專利名稱：根據(jù)水位變化自動在電子航道圖上生成虛擬航標(biāo)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及河流航道圖，特別是通過河水水位自動檢測、發(fā)送、接收并根據(jù)水位接收到的水位自動生成虛擬航標(biāo)的方法。
背景技術(shù)：
航標(biāo)是為了保證船舶安全航行，避開危險區(qū)域，引導(dǎo)航向而安裝在江河湖泊、海洋里的一種交通設(shè)施，對航運的發(fā)展起到了很大的作用。我國作為一個海域遼闊、江河湖泊眾多的水域大國，航運事業(yè)發(fā)展迅速。而航運經(jīng)濟的發(fā)展受航行安全的制約，這就要求航標(biāo)事業(yè)不斷創(chuàng)新、不斷適應(yīng)航運經(jīng)濟的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2008年底，我國設(shè)置各類航標(biāo)已逾4萬余座。隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展和對外交流的日益頻繁，航運經(jīng)濟不斷發(fā)展壯大，航標(biāo)事業(yè)日趨重要。而隨著各港口、航道、水路船舶流量的大增，擱淺、碰撞事故也日益頻發(fā)， 傳統(tǒng)航標(biāo)已不能滿足船舶航行安全的要求。因此，航標(biāo)新技術(shù)、新能源，適應(yīng)于不同環(huán)境的航標(biāo)應(yīng)運而生，無線電航標(biāo)技術(shù)也在計算機及通信技術(shù)的不斷完善的同時，從無線電歸航機、羅蘭A等發(fā)展到可告警定位的DGPS系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)、航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)及AIS岸基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，發(fā)展成為集多種助航手段為一體的綜合助航保障體系，為船舶提供多種助航信息服務(wù)。這些，都為航運經(jīng)濟的發(fā)展注入了新的活力。上面提到的都是屬于定點浮標(biāo)，是實際存在的，我們稱為實航標(biāo)。實航標(biāo)在實際應(yīng)用中存在兩個弊端，一是有些地方需要放置航標(biāo)，但是實際環(huán)境不好放置；二是內(nèi)河的水位隨季節(jié)變化很大，豐水期與枯水期水深相差很大，特別是在庫區(qū)和上游河流，所以航標(biāo)放置的位置要經(jīng)常變化，維護成本高。近年來，隨著計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，越來越多的船舶都安裝了 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以通過GPRS與服務(wù)器實時通訊，可以實時變更地圖上的一些顯示信息，這為虛擬航標(biāo)的使用提供了可能。所謂虛擬航標(biāo)，就是實際中不存在，但是通過測量后，將虛擬的“航標(biāo)”位置轉(zhuǎn)換到電子海圖系統(tǒng)中，只要航行船舶裝有GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)，就可以收到這個虛擬“航標(biāo)”信息并在地圖上顯示，尤其是在大霧天氣、夜間環(huán)境航行時，船舶可以完全不受影響，確知航標(biāo)所在位置。現(xiàn)有一些船舶導(dǎo)航系統(tǒng)在“虛擬航標(biāo)”這個問題上是采用手工設(shè)置虛擬航標(biāo)的位置再發(fā)布到船載終端這種方法。這種方法有兩個弊端，一是虛擬航標(biāo)不能及時反映水位的變化；二是下載過程麻煩，增加了船員的工作負擔(dān)和寬帶使用費用。為了向船舶導(dǎo)航設(shè)備提供準確的虛擬航標(biāo)信息，及時反映河流水位情況，引導(dǎo)船舶安全航行，必須解決導(dǎo)虛擬航標(biāo)位置自動調(diào)整的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用水位遙控檢測裝置的數(shù)據(jù)來自動生成適合當(dāng)前水位的虛擬航標(biāo)， 引導(dǎo)船舶安全航行。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的
