基于北斗衛星的海陸通信系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了基于北斗衛星的海陸通信系統，包括：船載終端機、北斗衛星、數據通信服務器、陸地用戶端，所述船載終端機采集并處理數據，并與北斗衛星進行通信；所述北斗衛星對接收的數據進行處理并轉發至數據通信服務器或船載終端機；所述數據通信服務器將接收的數據進行處理、保存或轉發至陸地用戶端或通過北斗衛星發送至船載終端機；陸地用戶端與數據通信服務器通過互聯網連接，接收數據通信服務器轉發的短消息數據，或發送短消息數據至數據通信服務器。通過數據通信服務器進行信息轉發，實現船舶用戶與陸地用戶之間便捷通信，從而有效的改善了兩者間的溝通交流條件。
【專利說明】基于北斗衛星的海陸通信系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及北斗衛星通信的【技術領域】，尤其是一種基于北斗衛星的海陸通信系統。
【背景技術】
[0002]隨著現代社會的快速發展，衛星通信系統在氣象、石油、森林防火、災害預報、交通運輸、公安以及其他的一些特殊行業扮演著越來越重要的角色，可以說與我們的生活息息相關。尤其在海洋海事領域起著尤為重要的作用，由于海洋上既沒有有線網絡覆蓋，也沒有基站信號，船舶要想與外界通信(包括陸地和海洋上的船舶)，只能通過衛星。我國研制的北斗衛星，可以為海洋海事領域提供定位、導航和短消息通信服務。
[0003]北斗衛星導航系統是中國自行研制的全球衛星定位導航系統兼具短信通信功能，是繼美國全球定位系統(GPS)和俄羅斯GL0NASS之后第三個成熟的衛星導航系統，與美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐盟的伽利略系統并稱全球四大衛星導航系統。北斗衛星導航系統完全建成后可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并兼具短報文通信能力。截止2012年5月在軌衛星12顆，已經初步具備區域導航、定位和授時能力，定位精度優于20m，授時精度優于100ns。北斗衛星導航系統由空間端、地面端和用戶端三部分組成。空間端包括5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星。地面端包括主控站、注入站和監測站等若干個地面站。用戶端由北斗用戶終端以及與美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”(GL0NASS)、歐洲“伽利略”(GALILEO)等其他衛星導航系統兼容的終端組成。
[0004]隨著我國北斗一號、北斗二號導航定位通信衛星的發射成功，各種與之相關的導航、定位、通信設備相繼研發和推出。與國際流行的GPS定位導航系統相比較，我國的北斗導航定位系統不僅同樣具有定位導航的功能，而且具備通過北斗衛星發送短消息的功能，這一特點是GPS系統沒有也不可比擬的。也正是利用這一特點，可以研發出可供船舶收發短消息、定位、導航的通信系統，應用于海洋海事行業領域。目前船舶用戶與陸地用戶基于北斗衛星通信，只能通過北斗衛星收發天線進行轉發，這就要求陸地設備也具有天線，通信對象受限制，架設衛星天線的成本高昂，不利于海陸通信的推廣。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決上述存在的問題，提供一種基于北斗衛星的海陸通信系統，克服了現有技術的不足，通過數據通信服務器進行信息轉發，實現船舶用戶與陸地用戶便捷通信，從而有效的改善了兩者間的溝通交流條件。
[0006]本發明采用如下技術方案:基于北斗衛星的海陸通信系統，其特征在于，包括:船載終端機、北斗衛星、數據通信服務器、陸地用戶端，所述船載終端機采集并處理數據，并與北斗衛星進行通信；所述北斗衛星對接收的數據進行處理并轉發至數據通信服務器或船載終端機；所述數據通信服務器將接收的數據進行處理、保存或轉發至陸地用戶端或通過北斗衛星發送至船載終端機；陸地用戶端與數據通信服務器通過互聯網連接，接收數據通信服務器轉發的短消息數據，或發送短消息數據至數據通信服務器。
