[发明专利]根据水位变化自动在电子航道图上生成虚拟航标的方法

权利要求书

1.一种根据水位变化自动在电子航道图上生成虚拟航标的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在河段上安装带GPS定位的水位自动遥控检测装置；

水位遥控检测装置采集水位传感器数据和GPS位置数据，并进行分析、保存；

水位遥控检测装置通过GPRS模块采用无线连接方式与管理中心计算机连接，传输水位数据和GPS数据到管理中心计算机，并接收和执行管理中心计算机下传的指令；

管理中心计算机安装数据接收配套软件，实时接收水位遥控检测装置上传的信息并保存在数据库中，并向终端计算机发布这些水位信息数据；

终端计算机安装数据处理绘图配套软件，自动接收管理中心计算机发来的水位数据，并对数据进行分析和处理，根据处理结果S在现有的电子图层信息基础上自动生成虚拟航标，并在电子航道图上显示新的虚拟航标信息，安装了此种设备的船舶可以根据虚拟航标进行导航行驶。

2. 根据权利要求1所述的一种根据水位变化自动在电子航道图上生成虚拟航标的方法，其特征在于：水位遥控检测装置包括嵌入式控制中心、水位检测传感器、GPS定位模块、GPRS无线通信模块和工作电源模块，其中在嵌入式控制中心的控制板上设有两个RS232串口、直流电源接口、传感器接口；工作电源通过直流电源接口与嵌入式控制中心连接，GPS模块通过RS232串口与嵌入式控制中心连接，GPRS模块通过RS232串口与嵌入式控制中心连接，水位监测传感器通过传感器接口与嵌入式控制中心连接。

3.根据权利要求1所述的一种根据水位变化自动在电子航道图上生成虚拟航标的方法，其特征在于：管理中心计算机是一台带公网IP的计算机，安装了Mysql数据库系统。

4.根据权利要求2所述的在电子航道图上自动生成虚拟航标的方法，其特征在于：嵌入式控制中心可以是单片机，或者是微处理器。

5.根据权利要求2所述的一种根据水位变化自动在电子航道图上生成虚拟航标的方法，其特征在于：GPRS无线通信模块是一种基于GPRS网络、内嵌完整TCP/IP协议的无线调制解调器，与管理中心计算机实现无线连接和通讯。

6.根据权利要求2所述的一种根据水位变化自动在电子航道图上生成虚拟航标的方法，其特征在于：水位检测传感器为压力传感器，它通过一个带钢针的防沙钢桶固定在河道的水面以下，通过电缆与嵌入式控制中心连接。

7.根据权利要求2所述的一种根据水位变化自动在电子航道图上生成虚拟航标的方法，其特征在于：所述工作电源是直流电源，包括太阳能电池板与蓄电池组合的电源或者蓄电池或交流电源经转换后的直流电源。

8.根据权利要求2所述的一种根据水位变化自动在电子航道图上生成虚拟航标的方法，其特征在于：所述嵌入式控制中心与GPS模块连接，实时接收GPS位置信息，并与上一次保存的信息对比，如果位置变化大于原来设定的值，就向系统发送移动报警的信息，起防盗作用。

9. 根据权利要求1所述的一种根据水位变化自动在电子航道图上生成虚拟航标的方法，其特征在于：电子图层信息是前期已经制作好的地图中的数据集：一是记录现有航标的位置及状态、是虚拟航标还是实际航标的航标信息数据集，二是由两条相同高程值的等高线组成，记录这个高程值浅水区的面数据集，三是由两条相同高程值的等高线组成，记录这个高程值深水区的面数据集，四是由左右两条线组成的航槽的面数据集，五是航槽中线数据集，六是跨河桥梁建筑或江心岛屿、礁石等障碍物数据集。

10.根据权利要求1所述的一种根据水位变化自动在电子航道图上生成虚拟航标的方法，其特征在于，自动生成虚拟航标的过程如下： 

（1）系统调取上次生成虚拟航标后保存的水位信息值S0和平均高程值H0；

（2）程序接收管理中心发来的水位信息值S，并对数据进行分析，根据最新的水位信息与上一次保存的水位信息S0比较，如果相差超过约定值则进行虚拟航标的自动生成；

（3）根据航槽中线每隔10米取一个点，每次取10个，分别在这些点做中线的垂线，这些垂线在中线两边分别与航槽、深水区、浅水区的边线相交，记录相交点并记录垂足到这些点的距离L1，L2，L3；

（4）放置虚拟航标前，先清除航标信息数据集里面的虚拟航标信息；

（5）对符合下列条件的放置虚拟航标：

C1、如果L2－L1<5表示航槽边线比较接近深水区的边线，也就是航槽与浅水区比较接近；如果L3－L1<10表示航槽边线比较接近浅水区的边线，也就是航槽与河岸比较接近；这两种情况都表示需要防止虚拟航标，但是只取这10个点中L2－L1最小或L3－L1最小的点来摆放；

C2、计算航槽中线拐弯比较大的地方，计算方法为连续5条垂线中有两条相交且角度大于45度，拐弯点为航槽中线上这两个垂点的中点，在拐弯点垂线与航槽的边线相交点摆放虚拟航标；

C3、查找河流会合口和分叉口，需要根据航槽宽度区别主流与支流，支流航槽中线与主流航槽边线相交点放置虚拟航标，航槽边线相交处分别放置虚拟航标；如果主流与支流相差不大，则在中线相交点放置虚拟航标；

C4、如果垂线与跨河桥梁建筑或江心岛屿、礁石等障碍物数据集的面记录相交，且距离小于L1，说明在航槽中间存在危险物，在相交的边线上摆放虚拟航标；

C5、如果都不属于上述情况，则每隔1公里就在航槽边上放置一个虚拟航标，作为导航的标志；

C6、放置虚拟航标时，需要判断航标信息数据集中对应点附近有没有虚拟航标或实际航标存在，有则不放置；

C7、保存水位信息值S到S0，保存平均高程值H1到H0。