[發明專利]一種單AIS參考點的船舶自主定位方法

有效

• 申請號: 201710403580.2
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107315164B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 姜毅;方玉光;張淑芳;胡青;鄭凱
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 大連八方知識產權代理有限公司 21226
• 代理人: 馬瑞駒

本發明屬于船舶定位導航領域，具體涉及一種單AIS參考點的船舶自主定位方法。本發明由單AIS參考點的船舶自主定位終端設備實現，定位解算終端設備由電源模塊、液晶顯示模塊、單基站定位模塊和AIS天線單元組成。單基站定位模塊作為核心單元，由AIS信號解調子模塊、定位信號提取子模塊、AIS電文解析子模塊和定位解算處理子模塊四部分組成。當僅能收到單個AIS基站的信號時，通過在船上布設一副主天線，兩副輔助天線，利用天線間已知的幾何位置關系，實現船舶的自主定位。本發明不需要額外部署AIS基站，能夠在僅有單個AIS基站可作為定位參考點時實現船舶自主定位，大大提高了基于AIS的測距定位系統的適用范圍。

技術領域

本發明涉及一種船舶定位導航領域，具體涉及一種單AIS參考點的船舶自主定位方法。

背景技術

船舶自動識別系統AIS是國際海事組織(International MaritimeOrganization-IMO)強制船舶配備的通信導航設備。在IMO的e-航海戰略研究中，為了充分利用現有AIS資源，將基于AIS的測距定位(Range Mode)系統作為未來的陸基無線電導航系統之一，以克服全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System-GNSS)的脆弱性，建立天基陸基雙備份的船舶導航定位系統，保障船舶的航行安全。

所謂基于AIS的測距定位，即在保持現有AIS通信功能不受影響的前提下，為其增加測距功能。將現有AIS基站作為定位參考點，船舶通過測量其與基站間的距離，實現船舶的自主定位。由于現有AIS的位置信息來源于AIS內置或外置的GNSS模塊，一旦GNSS不可用，現有AIS則癱瘓。基于AIS的測距定位系統能夠有效解決上述問題，使AIS擺脫對GNSS的依賴，使AIS成為e-航海戰略下融通信、導航為一體的綜合船用無線電系統。

在基于AIS的測距定位系統中，若采用傳統測距定位技術，船舶需要測量其與至少三個AIS基站間的距離才能實現定位。但現有AIS的基站是作為通信系統布設的，沒有考慮測距定位的需求。因此在某些海域中，船舶僅能收到兩個甚至一個AIS基站參考點的信號，無法采用傳統的測距方法完成定位。若船舶僅能收到兩個AIS基站的信號，可通過發明專利CN201310367727.9或發明專利CN201410234851.2進行船舶定位解算。但當船舶僅能收到一個基站信號時，發明專利CN201310367727.9和發明專利CN201410234851.2也無法處理該條件下的船舶定位問題。

發明內容

鑒于現有技術存在的問題，本發明的目的是要提供一種在船舶都僅能收到單個AIS基站的信號時，通過在船上合理布設多副天線，實現船舶自主定位的方法。

為實現上述技術目的，本發明所采用的技術方案是：一種單AIS參考點的船舶自主定位方法，由單AIS參考點的船舶自主定位終端設備實現，所述單AIS參考點的船舶自主定位終端設備由電源模塊、液晶顯示模塊、單基站定位模塊和AIS天線單元共同配合實現船舶定位；所述電源模塊用于為AIS天線單元和單基站定位模塊提供電源支持；所述液晶顯示模塊用于實時顯示船舶定位結果，可配合船端現有設備(如電子海圖等)展示船舶位置信息；所述AIS天線單元由三副甚高頻AIS天線構成，用于接收來自基站的AIS信號，其中一副為主天線，另外兩副為輔助天線；所述單基站定位模塊是單AIS參考點的船舶自主定位終端設備的核心單元，由AIS信號解調子模塊、定位信號提取子模塊、AIS電文解析子模塊和定位解算處理子模塊四部分組成，所述單AIS參考點的船舶自主定位方法的處理步驟如下：

1)首先給主天線供電，AIS信號解調子模塊對對接收的AIS信號進行解調跟蹤，AIS電文解析子模塊實時判斷主天線能夠接收到的AIS定位信號的基站個數，若接收到的AIS定位信號的基站個數等于1，則進入單AIS參考點的船舶自主定位模式；

2)進入單AIS參考點的船舶自主定位模式時，給兩副輔助天線供電，AIS信號解調子模塊對三副天線接收到的來自AIS基站參考點的信號分別進行解調跟蹤；