專利名稱：電子海圖航線設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子海圖技術(shù)，尤其涉及一種電子海圖航線設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
電子海圖顯示與信息系統(tǒng)(EOTIS)屬于海圖顯示系統(tǒng)，是專門用來顯示官方電子導(dǎo)航海圖(ENC)的系統(tǒng)。ENC是唯一可以合法地用于E⑶IS上的電子海圖數(shù)據(jù)庫(kù)。IMO(國(guó)際海事組織)ECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)中指出，ECDIS是一個(gè)導(dǎo)航信息系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)具有充分的后備措施，可以被接受為符合1974年SOLAS公約中V/20條規(guī)則要求的最新海圖。它可有選擇地顯示系統(tǒng)電子導(dǎo)航海圖(SENC)中的信息及從導(dǎo)航傳感器獲得的位置信息以幫助航海人員進(jìn)行航線設(shè)計(jì)和航路監(jiān)視，并且能夠按要求顯示其他與航海相關(guān)的補(bǔ)充信息。作為一個(gè)完備的電子海圖顯示與信息系統(tǒng)，不僅具備基本的海圖顯示功能，而且還應(yīng)具備各項(xiàng)導(dǎo)航功能，其中必須包括計(jì)劃航線的設(shè)計(jì)。目前此類系統(tǒng)只為船舶駕駛?cè)藛T提供航線設(shè)計(jì)接口，由船舶駕駛?cè)藛T根據(jù)查閱的航海圖書資料、推薦航線、分析潮流、繞越障礙物、計(jì)算航程，確定好計(jì)劃航線的轉(zhuǎn)向點(diǎn)之后，手動(dòng)地通過圖形界面或以數(shù)字形式輸入到系統(tǒng)中。但是，這樣設(shè)計(jì)計(jì)劃航線與使用紙制海圖進(jìn)行計(jì)劃航線設(shè)計(jì)并沒有本質(zhì)上的區(qū)別，船員工作量依然如故，未能發(fā)揮出電子海圖顯示與信息系統(tǒng)的智能化進(jìn)行計(jì)劃航線設(shè)計(jì)作用。所以，在計(jì)劃航線設(shè)計(jì)中有必要改變紙制海圖的航線設(shè)計(jì)模式，簡(jiǎn)化航線設(shè)計(jì)過程，降低船員工作量，提高計(jì)劃航線安全性和可靠性，設(shè)計(jì)出最佳航線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提出一種電子海圖航線設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法，通過電子海圖顯示與信息系統(tǒng)中的計(jì)劃航線，按海圖的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行路徑的動(dòng)態(tài)規(guī)劃，最終找到安全、 最短路徑。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為1、一種電子海圖航線設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟(101)根據(jù)起始港、目的港和安全水深值預(yù)先得到計(jì)劃航線，在該計(jì)劃航線中存在序列的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，同時(shí)設(shè)定偏航報(bào)警距離，偏航報(bào)警距離內(nèi)的區(qū)域?yàn)榘踩珊絽^(qū)域；(102)當(dāng)船舶航行時(shí)偏離所述計(jì)劃航線的距離大于所述偏航報(bào)警距離時(shí)，改變航向使船舶航行在安全可航區(qū)域內(nèi)；當(dāng)船舶航行在安全可航區(qū)域時(shí)，確定船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)并給出船舶實(shí)時(shí)最佳舷向；(103)重復(fù)步驟(102)，直至船舶到達(dá)目的港。在步驟(102)中，確定船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)的過程包括(102a)遍歷計(jì)劃航線中所有的線段，找到距離船舶最短的線段AB(i，i+l) ； (102b)遍歷計(jì)劃航線中所有的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，找到距離船舶最短的轉(zhuǎn)向點(diǎn)i ;(103b)若上述最短距離均小于偏航報(bào)警距離，則船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)為i+1點(diǎn)。在(102a)中，當(dāng)船舶到幾個(gè)航段距離相等且為最短距離時(shí)，取轉(zhuǎn)向點(diǎn)序號(hào)大的線段，船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)為距離最短線段中序號(hào)大的轉(zhuǎn)向點(diǎn)；在(102b)中，當(dāng)最短距離轉(zhuǎn)向點(diǎn)為多個(gè)的時(shí)候，取轉(zhuǎn)向點(diǎn)序號(hào)大的轉(zhuǎn)向點(diǎn)。
