[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

说明书

技术领域

本发明涉及河流航道图，特别是通过河水水位自动检测、发送、接收并根据水位接收到的水位自动生成虚拟航标的方法。

技术背景

航标是为了保证船舶安全航行，避开危险区域，引导航向而安装在江河湖泊、海洋里的一种交通设施，对航运的发展起到了很大的作用。我国作为一个海域辽阔、江河湖泊众多的水域大国，航运事业发展迅速。而航运经济的发展受航行安全的制约，这就要求航标事业不断创新、不断适应航运经济的发展。据不完全统计，截至2008年底，我国设置各类航标已逾4万余座。

随着我国经济的蓬勃发展和对外交流的日益频繁,航运经济不断发展壮大,航标事业日趋重要。而随着各港口、航道、水路船舶流量的大增,搁浅、碰撞事故也日益频发,传统航标已不能满足船舶航行安全的要求。因此,航标新技术、新能源,适应于不同环境的航标应运而生,无线电航标技术也在计算机及通信技术的不断完善的同时,从无线电归航机、罗兰A等发展到可告警定位的DGPS系统、CCTV系统、航标遥测遥控系统及AIS岸基网络系统,发展成为集多种助航手段为一体的综合助航保障体系,为船舶提供多种助航信息服务。这些,都为航运经济的发展注入了新的活力。

上面提到的都是属于定点浮标，是实际存在的，我们称为实航标。实航标在实际应用中存在两个弊端，一是有些地方需要放置航标，但是实际环境不好放置；二是内河的水位随季节变化很大，丰水期与枯水期水深相差很大，特别是在库区和上游河流，所以航标放置的位置要经常变化，维护成本高。近年来，随着计算机技术和通讯技术的发展，越来越多的船舶都安装了GPS导航系统，这些系统可以通过GPRS与服务器实时通讯，可以实时变更地图上的一些显示信息，这为虚拟航标的使用提供了可能。所谓虚拟航标，就是实际中不存在，但是通过测量后，将虚拟的“航标”位置转换到电子海图系统中，只要航行船舶装有GPS导航系统，就可以收到这个虚拟“航标”信息并在地图上显示，尤其是在大雾天气、夜间环境航行时，船舶可以完全不受影响，确知航标所在位置。 

现有一些船舶导航系统在 “虚拟航标”这个问题上是采用手工设置虚拟航标的位置再发布到船载终端这种方法。这种方法有两个弊端，一是虚拟航标不能及时反映水位的变化；二是下载过程麻烦，增加了船员的工作负担和宽带使用费用。为了向船舶导航设备提供准确的虚拟航标信息，及时反映河流水位情况，引导船舶安全航行，必须解决导虚拟航标位置自动调整的问题。 

发明内容

本发明的目的是利用水位遥控检测装置的数据来自动生成适合当前水位的虚拟航标，引导船舶安全航行。 

本发明的技术解决方案是这样实现的：

在河段上安装多个水位遥控检测装置；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，把信息保存在数据库中，并定期把水位信息向各个终端计算机发布；终端计算机安装地图处理配套软件，接收水位数据并对数据进行分析和处理，根据处理结果在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。

以上所述的带GPS定位的水位遥控检测装置，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，嵌入式控制中心还设有复位电路和供电电源。

嵌入式控制中心可以是单片机，或者是微处理器。

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。

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。

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。

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。