专利名称：一种用于船队管理的船载终端及船队管理方法
技术领域：
本发明涉及卫星定位导航和通信技术领域，尤其涉及一种用于船队管理 的船载终端及船队管理的方法。
背景技术：
对海上船舶和船队的管理是4艮的，如渔业部门对管辖的渔船管理，或4元 运公司对航船的管理等。由于海上船舶无法利用地面的通信手段，因而应用 卫星系统定位的同时若能实现卫星通信，就可以实现对船舶和船队的管理。
目前我国可应用的卫星系统有GPS系统和北斗系统。GPS系统具有定^立 精度高、实时性好的优点，缺点是不能进行通信。我国自主研发的北斗系统 的用户终端可按一定频度发出定位或通信请求，实现定位和与其他终端进行 通信，但实时性受到频度限制。将两种卫星系统进行综合应用，便可以充分 发挥各自的优点，扩大推广应用的范围。
基于卫星系统管理船舶和船队的方法，通常配备专门的指挥船作为若干 船舶群的中枢，来统一管理下属的船舶。如指挥船出现问题，无法由其它船 舶来代替管理工作，从而使地面控制中心失去对海上船舶和船队的管理，造 成不可预测的危险或损失。指挥船管理一组船舶，若采用北斗系统的通播号 发送管理信息时，其下属的每条船舶都需要一个通播号，由于通播号的数目 有限，且要产生相应的使用费用，因而限制了管理船舶的数目。因此，基于 北斗系统实现可靠灵活的船舶和船队管理，需要一种可以实现灵活船舶管理 的船载终端及其对船舶和船队管理的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于船舶和船队管理的船栽 终端及船队管理的方法，为船载终端及地面控制中心提供基于北斗系统的船
舶管理，实现基于卫星定位导航和通信、紧急报警、监控管理等功能。
本发明提供一种基于北斗卫星系统用于船队管理的双模船载终端，包括
显示控制单元和GPS/北斗双^f莫定位通信单元，其中
GPS/北斗双模定位通信单元，用于实现GPS实时定位或北斗请求定位， 并与北斗卫星交互通信，通过北斗链路接收运营控制中心配置的船舶的分组 信息，根据分组信息中的由通播号加组内号码组成的终端的唯一标识来接收 地面控制中心或其他船舶的管理信息，或根据通播号和/或组内号码对其它船 舶进行管理；
所述显示控制单元，用于显示GPS/北斗双模定位通信单元所接收的管理 信息，或者供用户选择或输入针对其它船舶的管理信息。
所述GPS/北斗双模定位通信单元，进一步还用于并对定位数据进行分 析、过滤、验证、打包处理；接收经北斗卫星转发的地面控制中心的控制指 令、通信和数据信息；与北斗卫星进行通信，将报警、通信、开关机报告相 关信息经北斗卫星，上报给地面控制中心。
所述显示控制单元，进一步还用于提供进行输入控制信息的输入界面、 导航及通信等信息显示界面，显示卫星捕获和定位、导航、通信和潮沙等信 息，以及电子地图。
进一步地，所述船舶的分组信息，包括地面控制中心对船舶的分组信息 和各个分组配置的指挥船，其中为指挥船及其所指挥的分组配置相同的同一 通播号，为组内船舶配置组内号码，由通播号及各用户终端的组内号码组合 作为唯一标示 一个终端的标识号码。
进一步地，所述管理信息的发送方式包括通播、组呼、单呼方式； 通播方式以通播号为标识进行播发； 组呼方式以通播号加分组号进行^"发； 单呼方式以通播号加组内号码进行播发。
进一步地，所述指挥船和/或地面控制中心通过动态修改组内的组内号 码，对组内船舶进行增加、删除、变更号码的管理。
进一步地，所述船舶的分组信息是通过船栽终端定位通信单元组地址指 示帧进行发送，所述地址指示帧包括业务类型、组地址个数、用户机ID、设 备组标识、设备组内标识和操作类别，其中
业务类型为设置船栽定位通信单元组地址指示，组地址个数为本包数据
