星传输到另一个地球站；同时接收卫星的下行微波信号，并处理后进行解调，获得基带信号，通常工作在微波频段（300MHZ ～300GHZ ）。
AIS动态数据库船舶监控系统的设计与分析
AIS动态数据库船舶监控系统的设计与分析作者：李立春来源：《中国水运》2016年第12期摘要：本文提出一种基于船舶自动识别系统（ AIS）时态数据库的船舶实时监控和历史轨迹查询解决方案，有助于提高水上交通管理的效率并改善水上交通的安全。
关键字：AIS；监控；设计中图分类号：U698 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2016）12-0046-01随着航行水域内的船舶交通量逐步增大，传统的VTS、ARPA提供的航行信息已经不能满足船舶航行的需要，AIS在船舶避碰、海事监管等领域发挥着越来越大的作用。
1 AIS介绍AIS是船舶自动识别系统的简称，集现代数字通信、网络和信息技术于一体，是工作在VHF海上频段的新型船舶和岸基、星基广播系统。
2 系统架构分析基于AIS技术的船舶动态监控系统可系统架构包括三层结构，如图1所示。
（1）数据采集层。
船舶上安装的AIS发送机可以向AIS接收机发送本船的相关信息，包括船舶名称、位置、速度、方向等。
（2）数据处理及存储层。
该层的功能是处理和解码AIS 数据并将其存储在数据库服务器中。
（3）数据显示层。
处理后的船舶信息可以显示在船舶实时监控系统的客户端。
用户可以通过客户端以图形化的方式监控船舶的位置、航行方向及速度，相关的文字信息也同时显示在客户端上。
3 船舶动态监控系统技术分析船舶实时监控系统集成了计算机、通信、GIS、GPS、数据库等多项技术，多用户实时访问及历史轨迹的查询与回放是船舶实时监控系统的两大关键技术。
3.1 多用户实时访问船舶实时监控系统的刷新频率为1s。
为了显示每条船舶的实时位置，客户端每秒钟需要从服务器获取一次船舶的最新信息。
如果每个客户端每秒钟查询一次数据库，如图2所示，将大大增加服务器的负载，从而使客户端的数目受到极大限制。
对于普通的船舶实时监控需求，数据库将每秒钟生成一次最新态势文件，该文件中包含每条船舶的最新位置和相关信息。
数据库服务器每隔一秒会将最新态势文件发送给文件传输服务器；然后，文件传输服务器将该文件及时分发给每个客户端；最后，基于最新态势文件，客户端将实时信息显示在海图上。
一种远程船舶动态监控系统
一种远程船舶动态监控系统的研究与展望0 引言船舶自动识别接收系统（Automatic Identificati-on System）AIS是集现代通信、网络和信息技术于一体的多门类高科技新型航海助航设备和安全信息系统[1]，已陆续安装在各类船舶上。
船用AIS既要保证船舶航行的安全性，避免和其它船舶发生碰撞事故，维护航行水域交通的有序性，又要保证船舶活动的隐蔽性和保密性，在编队运动时，还要保证编队内船舶间的交通管理和组织指挥顺畅。
AIS是在VHF海上移动频段传输数据，广播距离有限。
但是随着中国海军走向深蓝，远洋航行任务增多，为保证船舶的远洋航行保障能力，加强船舶的远海域动态监控变得刻不容缓。
卫星AIS与远程与识别跟踪系统（long range identification and tracking ，LRIT）都可用于远海域动态监控，但它们在船舶上应用存在局限性。
本文基于对卫星AIS以及LRIT在船舶远洋航行动态监控中应用情况及局限性的分析，结合北斗系统与AIS的功能特点，构想了北斗AIS的逻辑结构，并对其优势进行了探讨和分析。
1 卫星AIS系统1.1 卫星AIS的概况卫星AIS是一种船舶定位技术，通过低轨道的卫星接收船舶发送的AIS报文信息，卫星将接收和解码AIS报文信息转发给相应的地球站，从而让陆地管理机构掌握船舶的相关动态信息，实现对远洋海域航行船舶的监控[3]。
从概念上讲，卫星探测AIS即使用一颗或者多颗低轨道的卫星(卫星轨道高度在600km到1000 km)，在这些卫星上面搭载AIS收发机来接收和解码AIS报文并将信息转发给相应的地球站，从而让陆地管理机构掌握船舶的相关动态信息[4]。
卫星AIS系统主要用于传输AIS报文信息，以短消息数据传输为主。
且运行卫星数量较少，属于低轨小卫星系统。
从小卫星提供的通信业务来划分。
卫星AIS属于非实时通信系统。
系统对船舶位置的覆盖不是一直持续的。
要实现系统全球范围的覆盖并保证一定数量地球站的使用，有必要使用存储转发技术来传输AIS数据。
海事卫星系统介绍
Inmarsat 卫星的发展
目前Inmarsat支持的通信服务主要包括：电话、传真、电传、 数据传输、图像传输及遇险安全通信等。 业务系统从1982年开始的模拟体制A标准业务，发展到B、C、M
、Mini-m、M4、F标准，以至到2005年推出的陆上宽带BGAN业务和
