GPS的航海導航應用
GPS系統的出現克服了TRANSIT系統(最初設計主要服務于極區,不能連續導航,其定位的時間間隔隨緯度而變化。)的局限性,不僅精度高、可連續導航、有很強的抗干擾能力; 而且能提供七維的時空位置速度信息。在最初的實驗性導航設備測試中,GPS就展示了其能代替 TRANSIT和路基無線電導航系統,在航海導航中發揮劃時代的作用。今天很難想象哪一條船舶 不裝備GPS導航系統和設備,航海應用已名副其實成為GPS導航應用的最大用戶,這是其他任何領域的用戶都難以比擬的。
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GPS航海導航用戶繁多,其分類標準也各不相同,若按照航路類型劃分、GPS航海導航可以分為五大類:遠洋導航;海岸導航;港口導航;內河導航;湖泊導航。不同階段或區域,對航行安全要求也因環境不同而各異,但都是為了保證最小航行交通沖突,最有效地利用日益擁擠的航路,保證航行安全,提高交通運輸效益,節約能源。按照導航系統的功能劃分大致有以下幾類:
1 自主導航
自主導航系統適于上述五種航路的任何一種,它基本上是一種單純的導航系統,其主要特征 是僅向用戶提供位置、航速、航向和時間信息,也可包括海圖航跡顯示,不需通信系統。 適應于任何海面、湖面和內河上航行的船舶,從大型遠洋貨輪到私人游艇。
2 港口管理和進港引導
這種系統主要用在港口/碼頭的船舶調度管理、進港船舶引導,以確保港口/碼頭航行的 安全和秩序。該系統需要雙向數據/話音通信,以便于領航員引導船舶;港區情境/海圖顯示, 以表明停泊的船舶和可利用的進港航線,避免沖撞。這種系統對導航系統的精度要求高, 要采用差分GPS和其他增強技術。
3 航路交通管理系統
這類系統與2類似,但主要用于近海和內陸河航路上的船舶導航和管理,通常需要衛星通訊系統支持,如INMARSAT等。
4 跟蹤監視系統
這類系統主要用于海上巡邏艇、緝私艇及各種游艇,特別是私人游艇以防盜。根據具體的使用對象,有些系統需要給出導航參量和雙向數據/話音通訊,如緝私艇。而有時則不需要給出 導航參量,如用于私人游艇防盜,僅需要單向數據通訊,一旦發生被盜,游艇上的導航系統 不斷把自己的位置和航向送到有關中心,以便于跟蹤。
5 緊急救援系統
系統也包括兩棲飛機,直升機和陸地車輛。它適應于所有五類航路,用于搜尋和救援各種海面、湖面、內河上的遇險、遇難船舶和人員。這類系統需要雙向數據/話音通信,要求 響應時間快、定位精度高。
6 GPS/聲納組合用于水下機器人導航
該類組合系統可用于水下管道鋪設和維修(需要視覺系統),水文測量以及其它海下作業,如用于港口/碼頭水下勘測,以便于進場航道阻塞物清除,保證航道暢通,也可用于遠洋捕撈,漁船作業引導等。
7 其它應用
所采用的導航技術主要有:
GPS(GNSS);
聲納技術;
INS;
航海圖
無線電導航技術;
圖象匹配技術;
其它技術。
所采用通信技術主要有:
FM和TV副載波單向數據/話音通信;
信標臺網雙向數據通信。
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