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航海 2023年第4期 51-53页

作者：张永杰周志强祝秋波交通运输部东海航海保障中心上海通信中心上海201206

本文主要从上海海岸电台中英文航行警告navtex播发的情况,通过数据分析了造成上海海岸电台航行警告navtex播发超时的原因,提出了改进航行警告播发的措施及建议,为保障船舶航行安全提供精准的通信服务。

关键词：航行警告 navtex 播发超时

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navtex接收机显示单元设计与实现

NAVTEX接收机显示单元设计与实现

作者：丁速大连海事大学

学位级别：硕士

作为全球海上遇险与安全系统(以下简称GMDSS)中重要的组成部分,奈伏泰斯(navtex)是以窄带直接印字电报方式发送和自动接收海上安全信息的系统,为保证船舶航行安全发挥着极其重要的作用。它使用518kHz频率播发英文的海上安全信息,在我国... 详细信息

作为全球海上遇险与安全系统(以下简称GMDSS)中重要的组成部分,奈伏泰斯(navtex)是以窄带直接印字电报方式发送和自动接收海上安全信息的系统,为保证船舶航行安全发挥着极其重要的作用。它使用518kHz频率播发英文的海上安全信息,在我国,也可以用486kHz的频率播发中文的海上安全信息。但是目前国内还只有只能接收英文海上安全信息的navtex接收机,为了适合中国国情,设计出能够接收中文海上安全信息的navtex接收机是必要的。本文《navtex接收机显示单元设计与实现》是项目《新型船载气象信息接收设备》的一部分,这个项目是为了设计与实现可以同时接收英文海上安全信息、中文海上安全信息以及气象传真的液晶显示型接收机。而本文的目的就是在navtex系统的基础上,利用ARM嵌入式系统来设计与实现该接收机的显示单元,属于人机接口部分。不仅需要显示从主控单元接收到的navtex信息的内容,而且对整机的工作状态/设置过程(包括将各层菜单进行合理并且美观的设计)/时间等进行显示,通过按键实现对整机的各种设置。本文对汉字navtex系统的技术特点作了简要分析,并对设计与实现该接收机所使用的ARM处理器LH79525作了简单介绍,重点对在ARM处理器上使用的嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ以及嵌入式图形用户系统μC/GUI进行了探讨和研究,利用LH79525的部分硬件实现键盘的功能,在已移植好的操作系统μC/OS-Ⅱ上实现键盘与显示的多任务调度与执行,最主要的是利用了μC/GUI来设计与实现整个显示界面。本文用液晶显示器作为显示设备,操作方便,不仅克服了打印机和打印纸对环境如温度、湿度、震动等的特殊要求,而且方便查阅信息,对不同类型的信息可用不同色彩或图标加以区分,以使显示更醒目,无论从外观上还是从功能上都更为先进。

关键词： navtex ARM LH79525 μC/OS-Ⅱ μC/GUI

navtex海上安全信息自动分类及决策支持系统研究

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NAVTEX海上安全信息自动分类及决策支持系统研究

作者：蒋龙大连海事大学

学位级别：硕士

海上航行自从大航海时代起就是一种比较危险的人类活动,直到近代各种航海仪器的逐渐发明和应用,航海的安全才得到越来越有力的保障。为了给船舶海上航行提供安全保障,国际海事组织（IMO）开发了全球海上遇险和安全系统（GMDSS）,其中海... 详细信息