在河段上安裝多個水位遙控檢測裝置；水位遙控檢測裝置采集水位傳感器數(shù)據(jù)和GPS位置數(shù)據(jù)，并進行分析、保存；水位遙控檢測裝置通過GPRS模塊采用無線連接方式與管理中心計算機連接，傳輸水位數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)到管理中心計算機，并接收和執(zhí)行管理中心計算機下傳的指令；管理中心計算機安裝數(shù)據(jù)接收配套軟件，實時接收水位遙控檢測裝置上傳的信息，把信息保存在數(shù)據(jù)庫中，并定期把水位信息向各個終端計算機發(fā)布；終端計算機安裝地圖處理配套軟件，接收水位數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析和處理，根據(jù)處理結(jié)果在電子圖層信息基礎(chǔ)上自動生成虛擬航標(biāo)，并在電子航道圖上顯示新的虛擬航標(biāo)信息。 以上所述的帶GPS定位的水位遙控檢測裝置，包括嵌入式控制中心、水位檢測傳感器、GPS定位模塊、GPRS無線通信模塊和工作電源模塊，其中在嵌入式控制中心的控制板上設(shè)有兩個RS232串口、直流電源接口、傳感器接口 ；工作電源通過直流電源接口與嵌入式控制中心連接，GPS模塊通過RS232串口與嵌入式控制中心連接，GPRS模塊通過RS232串口與嵌入式控制中心連接，水位監(jiān)測傳感器通過傳感器接口與嵌入式控制中心連接，嵌入式控制中心還設(shè)有復(fù)位電路和供電電源。嵌入式控制中心可以是單片機，或者是微處理器。管理中心計算機是一臺帶公網(wǎng)IP的計算機，安裝了 Mysql數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。GPRS無線通信模塊是一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)嵌完整TCP/IP協(xié)議的無線調(diào)制解調(diào)器，與管理中心計算機實現(xiàn)無線連接和通訊。水位檢測傳感器為壓力傳感器，它通過一個帶鋼針的防沙鋼桶固定在河道的水面以下，通過電纜與嵌入式控制中心連接。工作電源是直流電源，包括太陽能電池板與蓄電池組合的電源或者蓄電池或交流電源經(jīng)轉(zhuǎn)換后的直流電源。嵌入式控制中心與水位檢測傳感器連接，可以實時采集水位檢測傳感器從檢測點傳輸?shù)臄?shù)值，并轉(zhuǎn)換為水面值存儲。嵌入式控制中心與GPS模塊連接，實時接收GPS位置信息，并與上一次保存的信息對比，如果位置變化大于原來設(shè)定的值，就向系統(tǒng)發(fā)送移動報警的信息，起防盜作用。嵌入式控制中心與GPRS模塊連接，通過GPRS模塊與管理中心計算機無線連接，向管理中心計算機上傳水位數(shù)據(jù)和GPS位置數(shù)據(jù)。管理中心計算機上安裝了數(shù)據(jù)接收配套軟件，可以接收并保存對河流水位進行遠程實時監(jiān)測的值，監(jiān)測的內(nèi)容包括裝置的實際位置、記錄裝置檢測的水位值和檢測時間、 列舉裝置檢測水位的歷史記錄、為航道管理提供水位信息等。軟件對接收到的數(shù)據(jù)進行有效性判斷，對有效的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫，對每分鐘發(fā)送10次以上無效數(shù)據(jù)的當(dāng)作網(wǎng)絡(luò)攻擊，斷開這個連接30分鐘內(nèi)不許重連。上述的數(shù)據(jù)接收配套軟件是一種基于C++語言，自行開發(fā)、適用于該方法的軟件， 具備數(shù)據(jù)有效性判斷、快速保存和防止攻擊功能。所述的電子圖層信息是前期已經(jīng)制作好的地圖中的數(shù)據(jù)集一是記錄現(xiàn)有航標(biāo)的位置及狀態(tài)、是虛擬航標(biāo)還是實際航標(biāo)的航標(biāo)信息數(shù)據(jù)集，二是由兩條相同高程值的等高線組成，記錄這個高程值淺水區(qū)的面數(shù)據(jù)集，三是由兩條相同高程值的等高線組成，記錄這個高程值深水區(qū)的面數(shù)據(jù)集，四是由左右兩條線組成的航槽的面數(shù)據(jù)集，五是航槽中線數(shù)據(jù)集，六是跨河橋梁建筑或江心島嶼、礁石等障礙物數(shù)據(jù)集；
