張尚悅 王郁茗 于政國

（海軍大連艦艇學院 航海系 大連116018）

引 言

目前海軍院校學員海上舢板帆船訓練日益增多，為增強學員海上訓練科目的難度以及鍛煉學員戰(zhàn)風斗浪的意志品質(zhì)，通常會增加大風浪條件和能見度不良情況下的海上訓練。這為組織指揮、氣象保障部門提出一個難題：既要開展訓練，又要安全第一。因此研制一套符合海軍院校海上訓練實際的指揮監(jiān)控系統(tǒng)很有必要。

本文構建的新型舢板帆船訓練監(jiān)控系統(tǒng)是集成北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)［1］、AIS作戰(zhàn)訓練一體化支持系統(tǒng)、實時監(jiān)控系統(tǒng)［2］等方面所取得的成果，著眼提高海軍院校在信息化條件下學員海上舢板帆船訓練指揮的自動化水平，提高組織指揮部門指揮調(diào)度的科學化水平，完善海上訓練航海氣象保障機制。

1 系統(tǒng)總體功能

1.1 舢板帆船集群指揮

出海訓練的舢板或帆船組成一個海上群，由保障艦或舢板（帆船）指揮艦負責現(xiàn)場指揮、監(jiān)控、引導。每一個舢板（帆船）都裝有小型AIS設備，保障艦船裝有AIS接收機，可自動采集各舢板（帆船）的目標位置信息，定時更新艦位，所有信息自動轉(zhuǎn)換為圖形、表單、文字、符號并顯示［3］。保障艦船可在現(xiàn)場進行指揮監(jiān)控，必要時可對離隊或失控舢板（帆船）進行引導及援救。

1.2 岸基遠程指揮監(jiān)控

岸基指揮中心利用接收到的保障艦船及各舢板（帆船）的運動要素及海上水文氣象環(huán)境信息數(shù)據(jù)，通過北斗衛(wèi)星通信信道實施遠程指揮監(jiān)控，通過報文形式進行遠程指揮，對重點船艇進行遠程監(jiān)控。岸基指揮中心所見海上態(tài)勢與海上保障艦船所見態(tài)勢一致，舢板訓練信息由廟島群島傳輸，帆船信息由三亞訓練基地遠程傳輸，使學院各級指揮及業(yè)務人員頗有身臨其境的感覺。

1.3 保障業(yè)務遠程支持

岸基指揮中心利用學院雄厚的氣象水文資料信息及優(yōu)秀的氣象保障專家，對海上訓練環(huán)境進行會商，利用遠程指揮監(jiān)控信道，對海上舢板（帆船）訓練進行保障遠程支持，能充分利用海上潮流、風向的有利因素，規(guī)避災害性天氣的影響，保障舢板（帆船）海上訓練的順利實施。

1.4 訓練數(shù)據(jù)遠程互傳

通過北斗衛(wèi)星通信信道［4］實施的遠程目標監(jiān)控數(shù)據(jù)及報文形式匯報的訓練小結，可將海上舢板（帆船）的訓練數(shù)據(jù)進行遠程互傳，以便岸基指揮中心每天掌握訓練進度及質(zhì)量，進行遠程施訓。

1.5 訓練數(shù)據(jù)存儲回放

可自動記錄保障艦船及各舢板（帆船）的位置信息、航向、航速和岸基與保障艦船之間的往來報文信息，可在訓練結束后按需查詢和回放海上訓練過程。

2 系統(tǒng)組成及分系統(tǒng)功能

2.1 系統(tǒng)組成

“舢板帆船訓練遠程監(jiān)控系統(tǒng)”遵循一系列國際標準，綜合采用VHF甚高頻射頻技術、TDMA無線通訊協(xié)議、GPS/北斗定位、完全自主知識產(chǎn)權的GIS引擎等技術，為岸上指揮所提供移動目標定位、監(jiān)控、報警、信息溝通等功能。

該系統(tǒng)由岸基指揮中心、海上指揮監(jiān)控裝備、艇載定位裝備三部分組成。

2.1.1 岸基指揮中心

包括指揮監(jiān)控情報中心臺和報文管理臺組成，海上態(tài)勢由投影儀投影顯示。配置北斗指揮機，通過北斗衛(wèi)星信道與海上保障艦艇聯(lián)系。