卫星手持机业务。 针对这些业务开发的产品也是多种多样，从海上终端到陆地终
端、航空终端，为用户提供了丰富的选择余地。
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Inmarsat 卫星的组成
海事通信卫星：它是系统的中继站，用以收、发岸站和船站的 信号。卫星布设于太平洋、大西洋和印度洋、采用静止轨道卫星 ，卫星可提供电话、电报、传真接入等多种业务。 岸站：它是设在海岸上的海事卫星通信地球站，起通信网的控 制作用，设有天线等设备，岸台可与陆上其他通信网相连通。
可外接话机和传真机；
镍氢和锂电充电电池和话机内部集成的充电器 配有车载充电器和直流电源充电器
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系统卫星
使用的是地球同步轨道卫星
4颗卫星覆盖全球
太平洋区 ：POR 东南约120度方位角
覆盖中国陕西以东的地区
卫星通信系统组成
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卫星通信系统工作流程
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浅谈船载综合信息系统
浅谈船载综合信息系统摘要：本文结合某科学考察船现场安装实例，介绍了船载综合信息系统的基本结构、特点和功能，并对未来的发展前景进行了分析。
关键词：综合信息系统；基本结构及特点；功能1.概述：2015年，笔者参与了某科学考察船的现场监造。
该船配备了一套船载综合信息系统，实现了对科学考察数据、导航信息、视频监视图像等信息进行实时采集、存储、共享以及综合显示，并具有回放分析功能、远程技术支援、岸基互联网信息交换和视频会议等功能。
它为全船提供了包括船舶航行、船务管理、科考信息管理等多项信息服务。
2.系统的基本结构及特点1）硬件配置上。
综合信息系统分为科考网与公共网两个网络平台，科考网中两台IBM3650服务器做虚拟化绑定，两台核心交换做冗余；公共网中IBM3650服务器用作娱乐系统服务器。
整个系统共配置8个机柜。
每个机柜分别配置一组UPS。
硬件配置存储矩阵单位，分公共子网和科考子网分别储存信息，用于数据采集、虚拟化服务和视频存储。
两子网之间配置防火墙作物理隔离。
系统通过防火墙和路由器联接外网.。
公共子网系统配备串口服务器，通过串口信号接口形式，实现对导航雷达、AIS、气象仪、计程仪、测深仪、DGPS、电罗经等设备相关信息的采集。
科考子网系统也配备了串口服务器，通过VGA\DVI\HDMI等信号接口形式，是实现对科考设备监控屏幕画面的实时抓取。
该设备用于对ROV机器人、气爆空压、浅剖、单波束、多波束、ADCP、海洋重力测量、海洋磁力测量、海底深拖、海洋能量、光纤罗经、超短基线等科考设备信息的采集。
该船分别配备科考子网点接口、公共子网网点接口、IPTV视频播放点和无线AP点等诸多网络终端接口点接口。
依据开放性、安全性、扩展性和可维护性的网络设计原则，构成技术先进、系统安全可靠、管理高效的船舶综合信息平台。
它该系统将“集成系统”建设成一个集探测数据的收集、提取、处理、存储、通信和船舶导航、视频监控、动态监控于一体，以船载实时数据库为中心、统一控制管理的网络化、模块化的多功能系统。
船载卫星站监控器的硬件毕业设计论文
大学毕业设计论文题目船载卫星站监控器的硬件设计专业通信工程学生姓名XXX班级学号XXXX指导教师XXXX指导单位XXXXXX摘要在突发灾难情况下，现有的地面通信网络，往往很容易遭到破坏，且难以快速恢复，此时建立先进的应急通信系统显得格外重要。
随着卫星通信跟踪技术的不断发展，在运动载体上实现卫星实时数据交换已成为可能。
实现运动中卫星通信的关键技术就是利用电子罗盘和陀螺等姿态测量控制元件隔离载体本身及其运动带来的对天线姿态的影响，使天线能够精确地对准卫星方向，实现与卫星连续的通信。
船载卫星站监控器对伺服性能要求较高，它是基于伺服系统之上的人机交互设备，它能够实时监控天线的状态，更改及存储天线参数、方向定位及补偿角度误差等功能，提高天线的对星速度和可操作性。
本论文研究的是船载卫星站监控器的硬件设计。
本文首先介绍了课题的研究背景和应用前景以及本课题的主要研究内容。
接着对系统的总体设计方案进行了论述，分析了系统的设计要求，介绍了系统的工作原理及系统构成；然后完成了各个部分的具体硬件设计方案。
重点阐述了控制电路、显示板电路模块化设计。