中共有组地址个数，用户机ID为用户的地址号，设备组标识表示用户机ID 所属的系统标识以及本系统内的组标识、设备组内标识表示用户机ID在所属 的组标识内的标识，操作类别为本组地址的操作，0是增加，l是删除。
本发明还提供一种基于以上所述的双^^莫船载终端的船队管理的方法，包 括如下步骤
地面控制中心为船舶终端确定船舶分组信息，所述分组信息至少包括通 播号及组内号码；
地面控制中心利用北斗系统的用户信息帧格式携带船舶的分组信息，发 送给船载终端；
船载终端通过北斗通信链路接收地面控制中心的船舶分组信息，根据所 存储的分组信息中的通播号及组内号码进行船舶管理，包括接收控制中心或 其他船舶的管理消息，以及向其他船舶发送管理消息。
进一步地，所述船舶的分组信息，包括地面控制中心对船舶的分组信息 和各个分组配置的指挥船，其中为指挥船及其所指挥的分组配置同一通播号， 为组内船舶配置组内号码，由通播号及各用户终端的组内号码组合一起作为 唯一标示一个终端的标识号码。
进一步地，所述船舶的分组信息是通过船载终端定位通信单元组地址指 示帧进行发送，所述地址指示帧包括业务类型、组地址个数、用户机ID、设 备组标识、设备组内标识和操作类别，其中
业务类型为设置船载定位通信单元组地址指示，组地址个数为本包数据 中共有组地址个数，用户机ID为用户的地址号，设备组标识表示用户机ID 所属的系统标识以及本系统内的组标识、设备组内标识表示用户机TD在所属 的组标识内的标识，操作类别为本组地址的操作，0是增加，l是删除。
进一步地，所述管理信息的发送方式包括通播、组呼、单呼方式，其中
地面控制中心采用通播方式，以通播号为标识进行管理消息播发；
指挥船采用组播方式，以通播号加组号码在组内进行管理消息播发；
地面控制中心、或指挥船、或普通船载终端采用单呼方式，以通播号加 组内号码针对某一船载终端进行管理消息播发。
进一步地，所述船舶的分组信息进一步包括通播号下的分组，以及每一 分组下的子分组。
进一步地，所述船舶的分组信息中的每一船载终端具有至少一套通播号 及组内号码的组合，所述组合进一步还包括分组号。
进一步地，所述船载终端利用GPS/北斗双^^莫定位通信单元接收通过北斗 卫星转发的分组控制指令，完成下载、修改或删除船队的分组码，具有完成 一对一通信的唯一识别码，进一步还具有实现组呼或通播功能的一个或多个 分组识别码，组建起临时或固定的船队。
进一步地，所述根据分组信息中的通播号及组内号码进行船舶管理，包
括
船载终端实现与地面控制中心、渔政船和船载终端、以及船载终端与陆 基移动通信设备之间的通信及信息互通。
进一步地，所述船载终端内的GPS/北斗双^t定位通信单元收到地面控制 中心、其它船载终端、陆基移动通信设备的管理消息后，对通信内容过滤， 滤除已接收的重复的管理消息及数据。
进一步地，所述船栽终端内的GPS/北斗双才莫定位通信单元进一步还接收 本船舶终端的用户通过显示控制单元提交的通信申请信息，以通过北斗卫星 向地面控制中心、或其他用户终端、或陆基移动通信设备上报信息或反馈通 信的响应结果。
本发明为解决海洋上各类船舶的定位和通信问题，提供了一种基于北斗 卫星系统实现可靠灵活的船舶和船队管理的船载终端及其对船舶和船队管理
的方法。该船载终端实现GPS实时定位，并对其定位数据进行分析、过滤、
验证、打包等处理；同时还可以实现与北斗卫星进行通信，将自己的当前位 置，航向和航速，以及紧急报警和求救等信息发送至北斗卫星，由北斗卫星 转发上报给地面控制中心；船载终端也可以接收地面控制中心经北斗卫星转 发来的控制指令、短信和告警等信息，与地面控制中心进行交互通信，实现 对渔业船舶的监控管理和报警救护等功能。
对于同一条船舶而言，进一步可以属于不同的分组，即同一船舶可以隶 属于具有唯一通播号的指挥船，而在不同的分组中可以具有相同或不同的组