海上航行自从大航海时代起就是一种比较危险的人类活动,直到近代各种航海仪器的逐渐发明和应用,航海的安全才得到越来越有力的保障。为了给船舶海上航行提供安全保障,国际海事组织（IMO）开发了全球海上遇险和安全系统（GMDSS）,其中海上安全信息（MSI）广播系统用于广播航行警告和其他重要信息。在收到MSI后,值班驾驶员可以对MSI的内容进行分类,并针对MSI采取行之有效的决策。然而,在航海人员处理MSI的方法上,由于目前的管理模式相对粗放,技术上相对落后,在大多数海域,航海人员对MSI的处理,从报文分类到信息记录,再到做出决策都是由人工阅读纸质信息完成的。为了提高MSI的处理效率,推动信息的电子化,从而实现MSI的自动化分类,并对自动化分类的结果进行实际应用,本文设计了一套基于navtex海上安全信息的决策支持系统（Decision Support System,DSS）,该系统能够实现navtex报文内容的自动分类,并可以提供有效的决策支持服务。本文的主要工作如下:根据主题标签和行为标签对navtex报文进行了自动分类。目前对于navtex报文的分类主要为根据主题标签的分类,但由于仅仅根据主题标签分类难以直接为驾驶员提供采取相关措施的建议,本文参考主题标签,提出了行为标签的概念,并利用两种标签对navtex报文进行了分类,使得航海人员能够根据分类的结果采取有针对性的措施。为了应用的完整性,引入了决策支持系统。该系统包括报文数据存储、决策行为的数据库构建、报文分类模型的建立和决策支持服务四个模块。其中前三个模块的功能为数据存储、数据库构建和报文的自动分类,在第三模块得到根据主题标签和行为标签的分类结果后,系统在第四模块将根据报文的分类结果,为驾驶员提供决策支持服务。

关键词： navtex 自然语言处理多标签分类机器学习决策支持系统

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navtex辅助导航系统的研究

NAVTEX辅助导航系统的研究

作者：初雁秋哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

奈伏泰斯(navtex)是全球海上遇险和安全系统(GMDSS)的重要组成部分。其功能单一、智能化程度低，不适应现代航运发展的要求。本文在传统navtex系统的基础上，使其增加近海无线电导航定位功能，使之更加适应现代化的航海要求。无线电波... 详细信息

奈伏泰斯(navtex)是全球海上遇险和安全系统(GMDSS)的重要组成部分。其功能单一、智能化程度低，不适应现代航运发展的要求。本文在传统navtex系统的基础上，使其增加近海无线电导航定位功能，使之更加适应现代化的航海要求。无线电波的传播特性是系统进行成功定位的一个重要因素，重点探讨了地波在本系统中的传播，对4.2MHz的短波在海面400公里距离上的地波场强进行了具体的分析解算。并且应用Matlab对非均匀路径上(陆-海)电场场强分布进行了建模仿真。本论文以直接序列扩频通信和测距定位原理为理论基础，navtex辅助导航系统利用导航台发射的扩频码与接收机产生的本地信号进行相关运算，通过测量相关函数最大值的位置，来测定导航台信号传播时间，从而测定导航台到接收机的距离。所以扩频码的相关性能直接关系到系统的通信性能，本文提出用m序列移位序列作扩频地址码，具有更好的性能。在navtex辅助导航系统中，假设导航台和用户都在同一水平面。本文参考GPS中GDOP(几何精度因子)的定义，推导出本系统的GDOP，并用矩阵理论对其最小值及其随导航台个数增加而减小进行了证明，仿真了不同情况下的等精度线图。在实际中，可以利用GDOP作为岸台配置的依据，也可以用它来分析现有岸台的性能。

关键词： navtex 电场强度扩频码 GDOP

气象传真与navtex组合接收机的设计与实现

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气象传真与NAVTEX组合接收机的设计与实现

作者：王振鹏哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

气象传真接收机是船舶在海上航行时接收气象信息的必不可少的设备,而navtex接收机则是全球海上遇险与安全系统(GlobalMaritime Distress and Safety System,GMDSS)重要组成部分,两者对于船舶在海上的安全航行均起到了不可或缺的作用。目... 详细信息

