作者：hacker发布时间：2022-10-17分类：网络黑客浏览：99评论：1
海事针对内河航道上的船舶安装了很多的身份识别的系统，比如船载自动 识别系统（AIS)、无线射频识别（RFID)、场间测试信号（VITS)、卫星定位、雷达等。每一个系 统都会有一个经炜度位置，这会导致后台系统无法判别哪一个经炜度的位置才是准确的。 另外，由于这些系统都是单独存在，无法与闭路电视摄像机（CCTV)进行联动，这会导致海 事部门无法通过查看CCTV视频来确认船舶的身份。现有的海事系统中CCTV与定位系统是 分离的，要么只能通过CCTV查看船舶的实时视频，要么只能通过定位系统在地图上查看船 舶的位置，这种方式有个很大的不足，海事人员无法单独通过CCTV或者AIS准确定位船舶 的信息。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种船舶定位系统及方法。
[0004] 一种船舶定位系统，包括：位置信息获取单元，用于从多个不同定位端获取船舶的 多个位置信息；排序单元，用于对获取到的多个位置信息按照优先级进行排序，将优先级大 于设定阈值的多个位置信息发送至融合单元；融合单元，将优先级大于设定阈值的多个位 置信息进行融合，得出唯一的船舶经炜度坐标；监控单元，用于根据船舶经炜度坐标获取船 舶监控影像。
[0005] 可选的，所述位置信息包括船舶当前所处的经炜度、位置信息获取的时刻以及定 位端标识。
[0006] 可选的，所述对获取到的多个位置信息按照优先级进行排序，具体包括：将各定位 端所获取的船舶位置信息的时刻与当前时刻相减，得到各定位端所发送的位置信息距离当 前时刻的时长，按照时长从小到大的优先级顺序对所述多个位置信息进行排序。
[0007] 可选的，所述多个不同定位端包括413、1^10、￥几3、卫星定位、和/或雷达。
[0008] 可选的，所述将优先级大于设定阈值的多个位置信息进行融合，得出唯一的船舶 经炜度坐标，具体包括：在当前时刻t，设此时船舶的真实位置为Pt,在t时刻之前，优先级 大于设定阈值的多个位置信息中的位置坐标分别为朽、^、巧，设这三个坐标分别对应 三个点分别是A、V、G，矢量速度为％、％、％，且分别距离t时刻S、较、巧，根据该 坐标和矢量速度，计算出t时刻船舶的参考位置茗、轻、每，其中：
_1] G 点：?=?+?*? (3)
[0012] 以大地作为参考系，根据参考位置，计算A、V、G三点所对应的参心大地坐标分别 为（BA，LA，HA)、（Bv，Lv，H v)、（Bc，Lc，Hc)，其中，该坐标系是以参考椭球的中心为坐标原点， 椭球的短轴与参考椭球旋转轴重合；B是大地炜度，是以过地面点的椭球法线与椭球赤道 面的夹角；L是大地经度，以过地面点的椭球子午面与起始子午面之间的夹角；H为大地高 度；
[0013] 把大地坐标转换成空间直角坐标，转换公式为：
[0015] 在空间直角坐标系中，1)以参心0为坐标原点；2)Z轴和参考椭球的短轴相重合； 3) X轴与起始子午面和赤道的交线重合；4) Y轴在赤道面上与X轴垂直，构成右手直角坐标 系O-XYZ ;在上述公式⑷中，N为椭球面卯酉圈的曲率半径，e为椭球的第一偏心率，a、b 椭球的长短半径，W为第一辅助系数；其中：a = 6378. 137km ;b = 6356. 7523141km ;
[0019] 把A、V、G三点的坐标代入上述公式（5) -(7)，计算得到A、V、G相对应的空间直角 坐标分别为（XA，YA，ZA)、（Xv，Y v，Zv)、（Xs，Ys，Zs);把A、V、G三点融合成一点，令该点为S点， 算法如下：
[0021] 由此得到S点坐标为（XS，YS，ZS);为了得到经炜度坐标，把空间直角坐标转换成大 地坐标，转换公式如下：
[0022] CN 105180943 A 说明书 3/9 页
[0023] 经过融合单元处理之后，便得到唯一经炜度坐标S点为（Bs，Ls，H s)。
[0024] 可选的，所述用于根据船舶经炜度坐标获取船舶监控影像，具体包括：设得到的船 舶经炜度坐标为S点，获得摄像头与S点的水平距离a，摄像头与地面距离b是已知的，根据 直角三角形勾股定理：