在步驟(102)中，根據(jù)GPS提供的實(shí)時(shí)船位、設(shè)定的計(jì)劃航線、偏航報(bào)警距離確定出船舶當(dāng)前位置的下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)，由下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)和它前一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)組成本船當(dāng)前所屬航線線段，船舶航行時(shí)偏離所述計(jì)劃航線的距離即為本船GPS船位到當(dāng)前航線線段的距離。求取船舶中心位置過程如下把GPS船位由地理點(diǎn)，轉(zhuǎn)換成以當(dāng)前GPS船位緯度為基準(zhǔn)緯度的墨卡托坐標(biāo)值；計(jì)算出船舶中心點(diǎn)到GPS天線的距離和角度；根據(jù)距離和角度計(jì)算出兩點(diǎn)之間的經(jīng)度、緯度墨卡托坐標(biāo)差值；在墨卡托投影平面計(jì)算出船舶中心點(diǎn)的墨卡托坐標(biāo)值；根據(jù)墨卡托反投影公式，計(jì)算出船舶中心點(diǎn)的地理坐標(biāo)值；船舶航行時(shí)偏離所述計(jì)劃航線的距離即為船舶中心位置到當(dāng)前航線線段的距離。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法將簡(jiǎn)化航線設(shè)計(jì)過程，降低船員工作量，設(shè)計(jì)出最佳航線，保證船舶安全、快捷地從起始港航行到目的港，提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。


圖1是本發(fā)明船舶沿計(jì)劃航線附近航行示意圖2是本發(fā)明點(diǎn)到線段的距離示意圖3是本發(fā)明確定船舶下一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)流程圖4是本發(fā)明連續(xù)觀測(cè)定位法示意圖5是本發(fā)明雷達(dá)觀測(cè)法示意圖6是本發(fā)明物標(biāo)最小距離方位與正橫方位差法示意圖
圖7是本發(fā)明計(jì)算風(fēng)流壓矢量示意圖8是本發(fā)明船舶最佳舷向計(jì)算示意圖9是本發(fā)明船舶最佳舷向顯示示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1，船舶在沿計(jì)劃航線航行過程中，實(shí)際上總是沿計(jì)劃航線按‘之’字形前進(jìn)。這是因?yàn)槭芎Ｉ系拇箫L(fēng)、水流影響船舶難以按照直線前進(jìn)，同時(shí)，船舶轉(zhuǎn)向時(shí)候，也會(huì)因船速不同，水流對(duì)舵作用力不同，使得船舶很難按照計(jì)劃中航線航行。船舶航行時(shí)，A、B為計(jì)劃航線中的兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，船舶通常航行在計(jì)劃航線附近，如圖中的C點(diǎn)。虛線表示的是船舶偏航報(bào)警距離警戒線，在虛線內(nèi)部的區(qū)域認(rèn)為是安全可航區(qū)域。當(dāng)船舶偏離距離大于偏航報(bào)警距離的時(shí)候，系統(tǒng)給出圖像及聲音報(bào)警信號(hào)，船舶則應(yīng)及時(shí)改變航向使船舶航行在安全可航區(qū)域內(nèi)。當(dāng)船舶航行在安全可航區(qū)域內(nèi)部，從圖中可看出|CB| < |⑶| + |DB| (三角形兩邊之和大于第三邊)。說明船舶航跡沿著CB方向航向，比船舶航跡沿著CD，再沿著 DB航行距離短。也就是說船舶直接朝下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)航行的航程，比回到計(jì)劃航線上再朝下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)航行的航程更短。