气象传真接收机是船舶在海上航行时接收气象信息的必不可少的设备,而navtex接收机则是全球海上遇险与安全系统(GlobalMaritime Distress and Safety System,GMDSS)重要组成部分,两者对于船舶在海上的安全航行均起到了不可或缺的作用。目前,气象传真图使用气象传真接收机接收,而navtex报文使用navtex接收机接收,随着两种接收机技术的逐渐成熟,气象传真与navtex组合接收机成为了发展趋势,然而,国内还没有对组合接收机展开研究。另外,随着半导体技术的发展,接收机逐渐向高度数字化的方向发展。基于目前接收机的发展现状,本文对气象传真与navtex组合接收机展开研究。通过对比现有不同型号传真机的优缺点,确定了基于双核数字控制器的组合接收机方案。使用双核数字控制器替代传统DSP+双口 RAM+ARM的解决方案,简化了硬件设计,提高了数字化程度。设计中,将组合接收机分成三部分进行模块化设计,依次为前端板模块、数字控制器模块以及人机交互模块。根据方案设计,本系统能够实现接收气象传真图、navtex信息和图文显示打印功能,还可以通过以太网进行数据共享。前端板模块的设计主要包括滤波电路、放大电路、混频和本振源设计等,该模块完成气象传真和navtex信号的接收与解调,得到基带调制信号,经过AD转换器完成模拟信号到数字信号转换;双核数字控制器作为系统的核心,主要完成FSK的数字解调和外围设备的控制。根据系统外围设备需要,对AD转换器电路、存储器电路、网络控制器电路等进行了设计,并完成了人机交互电路的硬件设计。其中,人机交互主要包括LCD驱动、按键输入、热敏打印机驱动电路,热敏打印机接口电路主要包括热能头保护、检纸电路以及步进电机的驱动控制电路等。本文完成以上硬件设计后,分别对各个模块进行了软件设计,包括LCD驱动程序、按键程序、FATFS文件系统和UIP网络协议栈的移植,并进行了实际测试,测试结果表明FATFS文件系统和UIP网络协议栈的移植均取得了期望的结果,LCD能够正常显示图片和文字。最后,对系统进行了联调,结果表明能够实现传真图像的接收和显示等基本功能。

关键词：气象传真 navtex 组合接收机双核数字信号处理器

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新型navtex系统的定位技术研究

新型NAVTEX系统的定位技术研究

作者：张洪全哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

传统的navtex系统是以窄带直接印字电报方式发送和自动接收海上安全信息的系统，是全球海上遇险和安全系统(GMDSS)的重要组成部分。其功能单一、智能化程度低，不适应现代航运发展的要求。本文在传统navtex系统的基础上，通过使用现代... 详细信息

传统的navtex系统是以窄带直接印字电报方式发送和自动接收海上安全信息的系统，是全球海上遇险和安全系统(GMDSS)的重要组成部分。其功能单一、智能化程度低，不适应现代航运发展的要求。本文在传统navtex系统的基础上，通过使用现代通信技术升级改造该系统，同时利用国际海事组织(IMO)所指定的传输本国语言navtex信息频率发布附加的定位信息，使其增加无线电导航定位功能，使之更适应现代化的要求。本文主要对navtex无线电导航系统中与定位精度有关的部分进行了研究，并利用通信仿真软件建立导航信号的跟踪捕获仿真模型，研究了多径干扰下的码跟踪误差和载波跟踪误差。本课题以扩频通信为理论基础，采用直接序列扩频体制和测距定位原理。因此论文对扩频通信的基础理论和定位原理作了介绍。无线电波的传播特性是系统进行成功定位的一个重要因素，重点探讨了地波在本系统中的传播，对4.2M Hz短波海面400公里距离上的地波场强进行了具体计算。本文参考GPS中GDOP的定义，推导出本系统的GDOP，仿真了不同情况下的等精度线图。在实际中，可以利用GDOP作为岸台配置的依据，也可以用它来分析现有岸台的性能。本文最后根据导航系统中采用的伪码跟踪和载波跟踪环路原理对多径效应下的码跟踪误差和载波跟踪误差进行了分析。

关键词： navtex 无线电导航 GDOP 多径

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新型汉字navtex系统初步研究

新型汉字NAVTEX系统初步研究

作者：马红丽哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

旧型的navtex系统是以窄带直接印字电报方式发送和自动接收海上安全信息的系统,是全球海上遇险和安全系统中的重要组成部分。旧的系统功能单一、智能化程度低,不适应现代航运发展的要求。本文在旧型navtex系统的基础上,通过使用现代通... 详细信息