[0007]優選的，所述船載終端機包括:定位通信裝置，用于通過北斗衛星獲取該船載終端機自身的定位信息，并與北斗衛星交互通信；數據處理裝置，用于接收定位通信裝置傳來的定位信息或短消息數據，或向定位通信裝置發送短消息數據，并將定位信息轉換成GPS定位數據格式，并發送至電子海圖軟件中進行定位，并對短消息數據進行解析或打包處理；顯示控制裝置，用于提供進行輸入控制信息的輸入界面、導航及通信等信息顯示界面，顯示電子海圖、衛星捕獲、定位、導航、通信短消息和潮汐信息。
[0008]優選的，所述數據通信服務器包括衛星通信裝置和數據服務器，所述衛星通信裝置接收來自北斗衛星轉發來的數據，并發送至數據服務器，或將數據服務器中的數據發送至北斗衛星；所述數據服務器接收來自衛星通信裝置或陸地用戶端的數據，進行處理并保存，并與陸地用戶端通過互聯網連接，進行通信。
[0009]優選的，所述陸地用戶端包括能連接互聯網的電腦或手機。
[0010]進一步的，所述定位通信裝置包括北斗衛星用戶機收發天線，用于接收北斗衛星發送的定位信息和發送至船載終端機的短消息數據。
[0011]進一步的，所述衛星通信裝置包括北斗衛星指揮機收發天線，用于接收船載終端機發來的短消息數據和北斗衛星轉發的船載終端機之間互發的短消息數據。
[0012]進一步的，所述數據服務器上設有數據庫，用于保存用戶信息和來自發送方的數據。
[0013]更進一步的，所述數據包括定位信息和短消息數據，所述定位信息包括定位時間、經度、緯度、高度、航向和航速中之一或他們的組合；所述短消息數據包括發送方身份信息、接收方身份信息和短消息內容，或還包括緊急程度、發送方位置、發送時間。
[0014]更進一步的，用戶信息包括海上用戶信息和陸地用戶信息，所述海上用戶信息包括船載終端機的身份信息、位置坐標、航速和航向，所述陸地用戶信息包括陸地用戶端的IP地址、用戶別名和用戶權限。
[0015]本發明的有益之處在于，通過在數據通信服務器上設有北斗衛星指揮機收發天線，可與船載終端機互通消息，經互聯網將消息轉發至陸地用戶端連接，實現了無天線的陸地用戶端與船載終端機的相互通信，有效的改善了陸地用戶與船舶用戶之間的溝通交流條件；船載終端機上采用與北斗衛星指揮機收發天線相配套的北斗衛星用戶機收發天線，北斗衛星自動將船載終端機之間的通信內容發送至數據通信服務器上，便于數據通信服務器使用者隨時了解海上船舶的情況。
[0016]【專利附圖】
【附圖說明】
圖1為本發明具體實施例的結構示意圖；
附圖標記:1、船載終端機；11、定位通信裝置；12、數據處理裝置；13、顯示控制裝置；2、北斗衛星；3、數據通信服務器；31、衛星通信裝置；32、數據服務器；4、陸地用戶端；5、互聯網。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。[0018]如圖1所示，基于北斗衛星的海陸通信系統，包括:船載終端機1、北斗衛星2、數據通信服務器3、陸地用戶端4，所述船載終端機I采集并處理數據，并與北斗衛星2進行通信；所述北斗衛星2對接收的數據進行處理并轉發至數據通信服務器3或船載終端機I ;所述數據通信服務器3將接收的數據進行處理、保存或轉發至陸地用戶端4或通過北斗衛星2發送至船載終端機I ;陸地用戶端4與數據通信服務器3通過互聯網5連接，接收數據通信服務器3轉發的短消息數據，或發送短消息數據至數據通信服務器3。
[0019]數據包括定位信息和短消息數據，所述定位信息包括定位時間、經度、緯度、高度、航向和航速中之一或他們的組合；所述短消息數據包括發送方身份信息、接收方身份信息和短消息內容，或還包括緊急程度、發送方位置、發送時間。