所述的管理中心計算機上安裝了地圖處理配套軟件，自動生成虛擬航標(biāo)的方法包括下列步驟
(1)系統(tǒng)調(diào)取上次生成虛擬航標(biāo)后保存的水位信息值SO和平均高程值HO；
(2)程序接收管理中心發(fā)來的水位信息值S，并對數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)最新的水位信息與上一次保存的水位信息SO比較，如果相差超過約定值則進行虛擬航標(biāo)的自動生成；
(3)根據(jù)航槽中線每隔10米取一個點，每次取10個，分別在這些點做中線的垂線，這些垂線在中線兩邊分別與航槽、深水區(qū)、淺水區(qū)的邊線相交，記錄相交點并記錄垂足到這些點的距離Li, L2, L3 ；
(4)放置虛擬航標(biāo)前，先清除航標(biāo)信息數(shù)據(jù)集里面的虛擬航標(biāo)信息；
(5)對符合下列條件的放置虛擬航標(biāo)
Cl、如果L2 — Ll<5表示航槽邊線比較接近深水區(qū)的邊線，也就是航槽與淺水區(qū)比較接近；如果L3 - LKlO表示航槽邊線比較接近淺水區(qū)的邊線，也就是航槽與河岸比較接近； 這兩種情況都表示需要防止虛擬航標(biāo)，但是只取這10個點中L2 - Ll最小或L3 - Ll最小的點來擺放；
C2、計算航槽中線拐彎比較大的地方，計算方法為連續(xù)5條垂線中有兩條相交且角度大于45度，拐彎點為航槽中線上這兩個垂點的中點，在拐彎點垂線與航槽的邊線相交點擺放虛擬航標(biāo)；
C3、查找河流會合口和分叉口，需要根據(jù)航槽寬度區(qū)別主流與支流，支流航槽中線與主流航槽邊線相交點放置虛擬航標(biāo)，航槽邊線相交處分別放置虛擬航標(biāo)；如果主流與支流相差不大，則在中線相交點放置虛擬航標(biāo)；
C4、如果垂線與跨河橋梁建筑或江心島嶼、礁石等障礙物數(shù)據(jù)集的面記錄相交，且距離小于Li，說明在航槽中間存在危險物，在相交的邊線上擺放虛擬航標(biāo)；
C5、如果都不屬于上述情況，則每隔1公里就在航槽邊上放置一個虛擬航標(biāo)，作為導(dǎo)航的標(biāo)志；
C6、放置虛擬航標(biāo)時，需要判斷航標(biāo)信息數(shù)據(jù)集中對應(yīng)點附近有沒有虛擬航標(biāo)或?qū)嶋H航標(biāo)存在，有則不放置；
C7、保存水位信息值S到SO，保存平均高程值Hl到H0。上述的地圖處理配套軟件是一種基于C++語言，自行開發(fā)、適用于該方法的軟件， 可以接收管理中心計算機發(fā)布的水位數(shù)據(jù)，進行分析和處理，根據(jù)處理結(jié)果自動生成虛擬航標(biāo)。(6)在電子航道圖上顯示新的虛擬航標(biāo)信息。軟件的功能分為輸入、輸出，數(shù)據(jù)處理，地圖操作三部分。(1)輸入、輸出輸入包括接收管理中心計算機發(fā)布的水位數(shù)據(jù)、讀取本地配置文件數(shù)據(jù)、打開電子航道圖文件、載入模板等；輸出包括保存接收的水位數(shù)據(jù)、保存模板、保存配置文件、保存更新后的虛擬航標(biāo)數(shù)據(jù)、打印虛擬航標(biāo)布置圖等。(2)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理就是對接收的水位數(shù)據(jù)經(jīng)過計算處理，更新虛擬航標(biāo)圖層數(shù)據(jù)。(3)地圖操作使用超圖軟件作為底層的地圖管理工具，通過調(diào)用超圖軟件SuperMap Objects的相關(guān)功能函數(shù)，重新在電子航道圖上繪制更新后的虛擬航標(biāo)信息，并提供相關(guān)的操作功能界面。運行軟件，實時接收管理中心計算機發(fā)布的水位數(shù)據(jù)，對接收的水位數(shù)據(jù)經(jīng)過計算處理，將處理結(jié)果保存起來，并根據(jù)處理結(jié)果自動生成虛擬航標(biāo)，然后調(diào)用超圖軟件在電子航道圖上顯示新的虛擬航標(biāo)信息。