关键词：船载卫星；地球站；C8051F020芯片；控制电路；显示板电路ABSTRACTIn the case of sudden disaster, the existing terrestrial communications network, tend to be easily damaged, and difficult to quickly restore, this time an advanced emergency communications systems become more important.As satellite communications tracking the continuous development of the satellite in the moving vehicle to achieve real-time data exchange is possible.Moving the key technologies of satellite communications is the use of electronic compass and gyro attitude measurement and control devices such as isolating itself and the movement vector caused by the impact of attitude on the antenna, the antenna direction to accurately align the satellite to achieve continuous communications and satellite .Satellite station monitors ship on the high performance requirements of the servo，It is based servo system on the human-computer interaction device, it can be real-time monitoring the state of the antenna,change and storage antenna parameters, orientation angle error and compensation functions, improve the speed of satellite antenna and operability.In this paper , the satellite station monitor ship hardware design.This paper introduces the research background and application prospects and main contents of this issue.Then, the overall design of the system were discussed, analyzed the system's design requirements, introduced the system working principle and components; and then complete the various parts of the specific hardware design. Focuses on the control circuit, display circuit board modular design.Key words:Ship-borne satellite; earth station; C8051F020 chip; control circuit; display board circui目录第一章绪论......................................................................................... 错误！未定义书签。
船载卫星Wi-Fi宽带通信系统设计与实现
船载卫星Wi-Fi宽带通信系统设计与实现
刘茹;高新宇;朱晓辉;冉宝发
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2022(42)9
【摘要】面向海洋应急通信需求,以国产高通量卫星为天基保障资源,设计并实现一套船载卫星Wi-Fi宽带通信系统,为海洋通信提供整体解决方案,满足海洋权益维护、海洋防灾减灾、突发事件处置等需求。
【总页数】4页(P72-75)
【作者】刘茹;高新宇;朱晓辉;冉宝发
【作者单位】中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部;国家航天局卫星通信系
统创新中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN828.5