[0026] 获得摄像头与S点的距离c，由此对摄像头焦距进行调整，根据该直角面，同时可 以确定该摄像头的俯角α为：
[0028] 接下来求出S点相对于摄像头的真方位角，即从某点的真北方向线起，依顺时针 方向到目标方向线间的水平夹角，采用站心地平坐标系来计算真方位角；设摄像头的位置 为M点，该点的大地坐标为（BM，LM，ΗΜ)，经上述坐标转换公式（4)，转换为空间直角坐标，即 (XM，YM，Zm)，以M点所在的坐标系为站心直角坐标系，记为M-NEU，已知M点、S点的空间直角 坐标，根据两坐标系之间的平移旋转关系，得到：
CN 105180943 A 说明书 4/9 页
[0035] 则M点至S点的方位角为：θ = arctan(E/N) (18)
[0036] 依据定义该方位角即为真方位角，根据真方位角θ，调整摄像头位置。
[0037] -种船舶定位方法，包括如下步骤：SlOO :从多个不同定位端获取船舶的多个位 置信息；S200 :对获取到的多个位置信息按照优先级进行排序，将优先级大于设定阈值的 多个位置信息发送至融合单元；S300 :将优先级大于设定阈值的多个位置信息进行融合， 得出唯一的船舶经炜度坐标；S400 :根据船舶经炜度坐标获取船舶监控影像。
[0038] 可选的，所述位置信息包括船舶当前所处的经炜度、位置信息获取的时刻以及定 位端标识。
[0039] 可选的，所述步骤S200具体包括：将各定位端所获取的船舶位置信息的时刻与当 前时刻相减，得到各定位端所发送的位置信息距离当前时刻的时长，按照时长从小到大的 优先级顺序对所述多个位置信息进行排序。
[0040] 可选的，所述多个不同定位端包括413、1^10、￥几3、卫星定位、和/或雷达。
[0041] 本发明的有益效果是：本发明通过经炜度位置的融合算法得出经炜度后，与监控 系统进行联动，能让海事人员在视频中就能准确得知船舶的相关信息，从而可以准确的定 位船舶进行视频监控。
【附图说明】
[0042]图1是本发明船舶定位系统的结构示意图；
[0043] 图2是空间大地坐标系；
[0044] 图3是空间直角坐标系；
[0045] 图4是监控单元与S点联动示意图；
[0046] 图5是站心地平直角坐标系与空间直角坐标系示意图；
[0047] 图6是本发明船舶定位方法的流程图。
【具体实施方式】
[0048] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全 部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发 明的本发明的船舶定位系统包括依次连接的位置信息获取单元、排序单 元、融合单元、和监控单元。该系统首先通过位置信息获取单元收集所有定位端上传上来的 船舶位置信息，接着排序单元和融合单元通过相关的规则判断、计算得出唯一的一个经炜 度信息，用于精确的表示船舶的地理位置。系统将精确的地理位置发送至监控单元，监控单 元根据自已视频范围内的船舶图像结合上传上来的地理位置，可在视频中船舶的上方设计 一个浮动窗，用于显示出该船舶的相关信息。
[0051] 位置信息获取单元，其用于从不同定位端获取船舶的多个位置信息，一般而言，船 舶上会安装多种定位端，例如第一定位端（可以是AIS)、
目前船舶使用的定位系统主要有卫星导航、激光坐标、GPS、北斗导航系统等。
作为一名航海人怒答。当前船舶航行主要的定位方式有古老的天文定位，半自动的路标定位以及全自动的卫星定位。先说全自动的卫星定位，目前商船的卫星定位系统几乎都是GPS，天朝部分渔船或者内河船舶可能用的是北斗系统，卫星定位和汽车导航差不多，船上的卫星信号接收终端可以直接接收到本船的动态信号（船位，速度，航向），再转入到船舶雷达和电子海图系统，船员可以直接从电子海图上看到船舶现在在哪里，正在朝哪个方向走，甚至还可以计算出还有多长时间能到目的地。