[发明专利]高精度GPS/BDS船载接收系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种AIS船载终端系统，尤其涉及一种基于北斗卫星导航和GPS卫星导航的AIS船载终端系统。

背景技术

AIS(船舶自动识别系统)的诞生弥补了雷达对船舶跟踪的不足,它在保障船舶航行安全和保护海洋环境方面发挥的作用受到航海界的认可，该系统是自航海雷达应用以来又一先进的航海设备，作为一种船与船、船与岸间通讯及安全避碰手段，支持发展了雷达和船舶交通服务(VTS)，增进了海上生命财产安全和航行安全。目前，AIS系统是海上移动VHF波段采用TDMA技术交换数据的一种避碰系统，该系统在161.975MHz和162.025MHz的两个频点即海上VHF87B/88B频道上收发信号,并合成全球定位系统GPS、电罗经及自动舵、雷达、电子海图等数据，并按需要在显示器上显示船位、动态等信息。

目前现有的AIS定位终端其定位系统主要采用GPS-RBN定位技术和北斗定位技术，其定位模式为单频，精度约为10米-5米。

最早AIS使用的卫星定位技术主要是美国的GPS，美国的GPS只为美国(尤其是美国军方)提供高精度定位，对其他国家用户只提供低精度的定位服务，而且美国随时可以关闭这种服务(特别是在战时)。

与此同时，北斗卫星导航系统日趋成熟，可向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，但其定位精度只有10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

如何使AIS船载设备采用我国自行发射的北斗卫星以及GPS卫星一起进行精确定位，并完成与其他船只以及与陆地基站之间的通讯成为目前需要解决的问题。

发明内容

本发明旨在如何使AIS船载设备采用我国自行发射的北斗卫星以及GPS卫星一起进行精确定位。

本发明提供了一种高精度GPS/BDS船载接收系统，包括：电台模块，其形成伪距差分信号；BDS/GPS双模定位模块，其根据伪距差分信号以BDS及/或GPS模式进行定位，并生成观测数据；AIS接收模块，其接收周围船舶位置信息，并将所述周围船舶位置信息提供至所述定位模块；定向模块，其根据所述定位模块的观测数据和所述定向模块的观测数据作差分，计算载体两个天线形成的基线的姿态，及电源管理模块，其进行外部电源到内部电源的转换并且为上述各模块提供电力。

一些实施例中，所述电台模块接收岸基台站播发的伪距改正数，所述接收系统根据所述接收到的伪距改正数与所述接收系统自身测量达到的伪距进行校正，获得所述伪距差分信号。

一些实施例中，将船舶位置、速度、航向作为观测值，预报船舶下一时刻位置。

一些实施例中，预报之前，首先对船舶位置进行粗差探测，剔除粗差位置点，选取不含粗差的历元进行预报。

一些实施例中，将速度信息作为位置信息是否含有粗差的依据。

一些实施例中，当计算得出的当前历元船舶位置与所述AIS接收模块实测当前船舶位置之间的差大于预定值时，则认为观测值存在粗差。

一些实施例中，还包括母板，其向所述船载接收系统的各模块提供电源和各种信号接口。

一些实施例中，还包括外部数据接口模块，其可连接电子海图显示设备或传感器。

根据本发明的接收系统采用BDS/GPS双核双星四频GNSS模块，可单BDS或单GPS定位，也可联合定位，由此单套设备可实现高精度定位、方位角和俯仰角或横滚角测量。此外，根据本发明的接收系统还包括电台接收，由此可在近海或内河利用岸基台站播发的伪距改正数，从而达到较高精度。

以下结合附图，通过示例说明本发明主旨的描述，以清楚本发明的其他方面和优点。

附图说明

结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为根据本发明实施例的根据本发明的高精度GPS/BDS船载接收系统的结构示意图；

图2示出了第三个字的定义；

图3示出了第59号报文子报文1-BDS伪距改正；

图4示出了DELTA PRC和RRC；

图5示出了预报位置与实测位置差值；

图6示出了三种窗口残差；

图7示出了计算值与观测值的差值；

图8示出了剔除粗差点后预报值与实测值的差值；

图9示出了二次多项式拟合残差；

图10-图15示出了三维定位误差；及

图16示出了定向精度。

具体实施方式