【相关文献】
1.船载卫星通信远程集中监控系统设计与实现
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4.基于Wi-Fi技术的矿井无
线通信系统设计与实现5.中国卫通开通首个Ka宽带船载卫星站
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(仅供参考)船舶动态监控系统(船舶端)
船载终端包括北斗通信终端、通信服务器、电子摇摆仪、电子海图显示终端、 航行数据采集及传输系统等。主要实现执法人员人工锁定目标，综合显示 AIS 雷 达目标，标绘执法区域，录入展示任务航线，电子海图（ECS）基本功能等。
船载终端用于接收北斗卫星信号，确定本船位置。可独立采集 GPS、电罗经、 双向 AIS、单向 AIS、导航雷达、船舶气象仪等数据并在电子海图显示终端上显 示；同时可将定位信息和锁定目标数据通过北斗设备传输到的陆地岸基。
产品概述
北斗船载型一体机采用天线、主机一体化结构设 计，具有短语通信、定位多种功能。同时具备对环境的 适应能力。具有 RS－422 串口。可以直接与计算机连接， 在计算机平台上实现对用户机的操作和信息显示，也可 以选配本公司提供的显示控制器进行操作。
主要功能
北斗定位方式：提供手动、自动和紧急定位三种方式；
注：上图中海图桌和船长室的电子海图显示终端视船舶情况可选择安装，其他为 必装设备。
2.1 各设备接口
本系统与船舶各设备接口如下：
序号 船舶设备
1
GPS
2
电罗经
3
AIS（双向）
4
雷达 ARPA
5
AIS（单向）
6
气象仪
接口要求 电气接口：RS422/RS485 输出语句符合 NMEA0183 规范 电气接口：RS422/RS485 输出语句符合 NMEA0183 规范 电气接口：RS422/RS485 输出语句符合 NMEA0183 规范 电气接口：RS422/RS485 输出语句符合 NMEA0183 规范 电气接口：RS422/RS485 输出语句符合 NMEA0183 规范 电气接口：RS422/RS485 输出语句符合 NMEA0183 规范
关于船舶通信导航技术分析及发展趋势探讨
关于船舶通信导航技术分析及发展趋势探讨船舶通信导航技术是现代航海关键技术之一，为船舶安全航行、实现海洋资源开发和海上物流扮演了重要的角色。
随着人类社会和经济的不断发展，海洋经济日益成为各国经济的增长点，船舶通信导航技术也得到了更为广泛的关注。
一、船舶通信导航技术概述1、船舶通信技术船舶通信技术是指运用各种设备和通讯软件在航海中进行交流和信息传输的技术。
船舶通信技术主要包括：无线电通讯、卫星通讯、电传系统、计算机通讯等。
其中，卫星通讯作为一种成本较高、技术较先进的通讯方式，正逐渐代替其他通讯方式，成为船舶通讯的主流方式之一。
2、船舶导航技术船舶导航技术是指船舶在航行过程中进行的定位、导航和控制技术。
船舶导航技术主要包括：GPS全球定位系统、超声波导航、雷达导航、惯性导航、卫星定位系统等。
其中，GPS全球定位系统作为一种性能优异、易于使用、应用广泛的导航技术，已经成为全球范围内应用最广泛的导航方式。
二、船舶通信导航技术的发展历程船舶通信导航技术是随着人类社会和经济的不断发展而不断演变的。
在古代，船舶通信导航技术主要依赖于人类的经验和天文观测技术；到了工业革命时期，光电技术、电传技术和无线电技术开始应用于船舶通信导航中；到了20世纪20年代，雷达、超声波和卫星通信等现代技术开始应用于船舶通信导航中；到了21世纪，随着计算机技术的不断发展，人工智能技术也开始应用于船舶通信导航领域，为船舶通信导航带来了更为安全和高效的保障。
三、船舶通信导航技术的发展趋势随着现代技术的不断发展和应用，船舶通信导航技术的发展趋势也为空前的。
未来船舶通信导航技术的发展趋势主要包括以下几个方面：1、数据智能化船舶通信导航技术采集大量的航行数据，未来将关注数据的更加智能化利用。
通过数据挖掘、数据分析和人工智能等技术，可以更好地预测船舶行为、防范潜在隐患，并为船舶航行提供更为准确、高效的信息支持。
2、系统集成化船舶通信导航技术系统集成化是未来的发展趋势。
船用卫星电视接收设备伺服跟踪系统设计
100电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering随着我国远洋船舶的迅速发展，船用卫星电视接收设备已成为民用和商用船舶的常规配置。
卫星电视基于无线传输电视节目、自动跟踪卫星，不受船舶航行、摇晃影响，船舶距离远、信号覆盖广等因素，目前越来越受到重视[1]。
本文介绍了一种先进实用的船用卫星电视接收设备伺服跟踪系统，利用三轴稳定、两轴跟踪伺服系统自动寻星和跟踪卫星，克服了舰船横摇、纵摇和艏摇的影响，保证电视接收信号的稳定连续性。
