CN206743268U

CN206743268U - 海上中频无线海图更新***

Info

Publication number: CN206743268U
Application number: CN201720624142.4U
Authority: CN
Inventors: 郑德福; 高万明; 陈涤非; 汤可成; 钱伟; 王翔
Original assignee: East China Sea Navigation Guarantee Center Of Ministry Of Communications; SHANGHAI AIWEI AEROSPACE ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: East China Sea Navigation Guarantee Center Of Ministry Of Communications; SHANGHAI AIWEI AEROSPACE ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2017-12-12
Anticipated expiration: 2027-06-01

Abstract

本实用新型公开了一种海上中频无线海图更新***，包括数据服务器、播发控制终端、岸基播发台和海图接收终端；所述数据服务器、播发控制终端和岸基播发台通过岸基网络相连，所述岸基播发台通过无线传输信道和海图接收终端相连，所述播发控制终端通过岸基网络和远程监测接收机相连，所述远程监测接收机接收中频无线电信号，监测接收信号的质量并上报给播发控制终端。本实用新型提供的海上中频无线海图更新***，能够方便地传输海图文件，并与船舶信息***和设备无缝连接，播发效率高，覆盖面广。

Description

海上中频无线海图更新***

技术领域

本实用新型涉及一种海上安全信息广播***，尤其涉及一种海上中频无线海图更新***。

背景技术

为了保证航行安全，需要及时有效地由岸上向航行的船舶提供有关海上航行的安全信息，海上安全信息(MSI---Maritime Safety Information)是指航行警告、气象报告、气象预报和有关航行安全的其它紧急安全信息。岸上有关部门将有关航行安全的重要信息通过NAVTEX海岸电台或者INMARSAT，向主要海域的船舶播发。

现有的航行警告和航行通告主要是通过沿海各海岸电台播发摩尔斯电报和NAVTEX台播发NBDP无线电电传实现信息的发布，这两种信息发布手段还存在着技术手段落后，时效性难于保障，覆盖面小的缺点，船舶不能及时、全面、***地了解航行海域的安全信息，对于船舶航行安全存在很大隐患，不适应现代信息社会发展要求的需要。

比如传统的海上船舶海图更新需要光盘邮寄或在线下载刻盘邮寄，花费时间长，更新周期长，不能够及时有效的更新海图文件，海上船舶不能够及时获取发布的所需海图改正更新文件，消息往往是滞后的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种海上中频无线海图更新***，能够方便地传输海图文件，并与船舶信息***和设备无缝连接，播发效率高，覆盖面广。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种海上中频无线海图更新***，包括数据服务器、播发控制终端、岸基播发台和海图接收终端；所述数据服务器、播发控制终端和岸基播发台通过岸基网络相连，所述岸基播发台通过无线传输信道和海图接收终端相连，所述播发控制终端通过岸基网络和远程监测接收机相连，所述远程监测接收机接收中频无线电信号，监测接收信号的质量并上报给播发控制终端。

上述的海上中频无线海图更新***，其中，所述岸基播发台包括第一控制器，所述第一控制器的时钟端连接GNSS接收机或原子钟，所述第一控制器的输入端连接监测接收机，所述第一控制器的输出端依次通过OFDM调制器、RF生成器、RF放大器和匹配单元后连接发射天线，所述第一控制器的网络端连接岸基网络。

上述的海上中频无线海图更新***，其中，所述海图接收终端包括第二控制器，所述第二控制器通过数据总线连接以太网接口和/或USB接口，所述第二控制器的输入端和OFDM解调器相连，所述OFDM解调器通过射频模块和中频接收天线相连，所述射频模块包括模拟增益控制单元和数字信号处理单元，所述模拟增益控制单元依次通过第一滤波器、ADC转化单元和数字信号处理单元相连，所述模拟增益控制单元通过第二滤波器从输入接口接收信号，经过滤波后输送到ADC转化单元，所述数字信号处理单元的输出端和输出接口以及模拟增益控制单元的反馈控制端相连，所述模拟增益控制单元、ADC转化单元的电源端和电源模块相连。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的海上中频无线海图更新***，能够方便地传输海图文件，并与船舶信息***和设备无缝连接，播发效率高，覆盖面广。此外，本实用新型通过直接播发电子海图改正信息，船上时时接收文件的方式来减少中间环节,降低船员工作量，提高海图改正的及时性和准确性。