為了滿足航行距離最短的原則，船舶在航行時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)該動(dòng)態(tài)計(jì)算出一個(gè)實(shí)時(shí)最佳船舶舷向。為了實(shí)現(xiàn)此功能，系統(tǒng)需要接入一些外圍導(dǎo)航儀器，為系統(tǒng)提供計(jì)算所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算依次確定下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)、偏航距離、船舶風(fēng)流矢量和最佳舷向，最終將船舶實(shí)時(shí)最佳舷向通過顯示器顯示給用戶。此舷向的含義是船舶保持當(dāng)前船速不變前提下，把船舶舷向調(diào)整到此最佳舷向上，船舶即能按最短航行距離朝下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)航行。使得船舶調(diào)整舷向到此方向，就能保障船舶按最短航行距離安全地朝下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)航行。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的電子海圖航線設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法，需要接入以下外圍導(dǎo)航儀器， 為電子海圖顯示與信息系統(tǒng)提供計(jì)算所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(1)全球定位系統(tǒng)(Globalpositioningsystem，GPS)又稱為導(dǎo)航星全球定位系統(tǒng) (GPS)GPS是一種測(cè)距衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它利用多顆高軌衛(wèi)星，測(cè)量距離和距離變化率來精確測(cè)定用戶位置、速度和時(shí)間參數(shù)。GPS由GPS導(dǎo)航衛(wèi)星、GPS地面站及用戶設(shè)備三大部分組成。本系統(tǒng)中接入GPS的目的是為了獲得本船準(zhǔn)確的船位、航向和航速，為系統(tǒng)提供計(jì)算所需數(shù)據(jù)。(2)陀螺羅經(jīng)陀螺羅經(jīng)是利用陀螺儀指北原理來指示船舶航向的儀器。陀螺羅經(jīng)通常由主羅經(jīng)、電源起動(dòng)箱、變流機(jī)、分羅經(jīng)接線箱、報(bào)警器、航向記錄器和分羅經(jīng)等組成。本系統(tǒng)中接入陀螺羅經(jīng)的目的是為了獲得本船的舷向，為動(dòng)態(tài)計(jì)算風(fēng)流矢量提供數(shù)據(jù)。(3)計(jì)程儀船用計(jì)程儀是用來測(cè)定船舶航行速度和累計(jì)船舶航程的一種導(dǎo)航儀器。船用計(jì)程儀分為兩類相對(duì)計(jì)程儀和絕對(duì)計(jì)程儀。屬于相對(duì)計(jì)程儀的有拖曳式、轉(zhuǎn)輪式、水壓式和電磁式等計(jì)程儀，它們只能測(cè)量船舶相對(duì)水的速度并累計(jì)其航程；屬于絕對(duì)計(jì)程儀的有 多普勒計(jì)程儀和聲相關(guān)計(jì)程儀，它們?cè)谝欢ǖ乃罡櫡秶鷥?nèi)，測(cè)量船舶相對(duì)于海底的速度并累計(jì)航程，但當(dāng)水深超過其跟蹤范圍，便轉(zhuǎn)換成跟蹤水層的相對(duì)速度。本系統(tǒng)中接入的是相對(duì)計(jì)程儀，計(jì)程儀只測(cè)量船舶相對(duì)于水的速度并累計(jì)其航程，為系統(tǒng)提供船舶航行中相對(duì)水的速度，為風(fēng)流矢量計(jì)算提供數(shù)據(jù)。系統(tǒng)為了正確計(jì)算船舶偏航距離和確定船舶當(dāng)前下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)，需要規(guī)定點(diǎn)到線段的距離。請(qǐng)參閱圖2，過線段AB的端點(diǎn)A，B分別作線段AB的垂線EF和GH，垂線EF和GH 把平面分割成兩部分一部分是垂線EF和GH之間的區(qū)域，稱之為線段AB區(qū)域；另一部分是垂線EF和GH以外的區(qū)域，稱之為線段AB以外的區(qū)域。點(diǎn)到直線的距離定義當(dāng)點(diǎn)落在線段AB區(qū)域內(nèi)，點(diǎn)到線段的距離等于點(diǎn)到線段的垂線距離長(zhǎng)度；當(dāng)點(diǎn)落在線段AB以外區(qū)域， 點(diǎn)到線段的距離等于點(diǎn)到線段兩端點(diǎn)中距離較短的一個(gè)端點(diǎn)的距離。