1 总体方案船用卫星电视接收设备伺服跟踪系统主要由天线伺服控制单元和伺服传动单元两部分组成，组成框图如图1所示。
天线伺服控制单元主要由主控处理器、陀螺仪、倾角传感器、北斗定位模块、电机驱动模块、数据检波模块、调谐器等组成。
伺服传动单元主要由电机、同步带减速器等组成。
天线终端控制与天线伺服控制采用单轴同轴线连接。
同轴线传输DC 24V ，伺服控制数据及高频卫星电视信号。
系统开机后，天线伺服控制依次完成天线初始化、搜星和跟踪过程。
同时，伺服控制需完成与终端数据交互换星功能。
2 主要单元技术实现2.1 控制处理器及驱动控制芯片采用32为DSP 处理器，其整合了DSP 和微控制器的最佳特性，其具有丰富的数字输入输出口、通信口、专用电机控制PWM 输出口等。
该DSP 提供的外设资源（如事件管理器，AD 转换器等）主要针对控制领域设计，因此，采用该DSP 实现运动控制能充分发挥其特性。
伺服电机采用步进电机，驱动芯片选用集成步进驱动芯片，驱动芯片64细分可实现伺服的精细转动。
2.2 调谐器(信标机)每个地球同步卫星都有自己固定的信标频率与信标强度，用于区分不同的卫星。
通常，信标机是一个由下变频器、锁相环路以及自动增益控制电路所组成的锁相式接收机，它能够消除因信标频率漂移而引起解调后信标电平的起伏，从而使信标接收机的输出直流电压（AGC ）真实地反映卫星信号强度。
船载大数据采集与分析系统技术参数
船载大数据采集与分析系统技术参数船载大数据采集与分析系统技术参数船载大数据采集终端1、采集单元采用AC/DC双路供电；2、采集单元具有2路以上网络接口，8路以上串口接口，2路以上音频接口，4路麦克风接口，1路视频接口；3、支持船载导航设备GNSS卫星定位终端、船载自动识别系统、罗经、计程仪、测深仪、风速风向仪、Arpa雷达数据接入及压缩传输；4、支持船载通信设备中高频MF/HF、甚高频VHF、卫星电话及室内外麦克风终端音频信息采集及压缩传输；5、支持船载雷达视频信号和电子海图视频信号截图采集及压缩传输，采集频率依据船载数据记录仪标准，并可灵活设置。
6、支持船载模拟开关量信号接入及压缩传输；7、采集单元数据连续存储大于720小时；8、具有自浮式和固定式两种外置式存储单元，数据连续存储时间大于48小时；9、自浮式存储单元可通过卫星通信链路发布打捞信息，触发后通信时间大于96小时；10、固定式存储单元可通过声纳发出打捞信息，触发后通信时间大于30天；11、具有遥控报警单元，可本地查看设备各单元模块是否正常工作。
船载卫通宽带终端1、60cm口径宽带VSAT卫星通信天线；2、Ku波段，最大上行速率2Mbps，最大下行速率8Mbps；3、功耗小于200W；4、具有AC/DC双路供电，安全性能符合IEC-60950标准；5、工作温度-25-55℃；6、至少具有1路RJ45通信数据接口。
船载4G宽带终端频率范围4G网络：LTE FDD B1 2100MHz/B3 1800MHz LTE TDD B40 2300MHz/B412600MHz 3G网络：DC-HSPA+/HSPA+/HSPA/UMTS：B1 2100MHz/B8 900MHzWLAN：2.4GHz网络类型4G网络制式：联通4G（TD-LTE/LTE FDD）/电信4G（TD-LTE/LTE FDD）3G网络制式：联通3G（WCDMA）船载多通道网关路由器1、路由器双线接入，优先选择3G/4G链路，无3G/4G信号时选择卫星链路；2、路由器记录上网行为及上网流量，同时设置黑白名单，防止大流量；3、路由器分配上网账号，管理员分配每个账号的流量额度，并记录上网行为；4、路由器接入云管理平台，岸端管理员可根据需要随时修改船上路由器中的参数，方便维护。
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大学毕业设计论文题目船载卫星通信地球站监控系统分析及软件设计专业通信工程学生姓名XXX班级学号XXXXX指导教师XXX指导单位XXXXXXXX摘要在突发灾难情况下，现有的地面通信网络，往往很容易遭到破坏，且难以快速恢复，此时建立先进的应急通信系统显得格外重要。
快速反应，应急开通，是抢险救灾服务中争取时间、减少损失的关键，它甚至关系到救援行动的成败。
然而目前的“动中通”虽然已经应用于应急通信，但是仍然有不尽如人意的地方，未来的“动中通”应具有良好的人机界面和高度的可靠性，以嵌入式处理芯片和嵌入式实时操作系统为标志。
本课题研究是的船载卫星站监控器，它是控制物体在运动状态下能够实现实时通信、精确定位的功能。
与此同时会涉及到动载体卫星通信的工作原理的理解。
所谓动载体卫星通信，其工作原理是：载体在移动过程中，由于其姿态和地理位置发生的变化，会引起原对准卫星天线偏离卫星，使通信中断，因此必须对载体的这些变化进行隔离，使得天线不受影响并始终对准卫星。
