[发明专利]基于GPS的船舶航向输出器

说明书

(一)技术领域

本发明属于GPS导航领域，尤其涉及一种基于GPS的船舶航向输出器。

(二)背景技术

现有的全球定位系统(Global Position System，GPS)导航系统通常应用在拥有较大的或可触摸的或彩色的显示屏的电子设备上，以满足导航过程中浏览电子地图、检索信息输入、电子地图动态导引的需要。

但在现有船舶导航中，GPS通常单独配置，和别的设备不产生联系。另一方面，在实际船舶导航系统中，为了获得物体的实际航向信息，通常有以下几种方案：(1)使用电罗经，电罗经输出的航向准确，可靠性高。但一台电罗经通常需要数十万元。昂贵的价格使得民船对电罗经望而却步。(2)利用磁罗经或电子罗盘来为船舶提供实际的航向信息，但磁罗经或电子罗盘易收磁场信号的干扰，存在着可靠性欠佳的缺点。(3)直接使用单个GPS输出的航向信息也有人提出，但由于单个GPS在船舶低速运动时，输出的航向误差大，并且在船舶静止不动时，也会有航向输出，直接使用效果并不是很好。并且，严格的讲，航向一般指的是船舶的质心的运动方向，但为了接收GPS信号，通常GPS并不可能安装在质心位置。(4)使用多个GPS进行信息融合计算出船舶的运动方向，该方法一般在船舶的多个不同的位置安装GPS，利用位置信号进行计算，从而得出运动方向。但由于GPS位置信号一般有误差，如果船体本身比较小，位置信号误差对整个计算结果影响很大，计算结果的可靠性得不到保证。

(三)发明内容

为了克服已有船舶航向输出器的不能同时兼顾航向准确性和制造成本的精度低的不足，本发明提供一种能够准确测量航向、成本低的基于GPS的船舶航向输出器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于GPS的船舶航向输出器，包括用于接收GPS信号的GPS模块、用于信息处理的中央处理器、用于输出的输出单元、用于存储数据的存储单元，所述GPS模块连接中央处理器，所述存储单元与中央处理器数据连接，所述中央处理器连接输出单元，所述的中央处理器包括：起始点设定单元，用于根据船舶启航时，接收GPS模块的经纬度数据信息，设定启航点为起始点；航向计算单元，用于当接收一个来自GPS模块的信息后，提取当前的经纬度信息，并通过中分纬度算法计算相对于起始点的航向，并向输出单元输出；所述GPS模块分别连接起始点设定单元、航向计算单元，所述起始点设定单元的输出端连接航向计算单元的输入端，所述航向计算单元的输出端连接输出单元。

进一步，所述的中央处理器还包括：线性回归点保存单元，用于接收每一个来自GPS模块的信息后，提取每个点的经纬度信息，并依照线性回归点数据的时间间隔，提取线性回归点的经纬度信息；线性回归计算单元，用于依照各个线性回归点的经纬度信息，用最小二乘法进行曲线拟合，并输出拟合后的航向；所述的GPS模块连接线性回归点保存单元，所述线性回归点保存单元连接线性回归计算单元，所述线性回归计算单元连接输出单元。

更进一步，所述的船舶航向输出器还包括用于系统设定输入的按键、用于显示的LCD显示设备，所述按键连接起始点设定单元，所述输出单元连接LCD显示设备。

所述的输出单元包括带隔离的串行输出单元和串行接口输出单元。所述的存储单元为用于掉电保护的EEPROM单元。所述的GPS模块为嵌入式GPS模块。

本发明的技术构思为：设计了一种船舶航向的输出仪器，包括用于接收GPS信号的嵌入式GPS模块，用于信息处理的中央处理器，用于输出的带隔离的串行输出单元及串行接口输出单元，用于显示的LCD单元，用于设定的面板控制单元，用于掉电保护的EEPROM单元。