[0020]其中，船載終端機I包括:定位通信裝置11，用于通過北斗衛星2獲取該船載終端機I自身的定位信息，并與北斗衛星2交互通信；數據處理裝置12，用于接收定位通信裝置11傳來的定位信息或短消息數據，或向定位通信裝置11發送短消息數據，并將定位信息轉換成GPS定位數據格式，發送至電子海圖軟件中進行定位，或對短消息數據進行解析或打包處理；顯示控制裝置13，用于提供進行輸入控制信息的輸入界面、導航及通信等信息顯示界面，顯示電子海圖、衛星捕獲、定位、導航、通信短消息和潮汐信息。定位通信裝置11包括北斗衛星用戶機收發天線，用于接收北斗衛星2發送的定位信息和發送至船載終端機I的短消息數據。
[0021]數據通信服務器3包括衛星通信裝置31和數據服務器32，衛星通信裝置31接收來自北斗衛星2轉發來的數據，并發送至數據服務器32，或將數據服務器32中的數據發送至北斗衛星2 ;數據服務器32接收來自衛星通信裝置31或陸地用戶端4的數據，進行處理并保存，并與陸地用戶端4通過互聯網5連接，進行通信。衛星通信裝置31包括北斗衛星指揮機收發天線，用于接收船載終端機I發來的短消息數據和北斗衛星2轉發的船載終端機I之間互發的短消息數據。在數據服務器32上設有數據庫，用于保存用戶信息和來自發送方的數據。用戶信息包括海上用戶信息和陸地用戶信息，海上用戶信息包括船載終端機I的身份信息、位置坐標、航速和航向，陸地用戶信息包括陸地用戶端4的IP地址、用戶別名和用戶權限。數據服務器32連接互聯網5，并運行著消息轉發程序，當船載終端機I與陸地用戶端4之間通信需經過數據通信服務器3進行轉發。服務器端的轉發程序收到短消息數據后，讀取發送方身份信息和接收方身份信息。調用數據庫進行查詢后，根據用戶信息表建立與對應目標用戶之間的連接，與陸地用戶通過互聯網建立連接，與船舶用戶通過衛星鏈路建立連接。轉發程序將收到的短消息數據通過建立好的網絡連接發送。陸地用戶的IP地址發生變化時，主動將變化后的IP地址發送到數據服務器32，數據服務器32更新用戶信息表。
[0022]陸地用戶端4包括能連接互聯網的電腦或手機。
[0023]本發明的具體工作過程如下:
船載終端機I通過北斗衛星用戶機收發天線接收到北斗衛星2發送過來的定位信息后，通過數據處理裝置12中的RS-232接口傳入；數據處理裝置12將其儲存在存儲器的緩沖區中；由于目前的電子海圖軟件主要支持GPS定位格式數據，所以需通過處理器將緩沖區中的定位信息數據進行轉換成GPS定位格式數據；轉換好的數據通過虛擬RS-232接口發送給數據處理裝置12中安裝好的電子海圖軟件，電子海圖軟件收到數據后即可定位、導航，同時可在顯示控制裝置13中顯示。
[0024]船載終端機I接收短消息時，北斗衛星用戶機收發天線收到其他終端機I或數據通信服務器通過北斗衛星轉發送過來的16進制的短消息數據包后，通過數據處理裝置12中的RS-232接口傳入；數據處理裝置12將其儲存在存儲器的緩沖區中；根據數據通信協議，處理器對接收到的數據包進行解析，提取出短消息數據并轉換成字符格式顯示在顯示控制裝置的信息顯示界面的文本框中。發送短消息時，通過鼠標、鍵盤或觸摸顯示屏在信息顯示界面的文本框中輸入預發送的短消息，處理器將文本框中的短消息轉換成16進制數據，并根據數據通信協議，將短消息、接收方ID、發送方ID等數據進行打包處理；將打好的數據包通過數據處理裝置12的RS-232接口發送至北斗衛星收發天線，通過北斗衛星收發天線發送至北斗衛星2。
[0025]數據通信服務器3通過北斗衛星指揮機收發天線收到船舶用戶發送的短消息數據，將數據通過RS-232串口發送到數據服務器32 ;數據服務器32收到數據后，將數據暫存在緩沖區；再依據數據通信協議，對數據進行解析，得到發送方身份信息、接收方身份信息、短信內容、發送方位置等信息；通過數據庫查詢用戶信息，得到接收方的IP地址信息。數據通信服務器3將發送方身份信息、短信內容、發送方位置等信息打包成數據包，并經過互聯網5將數據包發送給陸地用戶端4。船載終端機I上采用與北斗衛星指揮機收發天線相配套的北斗衛星用戶機收發天線，北斗衛星自動將船載終端機I之間的通信的短消息數據內容發送至數據通信服務器3上，數據通信服務器3將通信內容處理并存儲。陸地用戶端4將需發送的數據包經互聯網5發送至數據通信服務器3，數據通信服務器3解析數據包后，再將數據打包經過衛星鏈路發送至對應的船載終端機I。由于船載終端機I可通過北斗衛星收發天線獲得定位信息，因此，船載終端機I發出的信息可包含位置信息。
