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船载AIS信息精度分析及误差预警系统的研究

常会振  
【摘要】:近几年来,随着国际贸易的飞速发展,船舶数量不断增多,吨位不断增长,船舶速度和通航密度不断增加,海上主要交通航道越来越拥挤,海难事故频繁发生,严重威胁着海上生命财产安全和海洋环境。由于问题的逐渐暴露和航海科技的高速发展,一种新型的导航通信系统--自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)也随之诞生,为上述问题提出了一种解决方法。 AIS设备自诞生以来,就以其巨大的优势在航运界得到了广泛的应用,但是,AIS设备也有自身的缺陷,比如静态信息在输入时可能不准确,航行中也有可能被篡改,动态信息来源于船舶传感器,信息精度得不到保证,而且在接收端无法对发送端的信息精度进行分析判断等。进一步提高AIS设备传输的信息精度,并在接收端对发送端的AIS信息精度进行分析判断,对发送不符合精度要求的AIS信息的船舶提出纠错预警,将能更大程度的发挥AIS设备的功能效用。本文准备从以下两个方面来解决上述问题。 第一,静态信息精度的分析判断。本文全面的分析了AIS静态信息如MMSI、船名、呼号以及IMO编号等错误的情况,提出了通过在SQL Server 2008数据库平台上建立样本数据库并对接收到的解码后的AIS静态信息进行检索比对来分析其精度的方法,并对发送不符合精度要求的AIS信息的船舶向驾驶员或VTS工作人员等AIS设备使用人员提出预警并纠错。 第二,动态信息(主要是船位信息)精度的分析判断。通过建立的卡尔曼滤波数学模型,在Visual C++6.0平台上使用MFC类库实现卡尔曼滤波器的效果,综合考虑GPS误差和实际试验结果来确定船位信息精度的分析评判阈值,对于船位误差超过这一阈值的船舶,向驾驶员提出预警,提醒驾驶员注意,根据实际情况发布合理的船舶操纵指令。


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