點(diǎn)Cl到線段AB的距離為ClA ；點(diǎn)C2到線段AB的距離為C2D ；點(diǎn)C3到線段AB的距離為C3B | 0在開航前，船舶駕駛?cè)藛T需要設(shè)計(jì)好計(jì)劃航線，計(jì)劃航線轉(zhuǎn)向點(diǎn)序列為1，2，3， 4，…，N;設(shè)定的偏航報(bào)警距離為d。當(dāng)船舶在航的時(shí)候，船舶位置可以由GPS系統(tǒng)提供，傳入到系統(tǒng)中。相對(duì)于計(jì)劃航線船舶每時(shí)每刻都存在下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)。請(qǐng)參閱圖3，確定船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)的方法如下首先，遍歷計(jì)劃航線中所有的線段，計(jì)算出船舶到所有線段的距離，從中找到最短距離。并找出與最短距離對(duì)應(yīng)的線段。最短距離線段可能是一條或多條，當(dāng)船舶到幾個(gè)航段距離相等且為最短距離時(shí)，取轉(zhuǎn)向點(diǎn)序號(hào)大的線段。船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)為距離最短線段中序號(hào)大的轉(zhuǎn)向點(diǎn)。然后，遍歷計(jì)劃航線中所有的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，計(jì)算出船舶到所有轉(zhuǎn)向點(diǎn)的距離，從中找到距離最短的轉(zhuǎn)向點(diǎn)。最短距離轉(zhuǎn)向點(diǎn)可能是一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)最短距離轉(zhuǎn)向點(diǎn)為多個(gè)的時(shí)候，取轉(zhuǎn)向點(diǎn)序號(hào)大的轉(zhuǎn)向點(diǎn)。當(dāng)最短距離小于設(shè)定的偏航報(bào)警距離d時(shí)候，船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)為該轉(zhuǎn)向點(diǎn)的下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)。
在船舶航行中，船舶駕駛員最關(guān)心的是船舶偏離計(jì)劃航線的距離；船舶偏航距離較大時(shí)，船舶航行安全將無法保障。因此在電子海圖顯示與信息系統(tǒng)中需要精確計(jì)算出船舶偏航距離。船舶偏航距離的計(jì)算船舶處于航行狀態(tài)時(shí)，根據(jù)GPS提供的實(shí)時(shí)船位、設(shè)定的計(jì)劃航線、偏航報(bào)警距離d確定出船舶當(dāng)前位置的下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)。由下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)和它前一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)組成本船當(dāng)前所屬航線線段，船舶偏航距離即為本船船位到當(dāng)前航線線段的距離。這里需要注意的是GPS提供的船位，并不能完全代表當(dāng)前船舶位置，因?yàn)镚PS船位只表示本船GPS天線位置，而船位應(yīng)是指船舶中心位置。如果僅是粗略計(jì)算偏航距離，可以用GPS船位代替船舶中心位置。但如需精確計(jì)算偏航距離，就需根據(jù)GPS天線相對(duì)與船舶的位置和船舶脂向，先計(jì)算出船舶中心點(diǎn)地理位置。根據(jù)GPS船位和相對(duì)船舶的位置，求取船舶中心位置過程如下(1)把GPS船位由地理點(diǎn)，轉(zhuǎn)換成以當(dāng)前GPS船位緯度為基準(zhǔn)緯度的墨卡托坐標(biāo)值。(2)計(jì)算出船舶中心點(diǎn)到 GPS天線的距離和角度。(3)根據(jù)距離和角度計(jì)算出兩點(diǎn)之間的經(jīng)度、緯度墨卡托坐標(biāo)差值。(4)在墨卡托投影平面計(jì)算出船舶中心點(diǎn)的墨卡托坐標(biāo)值。(5)根據(jù)墨卡托反投影公式，計(jì)算出船舶中心點(diǎn)的地理坐標(biāo)值。最后根據(jù)精確的船舶中心點(diǎn)地理坐標(biāo)值，計(jì)算出船舶偏航距離。船舶在航行時(shí)，必須正確地估計(jì)當(dāng)前海上的風(fēng)、流對(duì)船舶的影響。如果估計(jì)不準(zhǔn)確的話，船舶可能會(huì)因?yàn)轱L(fēng)流作用而偏離計(jì)劃航線，影響船舶航行安全。