[發明專利]高精度GPS/BDS船載接收系統

有效

• 申請號: 201410375274.9
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104090281B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 丁美;周良;蔣應紅;沈日庚
• 申請（專利權）人: 上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14;G01S19/27
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及一種AIS船載終端系統，尤其涉及一種基于北斗衛星導航和GPS衛星導航的AIS船載終端系統。

背景技術

AIS(船舶自動識別系統)的誕生彌補了雷達對船舶跟蹤的不足,它在保障船舶航行安全和保護海洋環境方面發揮的作用受到航海界的認可，該系統是自航海雷達應用以來又一先進的航海設備，作為一種船與船、船與岸間通訊及安全避碰手段，支持發展了雷達和船舶交通服務(VTS)，增進了海上生命財產安全和航行安全。目前，AIS系統是海上移動VHF波段采用TDMA技術交換數據的一種避碰系統，該系統在161.975MHz和162.025MHz的兩個頻點即海上VHF87B/88B頻道上收發信號,并合成全球定位系統GPS、電羅經及自動舵、雷達、電子海圖等數據，并按需要在顯示器上顯示船位、動態等信息。

目前現有的AIS定位終端其定位系統主要采用GPS-RBN定位技術和北斗定位技術，其定位模式為單頻，精度約為10米-5米。

最早AIS使用的衛星定位技術主要是美國的GPS，美國的GPS只為美國(尤其是美國軍方)提供高精度定位，對其他國家用戶只提供低精度的定位服務，而且美國隨時可以關閉這種服務(特別是在戰時)。

與此同時，北斗衛星導航系統日趨成熟，可向全球用戶提供高質量的定位、導航和授時服務。開放服務是向全球免費提供定位、測速和授時服務，但其定位精度只有10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。

如何使AIS船載設備采用我國自行發射的北斗衛星以及GPS衛星一起進行精確定位，并完成與其他船只以及與陸地基站之間的通訊成為目前需要解決的問題。

發明內容

本發明旨在如何使AIS船載設備采用我國自行發射的北斗衛星以及GPS衛星一起進行精確定位。

本發明提供了一種高精度GPS/BDS船載接收系統，包括：電臺模塊，其形成偽距差分信號；BDS/GPS雙模定位模塊，其根據偽距差分信號以BDS及/或GPS模式進行定位，并生成觀測數據；AIS接收模塊，其接收周圍船舶位置信息，并將所述周圍船舶位置信息提供至所述定位模塊；定向模塊，其根據所述定位模塊的觀測數據和所述定向模塊的觀測數據作差分，計算載體兩個天線形成的基線的姿態，及電源管理模塊，其進行外部電源到內部電源的轉換并且為上述各模塊提供電力。

一些實施例中，所述電臺模塊接收岸基臺站播發的偽距改正數，所述接收系統根據所述接收到的偽距改正數與所述接收系統自身測量達到的偽距進行校正，獲得所述偽距差分信號。

一些實施例中，將船舶位置、速度、航向作為觀測值，預報船舶下一時刻位置。

一些實施例中，預報之前，首先對船舶位置進行粗差探測，剔除粗差位置點，選取不含粗差的歷元進行預報。

一些實施例中，將速度信息作為位置信息是否含有粗差的依據。

一些實施例中，當計算得出的當前歷元船舶位置與所述AIS接收模塊實測當前船舶位置之間的差大于預定值時，則認為觀測值存在粗差。

一些實施例中，還包括母板，其向所述船載接收系統的各模塊提供電源和各種信號接口。

一些實施例中，還包括外部數據接口模塊，其可連接電子海圖顯示設備或傳感器。

根據本發明的接收系統采用BDS/GPS雙核雙星四頻GNSS模塊，可單BDS或單GPS定位，也可聯合定位，由此單套設備可實現高精度定位、方位角和俯仰角或橫滾角測量。此外，根據本發明的接收系統還包括電臺接收，由此可在近海或內河利用岸基臺站播發的偽距改正數，從而達到較高精度。

以下結合附圖，通過示例說明本發明主旨的描述，以清楚本發明的其他方面和優點。

附圖說明

結合附圖，通過下文的詳細說明，可更清楚地理解本發明的上述及其他特征和優點，其中：

圖1為根據本發明實施例的根據本發明的高精度GPS/BDS船載接收系統的結構示意圖；

圖2示出了第三個字的定義；

圖3示出了第59號報文子報文1-BDS偽距改正；

圖4示出了DELTA PRC和RRC；

圖5示出了預報位置與實測位置差值；

圖6示出了三種窗口殘差；

圖7示出了計算值與觀測值的差值；

圖8示出了剔除粗差點后預報值與實測值的差值；

圖9示出了二次多項式擬合殘差；

圖10-圖15示出了三維定位誤差；及

圖16示出了定向精度。

具體實施方式