旧型的navtex系统是以窄带直接印字电报方式发送和自动接收海上安全信息的系统,是全球海上遇险和安全系统中的重要组成部分。旧的系统功能单一、智能化程度低,不适应现代航运发展的要求。本文在旧型navtex系统的基础上,通过使用现代通信技术升级改造该系统,同时利用IMO所指定的传输本国语言navtex信息频率(4209.5kHz)发布附加的定位信息,使其增加无线电导航功能,将更适应现代化的要求。本文对该系统进行了初步的方案论证及相关技术的研究。研究了新型navtex系统的部分技术参数。给出了系统原理框图和接收机技术指标,探讨了系统的信源以及编码方式,信号的技术格式,解扩解调环路的数学模型,伪随机码定位原理。增加了定位的功能。设计了仿真模型,进行了仿真实验。实验结果表明新型系统比原系统提高了信息传输速率,降低误码率。本文综合阐述了面上地波场强的计算方法的基础上,根据Millington方法对4.2MHz短波海面400公里距离上的地波场强进行了具体计算,根据求得的场强值进行链路分析。一些预算参数是统计性的。运用扩频数字通信接收机灵敏度方程得出了满足最小规定灵敏度的最大接收机噪声系数,证明了新型navtex系统的可行性。详细的讨论了新型navtex系统所采用的调制解调方式、信源的建立、信号的技术格式、伪距导航定位原理等基本的理论。亦给出了初步的仿真框图,证明新的系统达到了所要求的误码率。并用VC实现定位解算模块以及使用VC数据库和串口通信方法实现发送接收信息的计算机显示。

关键词： navtex 扩展频谱无线电导航电波传播链路预算

基于双核DSP的navtex接收机设计与实现

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基于双核DSP的NAVTEX接收机设计与实现

作者：姚远方哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着海洋经济的发展,船舶航行安全越来越受到人们的重视。海上安全信息播发系统(navtex)是以窄带直接印字电报方式发送和自动接收海上航行安全信息的系统,是全球海上遇险与安全系统(GMDSS)的重要组成部分,对保证船舶安全航行有着极其重... 详细信息

随着海洋经济的发展,船舶航行安全越来越受到人们的重视。海上安全信息播发系统(navtex)是以窄带直接印字电报方式发送和自动接收海上航行安全信息的系统,是全球海上遇险与安全系统(GMDSS)的重要组成部分,对保证船舶安全航行有着极其重要的作用。论文详细分析了navtex系统的工作原理与技术要求,结合国内外navtex接收机的现状与特点,提出基于TI公司F28M35双核DSP处理器为核心控制器的接收机总体方案,实现了国际报文与本地报文的接收、存储、显示及紧急信息警报等功能。接收机硬件部分主要包括射频接收模块、信息处理模块、报文显示模块以及对外通信接口等几部分。其中射频接收模块使用DDS作为本振源,提高了频率输出的精度,有利于对本振信号的灵活微调;信息处理模块主要由F28M35芯片及周边电路组成,除完成控制、数据处理等功能外,片内集成12位模数转换器完成了模拟信号到数字信号的转换;报文显示模块选用带有触屏功能彩色显示器,在显示报文的同时作为人机交互模块接收控制命令,省去了传统的交互按键;另外设有SD卡完成报文的存储以及备有网络接口支持数据上传等功能。软件部分包括对DDS发送控制命令、数字正交解调、数字滤波以及报文的解码、储存与显示等功能。双核处理器主核完成数据的显示以及人机交互命令的解析与响应,子核通过控制采样频率来实现带通采样并完成信号采集、数字滤波与解调和对DDS模块的控制功能。两内核之间信息交互由核间IPC中断命令以及在共享RAM中设置数据缓冲区来实现。本论文在完成硬件调试的基础上,分别对各个模块进行了软件设计与实际调试,仿真并验证了数字解调的可行性,并且成功验证了核间通信、LCD显示、SD卡文件存储等功能。最终将各个模块进行系统联调,实现了正确接收和显示navtex报文的功能。