再说半自动的路标定位，当GPS出问题的时候，如果你不是在太平洋中间，一眼望去茫茫大海上还能看到一两个小岛，那么恭喜你，赶紧把海图找出来吧，利用小岛的高度，形状，陡峭程度等你观察到的一切信息把它从海图上找出来，然后通过雷达测出小岛在相对于船舶的方位和距离，慢慢在海图上推导出你的大概位置吧，如果你连雷达也罢工了，那么少年，拿起望远镜再去找个小岛吧，找到后拿起方位仪郑重的放在罗经（高精版的指南针）上，优雅的撅起屁股来测量小岛的方位，最后海图上从小岛上画出两条直线，看到直线的交点后可以擦擦满头大汗了，终于搞定船舶的大概位置了。最后说下天文定位这门古老的技艺吧。当你在茫茫大海上GPS,雷达、电子海图什么的通通都不好用，是不是有欲无泪的赶脚，不要怕，擦干泪，我们至少还有天文定位。找出快发霉的教科书，擦好生锈的六分仪（天文定位仪器），在一个满天繁星的夜晚，仔细辨别出牛郎星、织女星、北斗星、天蝎座、狮子座、小熊大熊甚至是狗熊座，挑三颗测量吧，经过一昼夜的运算、查阅，终于得到了一个船位三角形，仔细的把它画在海图上，什么!现在船位已经在北京城了？？！!是的，天文定位就是这么一门几近失传而又不太靠谱的定位方式。这就是船舶常用的几种定位方式，总的来说，GPS定位是目前最普遍也是最稳定的定位方式，当船舶在沿岸航行时，利用路标定位的方式也会经常用到，而船舶在进出港航道航行时，一般都会用到叠标定位来核实船舶是否航行在航道中间，需要说明的是，考靠码头的时候视线好的话十几公里外是可以看到码头的，靠泊时基本上是很少用到GPS的，绝不会有人因为GPS装在船尾而导致船头撞上码头，请相信一名海船船长和引航员的基本素质。
从目前的技术手段来看，有以下三种主流的定位方式：
1、沿海CDMA网络定位船舶
即通过中国电信的CDMA网络（原属中国联通）实现对沿海船舶的动态监控。该定位方式要求船基安装发射装置，岸基安装接收装置，通过CDMA网络实现船舶动态的数据传输。该定位方式突出的缺点是只能在沿海有CDMA信号的地区使用，比较适合于沿海运输船舶。
2、卫星定位船舶
指通过船载的卫星发射和接受装置向公司传输船位数据。这种方式不受船舶所在海区的限制，可以较好的实现全天候监控。但是突出的缺点是卫星通讯费用昂贵，不适合于持续监控。
3、AIS定位船舶
指通过船载的AIS系统所发送的信号实时掌握船舶动态数据。AIS全名为船舶自动识别系统，目前全球任何500总吨以上的船舶都强制安装AIS系统，因此覆盖的船舶范围非常广泛。由于岸基AIS系统发射的信号只能覆盖周围30海里的距离，因此通过AIS系统只能实现港区内的船舶动态监控。而卫星AIS系统是一颗或者多颗低轨道的卫星(卫星轨道高度在600 km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。目前卫星AIS应用的比较少，只有BLM-Shipping利用低轨卫星提供船舶AIS定位与追踪服务。
目前测定船位比较精确的有如下几种:
1:GPS,使用全球定位系统的精度最高,虽然有误差码的存在.
2:天体定位,北极星高度测定纬度,太阳中天高度测定经度,只要计算合理内插准确,精度不亚于GPS.
3:雷达定位:需要沿岸物标的参考,精度一般
4:罗兰定位,目前使用不多,精度比较差
5:海上无线电定位:受干扰大,不精确
船舶定位有两种含义：一种是用导航仪表确定船在地球表面的坐标点，或不参考原先任何位置基准独立确定船的精确位置；另一种是指使船舶或浮动平台保持在设定位置或方位上的一种定位方法。20世纪50年代以来，随着海洋开1技术的发展，出现了动力定位技术。动力定位就是通过自动控制系统，使船舶或浮动平台利用其自身的动力抵御海上风、波浪和海流的影响，自动地就为并保持在设定位置或方位上的一种定位方法。
标签：船舶定位方法的现状
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访客 评论于 2022-10-17 21:55:02 回复
方位角，根据真方位角θ，调整摄像头位置。[0037] -种船舶定位方法，包括如下步骤：SlOO :从多个不同定位端获取船舶的多个位 置信息；S200 :对获取到的多个位置信息按照优先级进行排序，将