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“目前船舶使用的定位系统及定位方法有哪些 ?”
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)、
船舶定位的介绍
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。
船舶AIS与GPS的作用是什么？有什么区别？
AIS：识别船只、协助追踪目标、简化信息交流、提供其它辅助信息以避免碰撞发生。
GPS：导航、测量、授时。
区别如下：
1、名称区别：AIS全称叫做船舶自动识别系统，GPS全称叫做全球卫星定位系统。
2、功能区别：AIS具有识别目标船的航向、航速、呼号、船长、船宽、吃水、船位、目的港等作用；GPS主要的作用就是定位，并能授时，测算船舶航迹向、航速、风流压差、已经进行导航。
3、AIS没有盲区，不易丢失目标。AIS的航速、船位、航迹向由GPS提供，船首向由电罗经提供。没有GPS，也不会有AIS的船位、航速、航迹向。
扩展资料
AIS的主要优点：
1、自动进行船-岸、船-船间通信，交换各种信息。
2、自动进行船-岸、船-船间识别，协助了望和避碰。
3、利用SMS联系，减少手动输入和VHF呼叫通话。
4、无须借助ARPA雷达自动观测和识别AIS船舶。
5、AIS信息输入给ARPA雷达、电子海图、组合导航设备，增强了信息的使用价值。
参考资料
百度百科-GPS
百度百科-AIS
定位系统的种类
GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。
按接收机的用途分类
1．导航型接收机
此类型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的位置和速度。这类接收机 一般采用C/A码伪距测量，单点实时定位精度较低，一般为±10m，有SA影响时为±100m。 这类接收机价格便宜，应用广泛。根据应用领域的不同，此类接收机还可以进一步分为：
车载型——用于车辆导航定位；
航海型——用于船舶导航定位；
航空型——用于飞机导航定位。由于飞机运行速度快，因此，在航空上用的接收机 要求能适应高速运动。
星载型——用于卫星的导航定位。由于卫星的速度高达7km/s以上，因此对接收机的要求更高。
2．测地型接收机
测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要采用载波相位观测值 进行相对定位，定位精度高。仪器结构复杂，价格较贵。
3．授时型接收机
这类接收机主要利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用于天文台及无线电通讯中时间同步。
4．2．2 按接收机的载波频率分类
单频接收机
单频接收机只能接收L1载波信号，测定载波相位观测值进行定位。由于不能有效消除 电离层延迟影响，单频接收机只适用于短基线（15km）的精密定位。
双频接收机
双频接收机可以同时接收L1，L2载波信号。利用双频对电离层延迟的不一样，可以消除电离层 对电磁波信号的延迟的影响，因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。
4．2．3 按接收机通道数分类
GPS接收机能同时接收多颗GPS卫星的信号，为了分离接收到的不同卫星的信号，以实现对卫星信号 的跟踪、处理和量测，具有这样功能的器件称为天线信号通道。根据接收机所具有 的通道种类可分为：
多通道接收机
序贯通道接收机
多路多用通道接收机
4．2．4 按接收机工作原理分类
码相关型接收机
码相关型接收机是利用码相关技术得到伪距观测值。
平方型接收机
平方型接收机是利用载波信号的平方技术去掉调制信号,来恢复完整的载波信号 通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差，测定伪距观测值。
混合型接收机
这种仪器是综合上述两种接收机的优点，既可以得到码相位伪距，也可以得到载波相位观测值。
干涉型接收机
这种接收机是将GPS卫星作为射电源，采用干涉测量方法，测定两个测站间距离。
经过20余年的实践证明，GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。 GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。
海运船舶的分类
船舶根据用途可以分为民用和公用两种类型。民用船舶主要有货船、客船、工程船、特种船、渔业船等类型。大致分类如下：
1.干货船
杂货船、散货船、水泥运输船、集装箱船、滚装船、多用途货船、木材船、水产品运输船、重大件运输船、干货驳、汽车渡船、挂桨机船、冷藏船、火车渡船、矿散油船、半潜船、矿砂船、汽车运输船、运粮船、运煤船、运畜船、载驳船、集装箱驳、自卸船、重吊船、钢板运输船、其它干货船
2.液货船
油船、化学品船、化学品船/油船、液化气船、沥青船、油驳、成品油船、其它液货船、泥驳
3.客船
客船、客货船 、客渡船、车客渡船、游船、高速客船、客驳船、滚装客船、客箱船、火车渡船、接待船、住宿船、游艇、其它客船
4.工程船
采沙船、挖泥船、疏浚船、打捞船、打桩船、起重船、搅拌船、布缆船、吹泥船、工程驳、铺管船、下水驳、甲板驳、叉装船、抛石船、铺排船、钻爆船、自航驳、采金船、其它工程船
5.工作船
平台供应船、破冰船、航标船、有污水处理船、供应船、垃圾处理船、溢油回收船、拖船、推船、救助船、交通船、修理船、带缆船、供水船、供油船、消防船、引航船、复氧船、操锚船、其它工作船
6.海洋工程
钻井平台、浮式生产储油船、平台供应船、钻井船、油田守护船、风电安装船、潜水工作船、三用工作船、储油平台、修井平台、生活平台、定位船、钻井驳、修井驳、铺管船、铺石船、过驳平台船、海洋工程辅助船、半潜式海洋平台、多用途工作船、其它海洋工程船
7.特种船
科研船
、浮船坞、摩托艇、帆船、趸船、水上平台、调查船、勘探船、科考船、医院船、实习船、潜水船、气象船、地效翼船、测量船、水翼船、气垫船、餐饮船、其它特种船
8.渔船
围网渔船、拖网渔船、刺网渔船、延绳钓渔船、捕虾船、捕鲸船、水产加工船、采蛎壳船、金枪渔船、远洋渔船、活鱼舱船、休闲渔船、冷藏渔船、收鲜船、鱿鱼钓船、其它渔船
9.公务船
海警船、监察船、检疫船、缉私船、执法船、航政船、联检船、渔政船、巡逻船、指挥船、税务艇、公安艇、海防艇、其它公务船
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