内号码。对于指挥船而言，又可以进一步进行分组管理，这样就可实现多层 的船队分组管理。地面控制中心将船舶的分组信息和各个分组配置的指挥船， 通过用户信息下发到各个船载终端；地面控制中心在需要对船舶进行分组管 理时，以指挥船的通播号连同下属各用户终端的组内号码为唯一标示该船载 终端的号码，这样在一个通播号下可以实现多个船载终端的管理，扩展了可 管理船舶的数量。指挥船需要管理组内船舶时，可对全组进行组呼。
由于通播号连同组内号码可以唯一标识一个终端，因此，也可以实现指 挥船或地面控制中心对单个终端的单呼通信。船载终端的通信功能，能够实 现与地面控制中心、渔政船(国际海事卫星C站)和船载终端之间的船对岸 和船对船的通信及信息互通。并可以实现与CDMA及GSM手机之间的通信。
图1是具有船队管理能力的船载终端的原理图2是船队管理所采用的用户信息帧的具体结构图。
具体实施方式
的技术方案
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰，以下结合附图对本发明 作进一步i也详细i兌明。
为解决海洋上各类船舶的定位和通信问题，以及实现基于定位通信的导 航、紧急报警、监控管理等功能，本发明提供一种基于北斗系统实现可靠灵
u终端及其对船舶和船队管理的方法。如图1所示，
一种用于进行船队管理的船载终端包括显示控制单元和GPS/北斗双模定位 通信单元，其中
所述显示控制单元，用于为船舶用户提供输入界面进行输入控制信息、 提供导航界面及通信信息显示界面，以便为用户显示卫星捕获和定位信息、 电子地图、导航信息，以及潮沙信息和控制中心的文字通信信息等；
所述GPS/北斗双;f莫定位通信单元，用于实现GPS实时定位或北斗请求定 位，并对定位数据进行分析、过滤、验证、打包等处理；还可以与北斗卫星 进行通信，将位置数据打包发送至北斗卫星，再转发给地面控制中心；还可 以接收地面控制中心经北斗卫星转发而来的控制指令、文字通信等信息。
GPS/北斗双模定位通信单元与显示控制单元双向通信，GPS/北斗双模定 位通信单元将定位、地面控制中心的文字短信、告警等信息发送给显示控制 单元用于进行显示；显示控制单元向GPS/北斗双;模定位通信单元发送用户指 令信息和获得所需要的导航信息，GPS/北斗双模定位通信单元并将用户的报 警、通信、开关机报告等信息发送给北斗卫星，再转播上报给地面控制中心。
基于北斗系统实现可靠灵活的船舶和船队管理，除需要一种可以实现灵 活船舶管理的船载终端以外，对船舶和船队管理若直接采用北斗系统的通播 号向船载终端发送管理信息，其下属的每条船舶都需要一个通播号，由于通 播号的数目有限，且要产生相应的使用费用，因而限制了管理船舶的数目； 同时其通播号无临时分组能力。因此，实现船舶和船队的管理还必须具有完 备的、可靠灵活的船舶管理方法。
一种基于北斗系统实现船舶管理的完备和可靠灵活的船舶和船队管理方 法中，包括
首先，由地面控制中心应用北斗系统的用户信息帧格式进行携带船舶的 分组信息；
然后，再由各船舶的船载终端，通过北斗通信链路接收地面控制中心的 船舶分组信息，根据所存储的分组信息进行过滤达到灵活分组，从而实现完 备和可靠灵活的船舶和船队管理目的。
船队管理采用的设置船载终端定位通信单元的组地址指示帧格式的具体 结构图如图2所示，设置船载终端定位通信单元组地址指示帧格式包括
业务类型、组地址个数、用户机ID、设备组标识、设备组内标识和操作类别，其中
业务类型，为设置船载定位通信单元组地址指示； 组地址个数，为本包数据中共有组地址个数； 用户才几1D，为用户的i也址号；
设备组标识，表示用户机ID所属的系统标识以及本系统内的组标识； 设备组内标识，表示用户机ID在所属的组标识内的标识； 操作类别，为本组地址的操作，为0时表示增加，为l时表示删除。