本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明的帶GPS定位的水位自動遙控檢測裝置，可以利用水位遙控檢測裝置將水位數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)上傳到管理中心計算機，管理中心計算機接收并發(fā)布數(shù)位信息，終端接收到水位數(shù)據(jù)后根據(jù)水位數(shù)據(jù)自動生成虛擬航標(biāo)，為船舶航行提供安全保證，同時為防洪、航運等提供數(shù)據(jù)，能夠應(yīng)用于各級水利、水文、航運部門的水情信息工作領(lǐng)域。2、方便航務(wù)部門和水利部門對河流水位的遠程實時監(jiān)控。采用該裝置，管理部門在辦公室就能實時查看河流關(guān)鍵點的水位，查看水位的歷史記錄，根據(jù)水位的歷史記錄分析水位的變化規(guī)律。3、自備綠色穩(wěn)定電源采用太陽能供電，即節(jié)約能源，也能保證設(shè)備電壓的穩(wěn)定。4、采用不間斷無人值守工作系統(tǒng)部不間斷工作，能實現(xiàn)無人值守的水位監(jiān)測， 且時時記錄檢測結(jié)果，保留水位的歷史記錄，為分析水位的變化提供了參考。5、位置監(jiān)控實時發(fā)送裝置的位置，避免了設(shè)備的被盜。


圖1為本發(fā)明水位自動遙控檢測裝置結(jié)構(gòu)框架圖； 圖2為本發(fā)明水位自動遙控檢測裝置工作流程示意圖； 圖3為本發(fā)明水位自動遙控檢測裝置電路原理圖4為本發(fā)明根據(jù)水位變化自動更新虛擬航標(biāo)的工作流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
進一步說明本發(fā)明。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
進一步說明本發(fā)明
1、參照圖1，一種水位自動遙控檢測裝置由1.嵌入式控制中心、2.工作直流電源、 3. GPRS模塊、4. GPS模塊、5.水位壓力傳感器、6.遠程管理中心計算機組成，其工作步驟如下
a、本裝置封裝在金屬箱體內(nèi)，通過屏蔽電纜與水位傳感器和太陽能電源連接。b、嵌入式控制中心與工作電源模塊連接，供電后嵌入式控制中心開始工作，循環(huán)檢測各種模塊參數(shù)變化，計算分析檢測結(jié)果并把信息發(fā)送到遠程管理中心計算機，同時接收遠程管理中心計算機的控制指令并執(zhí)行；
C、嵌入式控制中心與水位檢測傳感器連接，實時采集水位檢測傳感器檢測的水深值， 對采集的數(shù)值分析判斷，如果后一次收到的數(shù)值B與前一次收到的數(shù)值A(chǔ)比較相差較大，暫時不發(fā)送，先臨時存儲下來，等待采集水位檢測傳感器下一個數(shù)值C再比較；如果A與C的值相差不大，就舍棄B，否則兩個值B和C連同收到的時間一起發(fā)送到服務(wù)器；
d、嵌入式控制中心與GPS模塊連接，實時接收GPS位置信息，并與上一次保存的信息對比，如果位置變化大于原來設(shè)定的值，就向系統(tǒng)發(fā)送移動報警的信息，起防盜作用；e、嵌入式控制中心與GPRS模塊連接，通過GPRS與管理中心計算機無線連接，向中心服務(wù)器上傳水位數(shù)據(jù)和GPS位置數(shù)據(jù)；模塊具備自動連接功能，斷線后可以自動重新連接到管理中心計算機；
