航标监控及高精度定位技术研究
摘 要：航标是重要的水上助航设备，随着海运事业的迅速发展，海上船只越来越多，航标管理工作也迎来了新挑战。传统的人工管理方式已难以满足航标管理要求，因此急需研发航标监控系统。本文首先介绍了我国航标管理现状，并总结了目前存在的问题，然后有针对性地设计了一套高效可靠的航标监控系统，对系统的软硬件实现进行了详细的阐述。最后设计了航标高精度定位算法，使航标定位更加准确。本文的研究对航标监控和定位有重要的参考意义。
关键词：航标监控 GPS定位 定位误差
1.前言
航标的定位最终是采用无线电设备完成的，但这些设备体积大、耗电多、性能差，很快被抛弃了。后来又采用甚高频无线设备对航标进行监控，然而始终无法解决抗干扰和通信距离等关键问题。近年来西方航运大国开始采用现代化航标监控系统，大大提高了省事管理水平。我国的航标技术发展得益于在长江和三峡库区的大规模应用和探索，目前正稳步走向数字化和信息化。但总体看来，我国研制的航标监控系统在可靠性和精度方面仍然存在很大的不足。因此有必要开发更可靠更精准的航标监控系统。
2.系统概要设计
2.1功能需求分析
航标作为重要的船舶助航设施，要求航标监控系统必须能够很好地指示航标的实时位置。具体说来，航标监控系统首先需要具备基本的数据采集功能，以预设的频率采集航标的电量和经纬度等信息，并与远程控制中心建立通讯连接；其次，系统还需提供信息查询功能，管理人员可以随时通过监控系统获得有关航标的各项状态数据；再次，系统还必须具有故障告警功能，当航标出现偏移、失电、灭灯或其它故障现象时，可以通过远程通信的方式将故障信号传输到远程控制中心；最后，系统还应提供参数设置功能，让管理人员可以按需求对航标终端的主要参数进行设置。
2.2终端系统总体设计
根据以上功能需求，本文將整个航标监控系统划分为远程监控中心、无线通信模块和现场终端设备三大部分组成。远程监控中心的功能是对航标进行实时监控，同时负责终端上传数据的处理和展示；无线通信模块的作用是完成远程监控中心和航标终端之间的数据传输，无线通信采用SMS方式实现。终端设备安装在航标上，它由主控单元MCU、GPS采集芯片、GSM无线通信芯片和其它控制电路构成。
2.3终端硬件选型
航标终端作为监控系统的数据采集源，其电路设计应该具有高度可靠、高度集成、高速运算、易于扩展等特点。基于此，电子元器...
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