附图说明

图1为本实用新型海上中频无线海图更新***总体架构示意图；

图2为本实用新型海上中频无线海图更新***的岸基播发台电路方框示意图；

图3为本实用新型海上中频无线海图更新***的海图接收终端电路方框示意图；

图4为本实用新型的海图接收终端中射频模块的电路方框示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型海上中频无线海图更新***总体架构示意图。

请参见图1，本实用新型提供的海上中频无线海图更新***，包括：

播发控制终端：将所有的海图播发文件发布到数据服务器，由数据服务器将需要发布的文件发送给岸基播发台；

岸基播发台：接收来自数据服务器的海图播发文件，将海图播发文件转换成OFDM信号，并通过中频无线电信号向海图接收终端广播；

海图接收终端：通过天线和接收机将接收下来的信号，通过数据处理还原为正确的海图更新文件；

所述播发控制终端和岸基播发台通过岸基网络相连，所述岸基播发台通过无线传输信道和海图接收终端相连。

本实用新型的播发控制终端通过网络与播发台连接，可监视播发台的下列状态：a)发射确认；b)告警；c)有效发射功率；d)同步报告。播发控制终端还通过网络与远程监测接收机连接，接收远程接收机数据，监测岸基播发台的播发质量。播发控制终端变更发射机的参数，如：a)发射功率；b)OFDM参数(导频子载波、子载波调制方式、纠错编码方式等)；c)发射序列。

本实用新型的岸基网络可采用宽带连接、低速率连接或本地文件共享的方式。岸基播发台(受访问保护的本地服务器)组成如图2所示，包括：a)一台第一控制器，为受访问保护的本地服务器；b)一台OFDM调制器；c)一台500kHz频段的RF生成器和放大器；d)一副带匹配单元的发射天线；e)一台用于同步的GNSS接收机或原子钟；f)一台带天线的监测接收机。

本实用新型的岸基播发台的第一控制器接收以下信息：a)来自SIM的消息文件；b)来自GNSS接收机或参考时钟的时间同步信息；c)来自监测接收机的500kHz信号；d)来自调制器的500kHz信号；e)来自RF生成器和放大器的监测信号。

本实用新型的岸基播发台的第一控制器的主要功能如下：a)在传输前检查相关频段是否空闲；b)将岸基播发台的所有信号与同步时钟信号同步；c)控制传输参数、时间和序列；d)按分组传输要求格式化需发射的消息文件。

本实用新型使用的调制器需要三种输入流：

a)调制信息流(MIS)，MIS总是采用4-QAM子载波调制，提供以下信息：1)频谱占用；2)发射机信息流(TIS)和数据流(DS)的调制方式(4-、16-或64-QAM)。

b)发射机信息流(TIS)，TIS流可采用4-或16-QAM子载波调制，向接收机提供以下信息：1)数据流(DS)的纠错编码方式(对于白天的地波传播及夜间的地波+天波传播情况，采用的纠错编码应有所区别)；2)发射机的标识；3)日期和时间。

c)数据流(DS)，包含要发送的信息文件，且该文件此前通过了文件多路复用器的格式化，调制器按数据流编码格式对输入数据流进行编码。

为保障传输的鲁棒性，应采用纠错机制。考虑到传输效率，根据纠错机制和调制模式的不同，码率可在0.5～0.75间变化。MIS、TIS和DS等三种输入流以编码和能量扩散的形式进行格式化。OFDM映射器通过单元映射组建OFDM单元，包括格式化的输入流和导频单元。接收机可利用导频单元评估无线电信道并同步RF信号。OFDM基带生成器根据映射器的输出产生OFDM基带信号。

RF生成器：500kHz RF生成器将基带信号变换到500kHz的输出载波中，激励放大器将RF信号放大至期望的功率。

RF放大器：将生成器输出的500kHz信号放大至必要功率，以满足所需的无线电覆盖要求。为满足信息错误率(MER)要求，RF放大器输出端的波峰因子应控制在7dB～10dB。

带匹配单元的发射天线：发射天线应具有阻抗匹配单元，RF放大器输出连接匹配单元，再连接至发射天线。

GNSS接收机和备份原子钟：该时钟用于同步本地控制器。监测接收机检查相关频率在发射前是否空闲，并可用于检查RF发射。

请继续参见图3，本实用新型的海图接收终端主要包括以下几个基本部分：a)中频接收天线；b)射频模块；c)OFDM解调器；d)第二控制器；e)显示单元；f)数据接口。各单元的主要功能及实现如下。