关键词： navtex 带通采样定理双核DSP 数字解调

基于FPGA的navtex解调器研究与设计

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基于FPGA的NAVTEX解调器研究与设计

作者：张正宇浙江大学

学位级别：硕士

navtex(奈伏泰斯)系统是指通过窄带直接印字电报(NBDP)的方式来广播和自动接收为船舶播发的航行警告、气象警告、气象预报和紧急信息(统称海上安全信息)的系统,它是全球海上遇险和安全系统(GMDSS)的重要组成部分。目前,国内船舶上的NAV... 详细信息

navtex(奈伏泰斯)系统是指通过窄带直接印字电报(NBDP)的方式来广播和自动接收为船舶播发的航行警告、气象警告、气象预报和紧急信息(统称海上安全信息)的系统,它是全球海上遇险和安全系统(GMDSS)的重要组成部分。目前,国内船舶上的navtex接收机基本都依赖进口,国内自行研制的navtex接收机型号少,功能也较单一,且大多都采用模拟解调的方式,基于软件无线电的navtex接收机的研究刚处于起步阶段。随着现代航运的发展以及国内中文navtex业务的日趋成熟,开发拥有自主知识产权并且能接收中文信息的navtex接收机具有重要的现实意义。本文介绍了navtex系统的发展现状,并且在原有实验设计平台的基础上,提出了一种基于FPGA的navtex解调器的设计。论文首先对navtex信号接收机组成进行分析,接着介绍了接收机中的核心模块navtex解调器,然后提出了基于FPGA的navtex解调器的整体设计方案;其次对该解调器各部分实现原理进行分析,给出了具体设计过程,并对其中的一些关键算法进行仿真试验;最后将本文所设计的解调器应用于自行设计的navtex接收机验证平台上进行实际测试验证。测试结果表明：在-107dbm的发射信号强度下,英文navtex信息接收误码率在4%以下,中文navtex信息接收误码率在1%以下,满足国家navtex接收机测试标准灵敏度要求,且该解调器已用于实际的navtex接收机中,能同时接收中、英又navtex信息。

关键词： navtex FPGA DSTFT 同步算法解调解码

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新型navtex接收机的设计

新型NAVTEX接收机的设计

作者：赵杰哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

海上安全信息播发系统(navtex)是以窄带直接印字电报方式发送和自动接收海上安全信息的系统,是全球海上遇险与安全系统(GMDSS)的重要组成部分之一。传统的navtex无线接入系统采用窄带直接打印(NBDP)的工作方式,功能单一、智能化程度低... 详细信息

海上安全信息播发系统(navtex)是以窄带直接印字电报方式发送和自动接收海上安全信息的系统,是全球海上遇险与安全系统(GMDSS)的重要组成部分之一。传统的navtex无线接入系统采用窄带直接打印(NBDP)的工作方式,功能单一、智能化程度低,已经不能适应现代航运发展的要求了。随着通信技术的飞速发展,通信系统由模拟体制不断向数字体制过渡,充分利用现在已经成型的技术对无线接入系统进行改造,使其智能化、功能多样化,已经成为必须。本论文详细介绍了navtex系统。根据当前该系统存在的不足之处,提出采用软件无线电技术和DSP技术对navtex后端接收信号进行数字化处理。本设计利用软件无线电的思想,首先根据带通采样原理对接收的navtex信号进行采样,然后把采样信号送入DSP中进行滤波、解调、自检信号的生成等一系列处理。对各种算法进行了最优的选择,最终完成了信号的接收。同时完成了DSP目标板的设计与调试,最后在该电路板上对接收、解调和译码的算法进行研究和实验。最终实现了对navtex信号的正确接收。本文研究的内容适合现代航运的发展要求,对于我国的经济开发具有重要的作用。由于智能化处理安全信息、导航信息,使之更符合现代船舶管理系统的要求。

关键词： navtex 数字信号处理软件无线电