2、管理中心計算機上安裝并運行了數(shù)據(jù)接收配套軟件，可以接收并保存對河流水位進行遠程實時監(jiān)測的值，監(jiān)測的內(nèi)容包括裝置的實際位置、記錄裝置檢測的水位值和檢測時間、列舉裝置檢測水位的歷史記錄、為航道管理提供水位信息等。軟件對接收到的數(shù)據(jù)進行有效性判斷，對有效的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫；對每分鐘發(fā)送10次以上無效數(shù)據(jù)的當(dāng)作網(wǎng)絡(luò)攻擊，斷開這個連接30分鐘內(nèi)不許重連；定期向終端計算機發(fā)布水位的最新數(shù)據(jù)。上述數(shù)據(jù)接收配套軟件是一種基于C++語言，自行開發(fā)、適用于該方法的軟件，具備數(shù)據(jù)有效性判斷、快速保存和防止攻擊功能。3、終端計算機上安裝并運行了地圖處理配套軟件，實時接收管理中心計算機發(fā)布的水位數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析和處理，使用超圖軟件作為底層的地圖管理工具，前期已經(jīng)制作好了地圖，地圖中設(shè)計有六個數(shù)據(jù)集一是記錄現(xiàn)有航標(biāo)的位置及狀態(tài)、是虛擬航標(biāo)還是實際航標(biāo)的航標(biāo)信息數(shù)據(jù)集，二是由兩條相同高程值的等高線組成，記錄這個高程值淺水區(qū)的面數(shù)據(jù)集，三是由兩條相同高程值的等高線組成，記錄這個高程值深水區(qū)的面數(shù)據(jù)集，四是由左右兩條線組成的航槽的面數(shù)據(jù)集，五是航槽中線數(shù)據(jù)集，六是跨河橋梁建筑或江心島嶼、礁石等障礙物數(shù)據(jù)集；系統(tǒng)保存每次更新航道時的水位信息值SO和平均高程 HO ；
生成虛擬航標(biāo)的方法如下
(1)系統(tǒng)調(diào)取上次生成虛擬航標(biāo)后保存的水位信息值SO和平均高程值HO；
(2)程序接收管理中心發(fā)來的水位信息值S，并對數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)最新的水位信息與上一次修改時保存的水位信息SO比較，如果相差超過IM則進行虛擬航標(biāo)的自動生成；
(3)根據(jù)航槽中線每隔10米取一個點，每次取10個，分別在這些點做中線的垂線，這些垂線在中線兩邊分別與航槽、深水區(qū)、淺水區(qū)的邊線相交，記錄相交點并記錄垂足到這些點的距離Li, L2, L3 ；
(4)放置虛擬航標(biāo)前，先清除航標(biāo)信息數(shù)據(jù)集里面的虛擬航標(biāo)信息；
(5)對符合下列條件的放置虛擬航標(biāo)
Cl、如果L2 — Ll<5表示航槽邊線比較接近深水區(qū)的邊線，也就是航槽與淺水區(qū)比較接近；如果L3 - LKlO表示航槽邊線比較接近淺水區(qū)的邊線，也就是航槽與河岸比較接近； 這兩種情況都表示需要防止虛擬航標(biāo)，但是只取這10個點中L2 - Ll最小或L3 - Ll最小的點來擺放；
C2、計算航槽中線拐彎比較大的地方，計算方法為連續(xù)5條垂線中有兩條相交且角度大于45度，拐彎點為航槽中線上這兩個垂點的中點，在拐彎點垂線與航槽的邊線相交點擺放虛擬航標(biāo)；
C3、查找河流會合口和分叉口，需要根據(jù)航槽寬度區(qū)別主流與支流，支流航槽中線與主流航槽邊線相交點放置虛擬航標(biāo)，航槽邊線相交處分別放置虛擬航標(biāo)；如果主流與支流相差不大，則在中線相交點放置虛擬航標(biāo)；
C4、如果垂線與跨河橋梁建筑或江心島嶼、礁石等障礙物數(shù)據(jù)集的面記錄相交，且距離小于Li，說明在航槽中間存在危險物，在相交的邊線上擺放虛擬航標(biāo)；C5、如果都不屬于上述情況，則每隔1公里就在航槽邊上放置一個虛擬航標(biāo)，作為導(dǎo)航的標(biāo)志；
C6、放置虛擬 航標(biāo)時，需要判斷航標(biāo)信息數(shù)據(jù)集中對應(yīng)點附近有沒有虛擬航標(biāo)或?qū)嶋H航標(biāo)存在，有則不放置；