船载终端的GPS/北斗双模定位通信单元能接收通过北斗卫星转发的分 组控制指令，完成下载、修改或删除船队的分组码，使该船载终端除具有完 成一对一通信的唯一识别码以外，同时还具有实现组呼或通播功能的一个或 多个分组识别码，组建起临时或固定的船队。
每个终端至少可下载16个分组识别码，使一艘船可以同时分属于多个 不同的固定或临时船队。这种完备、可靠灵活的实现船舶和船队的管理方法， 使得地面控制中心可以很方便地对大量船舶按照船舶和船队、或组建起临时 或固定的船队进行管理和监控。
对于船队而言，包括两个方面的管理 一是地面控制中心对若干船舶的 管理，如某一分组内的船舶管理；另一方面是某一船舶对其它船舶的管理， 如被固定或临时指定为指挥船的船舶对其下属的各个分组以及每一分组内的 船舶的管理。所述的船舶管理主要通过文字信息方式进行，使得船载终端能 够实现船对岸、船对船的信息互通。具体而言，主要包括如下的方式
□船载终端发送输入信息和预先内置的短信
船载终端通过显示控制单元的操作界面可供输入中英文信息，也可选择 预先内置多条(例如50条)的一条常用短信，通过GPS/北斗双;溪定位通信 单元发送给地面控制中心或其他通信终端设备。
n终端与终端之间通信
船载终端通过GPS/北斗双模定位通信单元将文字信息发送给一个指定 识别号的其他船载终端，所述文字信息是预置好的或者由用户通过显示控制 单元输入的消息；另一方面船载终端通过GPS/北斗双模定位通信单元接收来
以中文为主，也可以是英语。
□终端与地面控制中心之间通信
船载终端通过GPS/北斗双模定位通信单元接收地面控制中心的文字信
息；也能将文字信息通过GPS/北斗双^^莫定位通信单元发送给地面控制中心。 地面控制中心可以指定海上一艘特定作业渔船，向其发送中文文字信息，或 以组发、通播方式向一^t或几个船队的多4臾船，甚至全部海上作业渔船发送 电文信息。
□终端与渔政船(国际海事卫星C站)之间通信
船载终端通过地面控制中心中转，通过GPS/北斗双模定位通信单元将通 信电文发送给指定渔政船(国际海事卫星C站)，渔政船也可以通过控制中 心向渔船发送电文信息，船载终端通过GPS/北斗双模定位通信单元接收所述 渔政船的电文信息。
□终端与手机之间通信
船载终端进一步还可包括移动通信模块，可以与日常的CDMA、 GSM手 持电话互通短信，报警和终端掉电等信息，也可由地面控制中心转发给指定 的手机；前者用于船载终端靠近岸边能收到手机信号，后者用于地面控制中 心提供转发业务。只要向地面控制中心申请批准后，手机即可与船载终端互 相收发短信。录入完信息后，发送时只需输入对方手机号，即可将该信息发 送到手机上。同样手机用户也只需按照指定格式，即可将信息发送到作业渔 船的卫星通信终端上。
在进行船队管理时，北斗卫星与船栽终端间的短^J:播发方式有单呼、 组呼、通播方式；在北斗卫星收到其他用户或地面控制中心的通信数据后， 将通信数据转发给GPS/北斗双^t定位通信单元，GPS/北斗双^t定位通信单元 对通信内容过滤后，处理地面控制中心或诸如指挥型船舶的管理指令，再送 到显示控制单元，由显示控制单元为用户显示相关管理信息。
另 一方面，GPS/北斗双模定位通信单元还接收本船舶的用户通过显示控 制单元的数据线提交来的通信申请信息，以便通过北斗卫星向地面控制中心 或其他用户终端上报的信息或反馈通信的响应结果。
地面控制中心将船舶的分组信息和各个分组配置的指挥船，通过用户信
息下发到各个船载终端；地面控制中心在需要对船舶进行分组管理时，以指
挥船的通播号连同下属各用户终端的组内号码为唯一标示该船载终端的号 码，这样在一个通播号下可以实现多个船载终端的管理，扩展了可管理船舶 的数量。
指挥船需要管理组内船舶时，可对全组进行组呼。由于通播号连同组内 号码可以唯一标识一个终端，因此，也可以实现指挥船或地面控制中心对单 个终端的单呼通信。