这就是天线稳定系统要解决的主要问题，也是移动载体进行不间断卫星通信的前提。
对于本次课题研究的主要任务是实现船载卫星站系统的监控功能，并且利用KEIL集成开发平台软件辅助实现天线监控系统的各部分功能，包括电子罗盘数据采集和处理程序的编写、监控器面板键盘程序的编写以及监控器液晶显示器显示程序的编写等。
关键词：卫星移动通信,动中通,捷联技术,单脉冲自跟踪ABSTRACTIn case of sudden disasters, the existing terrestrial telecommunication networks are often easily damaged and difficult to be recovered, Seting up an advanced emergency communications system is particularly important at this time. The rapid response and emergency open is the key to gain time to reduce the loss in the emergency rescue. Though some types of "mobile communications services" have been used in emergency communications, there are some failures in these systems, such as higher costs, poor human-computer interface. The new type of "mobile communications"system should solve those problems and enhance the reliability, the embedded chips and embedded real-time operating system will be wildly applied.The vehicle "mobile communications" reaserched in this issue can be installed in a normal cross-country vehicles and has merit of miniaturization, light-duty, rapid response, high tracking precision which improve the mobility of vehicle, so that it can automatic track satellite and set up satellite communications link qucikly, and satisfy the needs of the emergency communications and control.This research is a satellite station on board to monitor, it is to control the state of an object in motion to achieve real-time communications, precision positioning capabilities. At the same time would involve moving the satellite communications carrier the understanding of the working principle. The so-called dynamic carrier satellite communications, and its working principle is: the process in the mobile carrier, because of their attitude and location changes, will cause deviation from the original aligned satellite satellite antenna, so that communication interruption, it is necessary to isolate these changes in carrier so that the satellite antenna is not affected and always aligned. This is the antenna