對(duì)于風(fēng)、流矢量的測(cè)量和計(jì)算，不能采用直接測(cè)量計(jì)算的方法。那樣是一個(gè)非常復(fù)雜而不確定的過程，如測(cè)量風(fēng)的速度大小和方向，船舶受風(fēng)面積大小，計(jì)算此時(shí)受到的作用力大小，計(jì)算風(fēng)力使船舶速度提高或是降低了多少。這樣計(jì)算處理幾乎是不現(xiàn)實(shí)的。所以，在航海上，正確測(cè)量風(fēng)流壓差和航跡向的方法有以下幾種(1)連續(xù)觀測(cè)定位法。請(qǐng)參閱圖4，在一定時(shí)間內(nèi)，測(cè)得3到5個(gè)觀測(cè)船位，用平差方法以直線“連接”各觀測(cè)船位點(diǎn)，則該直線即為航跡線，量取該線的前進(jìn)方向，即為航跡向，風(fēng)流壓差也同時(shí)得到。( 標(biāo)導(dǎo)航法。若操縱船舶沿著某疊標(biāo)線航行，此時(shí)疊標(biāo)方位與船首之差即風(fēng)流壓差。(3)雷達(dá)觀測(cè)法。請(qǐng)參閱圖5，雷達(dá)采用船首向上顯示方式，觀測(cè)某一固定物標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，在一段時(shí)間內(nèi)其影像會(huì)分別為al，a2, a3···，使雷達(dá)方位尺平行于該物標(biāo)影像的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡，則此時(shí)方位標(biāo)尺在固定刻度盤上所示讀數(shù)即為風(fēng)流壓差。(4)物標(biāo)最小距離方位與正橫方位差法。請(qǐng)參閱圖6，物標(biāo)最小距離方位Bdmin = CA士90度(右舷物標(biāo)為十；左舷物標(biāo)為一)；物標(biāo)正橫方位B = TC士90度(右正橫為十； 左正橫為一)，所以，風(fēng)流壓差r = CA — TC = Bdmin 一 B,BDmin可用雷達(dá)在物標(biāo)正橫前后不斷觀測(cè)物標(biāo)的方位和距離中選出。物標(biāo)最小距離方位與物標(biāo)正橫方位差即為風(fēng)流壓差。以上方法都是在實(shí)際航海中，用來測(cè)量風(fēng)流壓差大小的方法。但這些方法都測(cè)量不出風(fēng)流矢量的大小。在電子海圖顯示與信息系統(tǒng)中，系統(tǒng)連接有GPS、羅經(jīng)、計(jì)程儀等助航設(shè)備。GPS可以為系統(tǒng)提供船舶對(duì)地的航向和航速，羅經(jīng)為系統(tǒng)提供船舶舷向，計(jì)程儀則為系統(tǒng)提供船舶相對(duì)于水的速度。如果船舶航行在無風(fēng)流影響的水域，船舶對(duì)地速度矢量將與船舶對(duì)水速度矢量完全一致。但實(shí)際中，它們兩者是不一致的，這就是風(fēng)和流合力作用的效果。所以，我們可以把船舶對(duì)地速度矢量與船舶對(duì)水速度矢量的矢量差，近似地認(rèn)為是風(fēng)流對(duì)船舶的作用的速度矢量。船舶對(duì)地速度矢量V地(V地，C地)，船舶對(duì)水速度矢量V7K (V水，C水)，則風(fēng)流速度矢量V風(fēng)流(V風(fēng)流，C風(fēng)流)=V地(V地，C地)-ν水(V水，C水)；θ為V水與V地的夾角，λ為V地與V風(fēng)流
的夾角，在圖7中，采用三角形正弦和余弦定律，解算風(fēng)流速度矢量三角形。具體的解算過程如下θ = C水-C 地
權(quán)利要求
1.一種電子海圖航線設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟(101)根據(jù)起始港、目的港和安全水深值預(yù)先得到計(jì)劃航線，在該計(jì)劃航線中存在序列的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，同時(shí)設(shè)定偏航報(bào)警距離，偏航報(bào)警距離內(nèi)的區(qū)域?yàn)榘踩珊絽^(qū)域；(102)當(dāng)船舶航行時(shí)偏離所述計(jì)劃航線的距離大于所述偏航報(bào)警距離時(shí)，改變航向使船舶航行在安全可航區(qū)域內(nèi)；當(dāng)船舶航行在安全可航區(qū)域時(shí)，確定船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)并給出船舶實(shí)時(shí)最佳舷向；(103)重復(fù)步驟(102)，直至船舶到達(dá)目的港。