[发明专利]极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统及方法

权利要求书

1.一种极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统，其特征在于，所述的系统包括：

数据清洗模块，用以对科考船上的多源船载传感器实时获取的监测数据进行数据清洗并将数据存储入实时监测数据库；

数据筛选模块，用以利用数据筛选算法对实时监测数据库中的数据进行筛选以选取关键拐点和特征点；

插值拟合模块，用以应用插值拟合方法对特征点进行插值拟合以优化航迹展示效果；

实时监控模块，用以基于移动客户端应用操作系统进行科考船实时航迹和船舶信息监控；

所述的利用数据筛选算法对实时监测数据库中的数据进行筛选以选取关键拐点和特征点的步骤如下：

(a)采用Steering-P夹角筛选法对实时监测数据库中的数据进行筛选以选取关键拐点，包括以下步骤：

(i)对相邻三条数据中经纬度组成的三个坐标连线，计算两条线段所组成夹角的角度；

(ii)判断角度是否处于(0-系统预设阈值，0+系统预设阈值)范围内，如果是，则继续步骤(iii)，否则继续步骤(iv)；

(iii)判断三点在一条直线上，然后继续步骤(b)；

(iv)将中间点确定为关键拐点；

(b)采用特征点筛选法对实时监测数据库中的数据进行筛选以选取特征点。

2.根据权利要求1所述的极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统，其特征在于，所述的特征点包括整点特征点、港口特征点、数据极点特征点和预设特殊特征点。

3.根据权利要求1所述的极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统，其特征在于，所述的插值拟合方法为贝赛尔曲线插值拟合方法。

4.根据权利要求1所述的极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统，其特征在于，所述的应用操作系统为iSO、Android或Windows操作系统。

5.一种基于权利要求1至4中任一项所述的系统的极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)对科考船上的多源船载传感器实时获取的监测数据进行数据清洗并将数据存储入实时监测数据库；

(2)利用数据筛选算法对实时监测数据库中的数据进行筛选以选取关键拐点和特征点；

(3)应用插值拟合方法对特征点进行插值拟合以优化航迹展示效果；

(4)基于移动客户端应用操作系统进行船舶实时航迹和船舶信息监控。

6.根据权利要求5所述的极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的方法，其特征在于，所述的步骤(1)包括以下步骤：

(1-1)根据船载多源传感器在数据监测过程中出现的故障、以及卫星接收和转发延迟导致数据滞后问题对监测数据进行质量检测并对监测数据进行时间维度检测，与数据库中最近时间进行比对；

(1-2)判断监测数据是否属于重复冗余数据并清除冗余数据；

(1-3)利用数据自动修复算法对脏数据进行清洗后存储入实时监测数据库。

7.根据权利要求5所述的极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的方法，其特征在于，所述的步骤(3)，包括以下步骤：

(3-1)基于三次贝塞尔曲线，根据四个位置任意的点坐标绘制出的一条光滑曲线，曲线通过其起始点和结束点两个端点，中间两点为控制点；

(3-2)通过计算获取有效的控制点；

(3-3)记通过控制点确定曲线上的锚点为定点，反推相邻的控制点；

(3-4)将该相邻的控制点线段向曲线弯曲方向适当平移，将平移后的控制点作为插值点，插入到曲线必定通过的点集中，连接相邻的定点和端点组成曲线。