2.1.2 海上指揮監(jiān)控裝備

該裝備安裝在跟隨海上舢板帆船訓練的保障艦船上。內(nèi)置GPS/北斗雙模定位模塊、內(nèi)置語音模塊和功放、提供17吋寸彩色顯示屏。利用VHF甚高頻接收來自本艦船周圍所屬艇上定位裝備發(fā)出的定位及環(huán)境數(shù)據(jù)信息。提供電子海圖顯示功能、本船定位信息和周圍所屬帆船、舢板的定位信息顯示功能。為便于監(jiān)控周圍所屬艇漂移情況，提供漂移門限設置和報警等功能。

2.1.3 艇載定位裝備

該裝備安裝在舢板或帆船上。該裝備主要包括定位裝備和供電電源。供電電源提供必要的電源給定位裝備，定位裝備內(nèi)置VHF射頻模塊、GPS/北斗雙模定位模塊、電源保護和管理模塊。通過VHF甚高頻將當前該艇（船）的位置信息按一定時間間隔對外廣播。

2.2 分系統(tǒng)組成及功能

“舢板帆船訓練遠程監(jiān)控系統(tǒng)”組成結構圖如圖1所示。

2.2.1 海上指揮監(jiān)控裝備主要功能

（1）所屬舢板（帆船）信息管理功能

為每條所屬舢板（帆船）、每個分配唯一識別號碼，并建立數(shù)據(jù)庫。所屬艇（船）相關信息包括：艇（船）名稱、唯一識別碼、核載人數(shù)等信息。提供信息的信息導入、查詢、增加、刪除、修改功能。

（2）電子海圖顯示功能

提供中國沿海電子海圖顯示功能，支持放大、縮小、漫游。

（3）定位信息接收、顯示功能

顯示本艦船當前位置信息；接收艦船所屬舢板（帆船）位置信息，并以列表、圖形兩種形式顯示；在電子海圖上動態(tài)疊加所屬艇的位置信息，并以不同圖形符號顯示。列表顯示時，提供排序和查找功能。

（4）告警設置和報警功能

防碰撞距離和時間告警設置；所屬艇漂移距離告警設置；語音報警信息播報功能。

2.2.2 艇載定位裝備主要功能

（1）定位功能

采用GPS/北斗雙模定位技術，獲取當前舢板（帆船）所在位置信息，包括：經(jīng)度、緯度、航速、航向等。

（2）定位信息上傳功能

該舢板（帆船）位置信息按一定時間間隔對外廣播，便于海上指揮監(jiān)控裝備接收和監(jiān)控。

圖1 “舢板帆船訓練遠程監(jiān)控系統(tǒng)”組成結構圖

3 結 論

本文分析了“舢板帆船訓練遠程監(jiān)控系統(tǒng)”的功能及主要工作流程，主要突出“北斗+AIS”遠程指揮監(jiān)控的訓練模式，其功能可滿足系統(tǒng)“AIS信息全，北斗傳輸遠，態(tài)勢掌握明”的設計要求，可保障海軍院校各級訓練指揮機關對于所屬舢板、帆船的航行訓練數(shù)據(jù)進行遠程監(jiān)控，為提高海上舢板帆船訓練指揮的自動化水平提供技術支持。

［1］ 許冬彥，馬麗娜，王維嘉.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用產(chǎn)品開展合格評定工作的思考［J］.導航定位學報，2015（1）：4-9.

［2］ 姜洪濤，楊曉峰.基于AIS時態(tài)數(shù)據(jù)庫的船舶實時監(jiān)控系統(tǒng)［J］.測繪通報，2014（1）：114-117.

［3］ 薛玉成.AIS的解碼及其在航道通航環(huán)境評估中的應用［J］.電子設計工程，2014（1）：20-23.

［4］ 于淵，雷利軍，景澤濤，等.北斗衛(wèi)星導航在國內(nèi)智能交通等領域的應用分析［J］.工程研究-跨學科視野中的工程，2014（1）：86-91.

［5］ 郭薇，廖林煒.基于MEMS的GPS/SINS艦船組合導航系統(tǒng)設計［J］.船舶，2013（1）：63-65.