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子海圖航線設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟(102) 中，確定船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)的過程包括(102a)遍歷計(jì)劃航線中所有的線段，找到距離船舶最短的線段AB(i，i+1) ； (102b)遍歷計(jì)劃航線中所有的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，找到距離船舶最短的轉(zhuǎn)向點(diǎn)i ;(103b)若上述最短距離均小于偏航報(bào)警距離，則船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)為i+Ι點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子海圖航線設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法，其特征在于，在(102a)中，當(dāng)船舶到幾個(gè)航段距離相等且為最短距離時(shí)，取轉(zhuǎn)向點(diǎn)序號(hào)大的線段，船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)為距離最短線段中序號(hào)大的轉(zhuǎn)向點(diǎn)；在(102b)中，當(dāng)最短距離轉(zhuǎn)向點(diǎn)為多個(gè)的時(shí)候，取轉(zhuǎn)向點(diǎn)序號(hào)大的轉(zhuǎn)向點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子海圖航線設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟(102) 中，根據(jù)GPS提供的實(shí)時(shí)船位、設(shè)定的計(jì)劃航線、偏航報(bào)警距離確定出船舶當(dāng)前位置的下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)，由下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)和它前一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)組成本船當(dāng)前所屬航線線段，船舶航行時(shí)偏離所述計(jì)劃航線的距離即為本船GPS船位到當(dāng)前航線線段的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子海圖航線設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法，其特征在于，求取船舶中心位置過程如下把GPS船位由地理點(diǎn)，轉(zhuǎn)換成以當(dāng)前GPS船位緯度為基準(zhǔn)緯度的墨卡托坐標(biāo)值；計(jì)算出船舶中心點(diǎn)到GPS天線的距離和角度；根據(jù)距離和角度計(jì)算出兩點(diǎn)之間的經(jīng)度、 緯度墨卡托坐標(biāo)差值；在墨卡托投影平面計(jì)算出船舶中心點(diǎn)的墨卡托坐標(biāo)值；根據(jù)墨卡托反投影公式，計(jì)算出船舶中心點(diǎn)的地理坐標(biāo)值；船舶航行時(shí)偏離所述計(jì)劃航線的距離即為船舶中心位置到當(dāng)前航線線段的距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子海圖航線設(shè)計(jì)最優(yōu)化方法，包括如下步驟(101)根據(jù)起始港、目的港和安全水深值預(yù)先得到計(jì)劃航線，在該計(jì)劃航線中存在序列的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，同時(shí)設(shè)定偏航報(bào)警距離，偏航報(bào)警距離內(nèi)的區(qū)域?yàn)榘踩珊絽^(qū)域；(102)當(dāng)船舶航行時(shí)偏離所述計(jì)劃航線的距離大于所述偏航報(bào)警距離時(shí)，改變航向使船舶航行在安全可航區(qū)域內(nèi)；當(dāng)船舶航行在安全可航區(qū)域時(shí)，確定船舶下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)并給出船舶實(shí)時(shí)最佳舷向；(103)重復(fù)步驟(102)，直至船舶到達(dá)目的港。
文檔編號(hào)G01S19/42GK102278986SQ201110167240
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者陳杰波 申請(qǐng)人:海華電子企業(yè)(中國(guó))有限公司