“目前船舶使用的定位系统及定位方法有哪些 ?”
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发布时间：2022-04-23 05:39
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时间：2022-05-02 04:57
【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)、
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时间：2022-05-02 06:15
1、系统导航（有个声音时时刻刻在告诉你：你到西直门了，你到东直门，你到大前门了）
2、惯性导航（你自己闭上眼睛默念：向前走了三步，左转，再走十五步）
3、雷达导航（你闭着眼睛问一个睁着眼的人：我到哪了？我到哪了？）
我们学校的信息学院有两个帮派：导派和舶派（听起来像变形金刚一样吊炸天吧）导派就是导航方向，舶派就是船舶交通管理系统方向，后面这两派的作用都会讲到。
先说第一条，系统导航分为陆基和星基，不是搞基谢谢。星基就是利用卫星导航，全世界现在有四个星基导航系统：美利坚的鸡屁艾斯，大欧盟的伽利略，毛子的GLONASS，还有我大中华的北斗。
先说说 GPS，最通用的民用导航方式。基本原理就是利用卫星进行定位，获得船舶经纬度，再将坐标输入电子海图用以判断船舶现有的位置。
但是自从有了GPS，很多船长就丧失了一条财路。过去的话比如编个航海日志说前方有风暴，要绕路，但是实际上什么都没有。那么那些谎称被绕路所用掉的油就是被船长卖掉了然后大家分一分。自从有了GPS，航海记录没法编了，这条财路就断了。
但是GPS是94年建成的，而船舶航行的历史已经有几百年了。在GPS出现之前是岸基导航，就是在航海范围内设置信号站，信号站不停的发射信号，船舶接收到多个信号站的信号并将其加以综合得到自己现有的位置。
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时间：2022-05-02 07:50
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时间：2022-05-02 09:41