stabilization system to solve the main problem is uninterrupted mobile satellite communications carrier the premise.For this research the main task is to achieve satellite station ship monitoring systems, and integrated software development platform using KEIL assisted to achieve the various parts of the antenna control system functions, including electronic compass data acquisition and processing procedures for the preparation, monitoring panel keyboard and monitor procedures for the preparation of procedures for the preparation of liquid crystal display and so on.Key word: Satellite Mobile Communication, mobile communication, Strap-down technology，monopulse tracking目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景及意义 (1)1.2船载卫星站简介 (1)1.3 课题任务 (3)第二章船载卫星站监控系统 (4)2.1船载卫星站监控系统概述 (4)2.2 C8051F020单片机 (5)2.2.1 C8051F020单片机概述 (5)2.2.2 C8051F020单片机的引脚定义及功能 (6)2.3 电子罗盘 (7)2.3.1 电子罗盘简介 (7)2.3.2 电子罗盘端口及技术参数说明 (8)2.4 倾斜仪 (8)2.5 陀螺仪 (10)2.6 GPS接收机 (11)2.7人机交互界面 (12)2.7.1键盘模块 (12)2.7.2显示模块 (14)2.8本章小结 (17)第三章船载卫星站监控器硬件设计电路简介 (18)第四章船载卫星站监控系统 (19)4.1系统软件设计框图 (19)4.2程序框架 (20)4.2.1主程序框架 (20)4.2.2罗盘、GPS数字提取流程 (20)4.2.3姿态矩阵计算流程 (21)4.2.4捕获、跟踪处理流程 (22)4.2.5伺服稳定系统流程 (24)4.3 本章小结 (25)第五章用户手册 (26)5.1 系统功能概述 (26)5.2 使用说明书 (26)5.2.1 主菜单结构 (26)5.2.2 卫星参数 (26)5.2.3 位置参数 (26)5.2.4 控制参数 (27)5.2.5 天线姿态 (28)5.2.6 卫星种类选择 (28)5.3 用户操作说明 (28)5.4 本章小结 (30)结束语 (31)致谢 (32)附录： (33)参考文献 (36)南京邮电大学2011届本科生毕业设计（论文）1第一章 绪 论1.1课题研究的背景及意义卫星通信以其通信距离远、覆盖面积大、通信容量大、机动灵活等优点已被广泛使用在各种领域，卫星通信地球站是卫星通信系统的重要组成部分之一，它的作用是将用户的基带信号调制到微波信号上，通过卫星传输到另一个地球站；同时接收卫星的下行微波信号，并处理后进行解调，获得基带信号，通常工作在微波频段（300MHZ ～300GHZ ）。
从第一颗实用的“国际通信卫星”投入使用到现在，通信卫星已经发展了几代，在技术和应用方面得到迅速的发展。
从通信体制来说，从单一的模拟调频已转换到以数字-模拟并存，以数字化为主的通信，近十多年来，又研制成功了多种多址通信方式。
从新技术应用来说，通信频段进一步向高频发展；新技术新器件的应用，使卫星发射功率大幅度提高；同时大大增加了通信容量和卫星的工作寿命，新的低噪声放大器的出现，使地球站造价进一步大幅度下降，随着新一代GEO 卫星不断发射升空，卫星的下行功率EIRP 得到逐步的提高，同时随着大规模数字信号处理、可编程逻辑电路、微波集成电路和超小口径天线等技术的发展，小型的地面站发展迅速，国内外市场上已经出现了比较成熟各种小型静止卫星地面站。
卫星通信是高技术产业的组成部分，是实现信息化的重要途径之一。
随着信息科学技术的发展与应用，卫星通信对国民经济发展和信息化建设的带动和促进作用越来越重要,卫星移动通信将在未来的数年内成为通信领域中一个极富吸引力的新领域，其对全球通信市场的争夺，将成为令人瞩目的又一个焦点。