C7、保存水位信息值S到SO，保存平均高程值Hl到H0。(6)在電子航道圖上顯示新的虛擬航標(biāo)信息。上述的地圖處理配套軟件是一種基于C++語言，自行開發(fā)、適用于該方法的軟件， 可以接收管理中心計算機發(fā)布的水位數(shù)據(jù)，進行分析和處理，根據(jù)處理結(jié)果自動生成虛擬航標(biāo)，并在電子航道圖上顯示新的虛擬航標(biāo)信息。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)水位變化自動在電子航道圖上生成虛擬航標(biāo)的方法，其特征在于，包括以下步驟在河段上安裝帶GPS定位的水位自動遙控檢測裝置；水位遙控檢測裝置采集水位傳感器數(shù)據(jù)和GPS位置數(shù)據(jù)，并進行分析、保存；水位遙控檢測裝置通過GPRS模塊采用無線連接方式與管理中心計算機連接，傳輸水位數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)到管理中心計算機，并接收和執(zhí)行管理中心計算機下傳的指令；管理中心計算機安裝數(shù)據(jù)接收配套軟件，實時接收水位遙控檢測裝置上傳的信息并保存在數(shù)據(jù)庫中，并向終端計算機發(fā)布這些水位信息數(shù)據(jù)；終端計算機安裝數(shù)據(jù)處理繪圖配套軟件，自動接收管理中心計算機發(fā)來的水位數(shù)據(jù)， 并對數(shù)據(jù)進行分析和處理，根據(jù)處理結(jié)果S在現(xiàn)有的電子圖層信息基礎(chǔ)上自動生成虛擬航標(biāo)，并在電子航道圖上顯示新的虛擬航標(biāo)信息，安裝了此種設(shè)備的船舶可以根據(jù)虛擬航標(biāo)進行導(dǎo)航行駛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種根據(jù)水位變化自動在電子航道圖上生成虛擬航標(biāo)的方法，其特征在于水位遙控檢測裝置包括嵌入式控制中心、水位檢測傳感器、GPS定位模塊、 GPRS無線通信模塊和工作電源模塊，其中在嵌入式控制中心的控制板上設(shè)有兩個RS232串口、直流電源接口、傳感器接口 ；工作電源通過直流電源接口與嵌入式控制中心連接，GPS 模塊通過RS232串口與嵌入式控制中心連接，GPRS模塊通過RS232串口與嵌入式控制中心連接，水位監(jiān)測傳感器通過傳感器接口與嵌入式控制中心連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種根據(jù)水位變化自動在電子航道圖上生成虛擬航標(biāo)的方法， 其特征在于管理中心計算機是一臺帶公網(wǎng)IP的計算機，安裝了 Mysql數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在電子航道圖上自動生成虛擬航標(biāo)的方法，其特征在于嵌入式控制中心可以是單片機，或者是微處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種根據(jù)水位變化自動在電子航道圖上生成虛擬航標(biāo)的方法，其特征在于GPRS無線通信模塊是一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)嵌完整TCP/IP協(xié)議的無線調(diào)制解調(diào)器，與管理中心計算機實現(xiàn)無線連接和通訊。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種根據(jù)水位變化自動在電子航道圖上生成虛擬航標(biāo)的方法，其特征在于水位檢測傳感器為壓力傳感器，它通過一個帶鋼針的防沙鋼桶固定在河道的水面以下，通過電纜與嵌入式控制中心連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種根據(jù)水位變化自動在電子航道圖上生成虛擬航標(biāo)的方法，其特征在于所述工作電源是直流電源，包括太陽能電池板與蓄電池組合的電源或者蓄電池或交流電源經(jīng)轉(zhuǎn)換后的直流電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種根據(jù)水位變化自動在電子航道圖上生成虛擬航標(biāo)的方法，其特征在于所述嵌入式控制中心與GPS模塊連接，實時接收GPS位置信息，并與上一次保存的信息對比，如果位置變化大于原來設(shè)定的值，就向系統(tǒng)發(fā)送移動報警的信息，起防盜作用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種根據(jù)水位變化自動在電子航道圖上生成虛擬航標(biāo)的方法，其特征在于電子圖層信息是前期已經(jīng)制作好的地圖中的數(shù)據(jù)集一是記錄現(xiàn)有航標(biāo)的位置及狀態(tài)、是虛擬航標(biāo)還是實際航標(biāo)的航標(biāo)信息數(shù)據(jù)集，二是由兩條相同高程值的等高線組成，記錄這個高程值淺水區(qū)的面數(shù)據(jù)集，三是由兩條相同高程值的等高線組成，記錄這個高程值深水區(qū)的面數(shù)據(jù)集，四是由左右兩條線組成的航槽的面數(shù)據(jù)集，五是航槽中線數(shù)據(jù)集，六是跨河橋梁建筑或江心島嶼、礁石等障礙物數(shù)據(jù)集。