[0026]陸地用戶端4通過互聯網5與數據通信服務器3相連，陸地用戶端4上安裝有短消息收發軟件，用戶注冊該軟件后，就會將IP地址信息發送到數據通信服務器3，儲存在服務器的數據庫中；當陸地用戶端4收到數據通信服務器3轉發的數據包時，按照數據通信協議，將數據包解析；解析出的數據包括發送方身份信息、短信內容、發送方位置等信息；陸地用戶端的短消息收發軟件將解析出的發送方身份信息、短信內容、發送方位置等信息轉換成字符在軟件界面顯示。
[0027]盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍內，在形式上和細節上對本發明做出各種變化，均為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.基于北斗衛星的海陸通信系統，其特征在于，包括:船載終端機、北斗衛星、數據通信服務器、陸地用戶端，所述船載終端機采集并處理數據，并與北斗衛星進行通信；所述北斗衛星對接收的數據進行處理并轉發至數據通信服務器或船載終端機；所述數據通信服務器將接收的數據進行處理、保存或轉發至陸地用戶端或通過北斗衛星發送至船載終端機；陸地用戶端與數據通信服務器通過互聯網連接，接收數據通信服務器轉發的短消息數據，或發送短消息數據至數據通信服務器。
2.如權利要求1所述的基于北斗衛星的海陸通信系統，其特征在于，所述船載終端機包括:定位通信裝置，用于通過北斗衛星獲取該船載終端機自身的定位信息，并與北斗衛星交互通信；數據處理裝置，用于接收定位通信裝置傳來的定位信息或短消息數據，或向定位通信裝置發送短消息數據，并將定位信息轉換成GPS定位數據格式，發送至電子海圖軟件中進行定位，或對短消息數據進行解析或打包處理；顯示控制裝置，用于提供進行輸入控制信息的輸入界面、導航及通信等信息顯示界面，顯示電子海圖、衛星捕獲、定位、導航、通信短消息和潮汐信息。
3.如權利要求1所述的基于北斗衛星的海陸通信系統，其特征在于，所述數據通信服務器包括衛星通信裝置和數據服務器，所述衛星通信裝置接收來自北斗衛星轉發來的數據，并發送至數據服務器，或將數據服務器中的數據發送至北斗衛星；所述數據服務器接收來自衛星通信裝置或陸地用戶端的數據，進行處理并保存，并與陸地用戶端通過互聯網連接，進行通信。
4.如權利要求1所述的基于北斗衛星的海陸通信系統，其特征在于，所述陸地用戶端包括能連接互聯網的電腦或手機。
5.如權利要求2所述的基于北斗衛星的海陸通信系統，其特征在于，所述定位通信裝置包括北斗衛星用戶機收發天線，用于接收北斗衛星發送的定位信息和發送至船載終端機的短消息數據。
6.如權利要求3所述的基于北斗衛星的海陸通信系統，其特征在于，所述衛星通信裝置包括北斗衛星指揮機收發天線，用于接收船載終端機發來的短消息數據和北斗衛星轉發的船載終端機之間互發的短消息數據。
7.如權利要求3所述的基于北斗衛星的海陸通信系統，其特征在于，所述數據服務器上設有數據庫，用于保存用戶信息和來自發送方的數據。
8.如權利要求1-7任一項所述的基于北斗衛星的海陸通信系統，其特征在于，所述數據包括定位信息和短消息數據，所述定位信息包括定位時間、經度、緯度、高度、航向和航速中之一或他們的組合；所述短消息數據包括發送方身份信息、接收方身份信息和短消息內容，或還包括緊急程度、發送方位置、發送時間。
9.如權利要求8所述的基于北斗衛星的海陸通信系統，其特征在于，所述用戶信息包括海上用戶信息和陸地用戶信息，所述海上用戶信息包括船載終端機的身份信息、位置坐標、航速和航向，所述陸地用戶信息包括陸地用戶端的IP地址、用戶別名和用戶權限。
【文檔編號】H04B7/185GK103825646SQ201410070733
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】徐軼群, 萬隆君, 田軍 申請人:集美大學