一、中频接收天线

接收频率范围覆盖495kHz～505kHz的电场或磁场的天线，宜覆盖486kHz、490kHz和518kHz，以便与NAVTEX公用天线。大量研究表明，中频415kHz～526.5kHz频段的海面地波的传输场强衰减慢，传播稳定，天气适应性强，具有非常良好的水面传播特性。

二、射频模块

射频模块包括模拟增益控制单元和数字信号处理单元，所述模拟增益控制单元依次通过第一滤波器、ADC转化单元和数字信号处理单元相连，所述模拟增益控制单元通过第二滤波器从输入接口接收信号，经过滤波后输送到ADC转化单元，所述数字信号处理单元的输出端和输出接口以及模拟增益控制单元的反馈控制端相连，所述模拟增益控制单元、ADC转化单元的电源端和电源模块相连，将来自天线的RF信号进行滤波、放大和变换，以满足解调要求，如图4所示。所述模拟增益控制单元包括依次相连的第一模拟增益控制单元和第二模拟增益控制单元实现两级信号放大，所述第一模拟增益控制单元和第二模拟增益控制的反馈控制端均与数字信号处理单元的输出端相连。

三、OFDM解调器：对OFDM信号进行解调，以恢复出DS、MIS和TIS的数据流，重新创建包含有已发送的消息文件的数据流。

此阶段实施：a)时间/频率同步；b)信道评估；c)自动调制恢复；d)纠错。NAVDAT(中频海上数字广播***)接收机应能够自动检测以下调制参数：a)16-或64-QAM；b)子载波方案；c)纠错编码的方式。除DS之外，它还负责上报TIS和MIS中填写的信息。此外，该接收机亦上报如下有关信道的补充信息：a)估算出的SNR；b)BER；c)MER。

四、第二控制器

a)从DS摘取消息文件(将数据包合并成文件)；

b)解释TIS和MIS以及解调器给出的其它信息；

c)文件多路分配器：1)接收消息文件；2)确保标出请其注意的消息文件(广播模式类型)；3)在必要/可行的情况下解密消息文件；4)将消息文件提供给使用这些文件的终端应用；5)删除过期的消息文件。

d)收集以下信息：1)已解码消息文件的总量；2)可用消息文件的数量；3)差错事件(例如，解密差错)。

电子航海图(ENC)是由政府授权的水道测量部门绘制的符合S一57标准的电子海图，ENC具有两种形式即基础数据NE和更新数据ER。基础数据和更新数据一起为电子海图显示及信息***所接收，以形成反映海域内最新信息的***电子海图(SENC)，供电子海图显示与信息***ECDIS显示和作相应的处理。无论是基础数据还是更新数据，均以标准的格式进行数据的组织和封装从而达到不同国家的海道测量机构制作的电子海图可以在不同的ECDIS上准确地使用。

本实用新型可以方便地与船舶设备上的电子海图***(ECS)和电子海图显示与信息***的(ECDIS)进行无缝连接，实现航海安全信息的可视化显示，进行e航海的应用演示。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种海上中频无线海图更新***，其特征在于，包括数据服务器、播发控制终端、岸基播发台和海图接收终端；所述数据服务器、播发控制终端和岸基播发台通过岸基网络相连，所述岸基播发台通过无线传输信道和海图接收终端相连，所述播发控制终端通过岸基网络和远程监测接收机相连，所述远程监测接收机接收中频无线电信号，监测接收信号的质量并上报给播发控制终端。

2.如权利要求1所述的海上中频无线海图更新***，其特征在于，所述岸基播发台包括第一控制器，所述第一控制器的时钟端连接GNSS接收机或原子钟，所述第一控制器的输入端连接监测接收机，所述第一控制器的输出端依次通过OFDM调制器、RF生成器、RF放大器和匹配单元后连接发射天线，所述第一控制器的网络端连接岸基网络。

3.如权利要求1所述的海上中频无线海图更新***，其特征在于，所述海图接收终端包括第二控制器，所述第二控制器通过数据总线连接以太网接口和/或USB接口，所述第二控制器的输入端和OFDM解调器相连，所述OFDM解调器通过射频模块和中频接收天线相连，所述射频模块包括模拟增益控制单元和数字信号处理单元，所述模拟增益控制单元依次通过第一滤波器、ADC转化单元和数字信号处理单元相连，所述模拟增益控制单元通过第二滤波器从输入接口接收信号，经过滤波后输送到ADC转化单元，所述数字信号处理单元的输出端和输出接口以及模拟增益控制单元的反馈控制端相连，所述模拟增益控制单元、ADC转化单元的电源端和电源模块相连。