gps技术在海上航标监控中的作用
摘要：简单介绍应用gps及无线通信技术设计的海上航标监控系统的组成。着重论述利用gps进行浮标位置监测，研究了利用dgps改善定位精度的实现技术。

关键词：gps(dgps)；浮标监控；位置监测；撞击无线通信技术

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当前，为了适应海上交通流量大、安全通航的要求高，使航标管理部门（海事局航标处）及时掌握航标的工作状态与相关信息，做到及时、有针对性地对航标设备进行维护与检修，降低维护成本，提高管理效率，研究开发航标自动监控系统具有重要意义。

航标是为海上船舶提供导航信号的助航设备。航标设备运行状况，航标位置，将直接影响船舶的安全航行。在受轮船冲撞、潮流涨落、灯器故障等人为和自然因素的影响下，航标会发生位置偏离、标志损坏、电池老化、灯器状态不正常等。因此，必须能够实时掌握航标工作状态信息，快速排除故障，确保船舶航行安全

1 航标监控系统的组成

航标监控系统由控制中心、无线通信系统、终端设备三部分组成，

控制中心主要由前置机、服务器和数据库、gis客户端平台组成。其中，前置机由微控制器、通信模块、gps接收机组成；在微控制器的控制下，通信模块以短消息或者gprs通信方式通过专网或者internet网络实现命令和数据传送；服务器包括通信服务器、数据管理服务器和信息服务器，其中通信服务器完成短消息或者gprs通信方式的命令和数据传送；数据管理服务器主要完成数据解析、存储、处理等功能，通过数据解析自动生成各种报表，通过处理完成数据分析、处理、判断、报警等功能；信息服务器主要用于为各个管理用户提供数据。gis客户端平台为一客户端软件，以s57电子海图为基础，在其上叠加航标信息实现可视化实时的航标信息显示、查询、报表等功能。

无线通信系统采用gsm无线通信系统，可提供sms和gprs两种数据通信服务。

终端设备由以下几个功能部分：微控制器、gps-oem板、通信模块、数据采集模块、电源。微控制器采用低功耗、片上2个uart，32kflash，1024+256ram winbond w77e58。gps-oem板选用了garmin-15l模块，它可以提供经度、纬度、速度、高度、日期、世界协调时间(utc)、gps卫星工作状态等信息。通信模块采用benq m22模块，它具有gsm900/dcs1800/pcs1900三频工作模式；短消息业务；gprs数据业务；电源、电压范围：3.3v~3.8vdc。数据采集模块包括：l个rs-232口、1个rs-485口(预留5个接线端子口)和1个多路12位高精度a/d通道，可实现同时对多种具有modbus通信协议接口的航标进行数据采集，并可进行航标的工作电压、工作电流等测量。系统还可通过增加传感器，实现其他信息，如：温度、湿度、雾、风向、风速等信息的采集与传输。电源部分采用太阳能电源并配备较大容量的蓄电池，能够在符合航标规范下保持连续供电。

在航标监控系统中，如何准确地判断航标是否漂移和撞击是系统实现的关键技术，本文针对gps在解决航标位置偏移、航标受撞击判断等关键问题中的应用进行初步的探讨。

2 航标位置漂移分析

航标位置是否漂移，只要准确的确定航标的位置，就可判断它。我们采用的定位方法是gps定位技术。

2.1 gps定位误差

采用结构简单、价钱便宜的gps-oem板，是实现航标位置的实时和定时监测的理想方案。但是，由于gps系统中，空间卫星存在多种误差；电波传播途径中会产生：电离层和对流层延迟误差、多路径效应；接收设备有也存在不可消除的一些误差；因此，gps定位存在误差。根据我们对garmin-15l gps oem板进行的定点测量，测量结果表明它的定位精度可达10~15m(95%)。虽然精度比较高，但是还会存在一些误