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種根據(jù)水位變化自動在電子航道圖上生成虛擬航標(biāo)的方法， 其特征在于，自動生成虛擬航標(biāo)的過程如下(1)系統(tǒng)調(diào)取上次生成虛擬航標(biāo)后保存的水位信息值SO和平均高程值HO；(2)程序接收管理中心發(fā)來的水位信息值S，并對數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)最新的水位信息與上一次保存的水位信息SO比較，如果相差超過約定值則進行虛擬航標(biāo)的自動生成；(3)根據(jù)航槽中線每隔10米取一個點，每次取10個，分別在這些點做中線的垂線，這些垂線在中線兩邊分別與航槽、深水區(qū)、淺水區(qū)的邊線相交，記錄相交點并記錄垂足到這些點的距離L1，L2，L3 ；(4)放置虛擬航標(biāo)前，先清除航標(biāo)信息數(shù)據(jù)集里面的虛擬航標(biāo)信息；(5)對符合下列條件的放置虛擬航標(biāo)Cl、如果L2 — Ll<5表示航槽邊線比較接近深水區(qū)的邊線，也就是航槽與淺水區(qū)比較接近；如果L3 - LKlO表示航槽邊線比較接近淺水區(qū)的邊線，也就是航槽與河岸比較接近； 這兩種情況都表示需要防止虛擬航標(biāo)，但是只取這10個點中L2 - Ll最小或L3 - Ll最小的點來擺放；C2、計算航槽中線拐彎比較大的地方，計算方法為連續(xù)5條垂線中有兩條相交且角度大于45度，拐彎點為航槽中線上這兩個垂點的中點，在拐彎點垂線與航槽的邊線相交點擺放虛擬航標(biāo)；C3、查找河流會合口和分叉口，需要根據(jù)航槽寬度區(qū)別主流與支流，支流航槽中線與主流航槽邊線相交點放置虛擬航標(biāo)，航槽邊線相交處分別放置虛擬航標(biāo)；如果主流與支流相差不大，則在中線相交點放置虛擬航標(biāo)；C4、如果垂線與跨河橋梁建筑或江心島嶼、礁石等障礙物數(shù)據(jù)集的面記錄相交，且距離小于Li，說明在航槽中間存在危險物，在相交的邊線上擺放虛擬航標(biāo)；C5、如果都不屬于上述情況，則每隔1公里就在航槽邊上放置一個虛擬航標(biāo)，作為導(dǎo)航的標(biāo)志；C6、放置虛擬航標(biāo)時，需要判斷航標(biāo)信息數(shù)據(jù)集中對應(yīng)點附近有沒有虛擬航標(biāo)或?qū)嶋H航標(biāo)存在，有則不放置；C7、保存水位信息值S到SO，保存平均高程值Hl到H0。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種根據(jù)水位變化自動在電子航道圖上生成虛擬航標(biāo)的方法，在河段上安裝帶GPS定位的水位自動遙控檢測裝置，水位自動遙控檢測裝置將檢測到的水位信息發(fā)送到管理中心計算機，管理中心計算機進行水位數(shù)據(jù)接收發(fā)布，終端計算機根據(jù)水位數(shù)據(jù)在現(xiàn)有的電子圖層信息基礎(chǔ)上自動生成虛擬航標(biāo)，并在電子航道圖上顯示新的虛擬航標(biāo)信息。應(yīng)用本發(fā)明，可以方便航務(wù)部門和水利部門對河流水位的遠程實時監(jiān)控，管理部門在辦公室就能實時查看河流關(guān)鍵點的水位，能夠根據(jù)水位變化自動生成虛擬航標(biāo)，為船舶航行提供安全保證。
文檔編號G01F23/00GK102359785SQ20111025819
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者崔更申, 李文勇, 陳向進 申請人:廣西遠長公路橋梁工程有限公司