对于同一条船舶而言，进一步可以属于不同的分组，即同一船舶可以隶 属于具有唯一通播号的指挥船，而在不同的分组中可以具有相同或不同的组
内号码。对于指挥船而言，又可以进一步进行分组管理，这样就可实现多层 的船队分组管理。
地面控制中心对于船载终端的一些重要的通播指令，可能由于某些船载 终端没有开机而导致发送不成功，因此地面控制中心会定期自动重发，这样 就会对已经成功接收的船载终端产生了冗余信息。在某些特定条件下，对于 重要的指令和点对点的通信，船载终端的北斗系统回执会丟失，使地面控制 中心没有收到确认回执，便会进行重发。但是此时船载终端已经收到了有关 的信息，在这种情况下，船载终端就会收到冗余的信息。船载终端接收到重 复数据时，需要对冗余数据信息进行处理，节约了系统的资源。
本文所述仅为本发明的优选实施示例，并不用于限制本发明，对于该领 域的技术人员而言，本发明可以有各种更改和变化。因此，凡涉及在本发明 的创新和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进以及更新等等，均应包 含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种基于北斗卫星系统用于船队管理的双模船载终端，其特征在于，包括显示控制单元和GPS/北斗双模定位通信单元，其中GPS/北斗双模定位通信单元，用于实现GPS实时定位或北斗请求定位，并与北斗卫星交互通信，通过北斗链路接收运营控制中心配置的船舶的分组信息，根据分组信息中的由通播号加组内号码组成的终端的唯一标识来接收地面控制中心或其他船舶的管理信息，或根据通播号和/或组内号码对其它船舶进行管理；所述显示控制单元，用于显示GPS/北斗双模定位通信单元所接收的管理信息，或者供用户选择或输入针对其它船舶的管理信息。
2、 如权利要求l所述的双模船栽终端，其特征在于，所述GPS/北斗双模定位通信单元，进一步还用于并对定位数据进行分 析、过滤、验证、打包处理；接收经北斗卫星转发的地面控制中心的控制指 令、通信和数据信息；与北斗卫星进行通信，将报警、通信、开关才几4艮告相 关信息经北斗卫星，上寺艮给地面控制中心。
3、 如权利要求l所述的双模船载终端，其特征在于，所述显示控制单元，进一步还用于提供进行输入控制信息的输入界面、 导航及通信等信息显示界面，显示卫星捕获和定位、导航、通信和潮沙等信 息，以及电子地图。
4、 如权利要求1所述的双模船栽终端，其特征在于，所述船舶的分组信息，包括地面控制中心对船舶的分组信息和各个分组 配置的指挥船，其中为指挥船及其所指挥的分组配置相同的同一通播号，为 组内船舶配置组内号码，由通播号及各用户终端的组内号码组合作为唯一标 示一个终端的标识号码。
5、 如权利要求1所述的双模船载终端，其特征在于， 所述管理信息的发送方式包括通播、组呼、单呼方式； 通播方式以通播号为标识进行播发； 组呼方式以通播号加分组号进行播发； 单呼方式以通播号加组内号码进行播发。
6、 如权利要求l所述的双模船载终端，其特征在于，所述指挥船和/或地面控制中心通过动态修改组内的组内号码，对组内船 舶进行增加、删除、变更号码的管理。
7、 如权利要求1所述的双才莫船载终端，其特征在于，所述船舶的分组信息是通过船载终端定位通信单元組地址指示帧进行发 送，所述地址指示帧包括业务类型、组地址个数、用户机ID、设备组标识、 设备组内标识和操作类别，其中业务类型为设置船载定位通信单元组地址指示，组地址个数为本包数据 中共有组地址个数，用户机ID为用户的地址号，设备组标识表示用户机ID 所属的系统标识以及本系统内的组标识、设备组内标识表示用户机ID在所属 的组标识内的标识，才喿作类别为本组地址的操作，0是增加，l是删除。
8、 一种基于权利要求1所述的双模船载终端的船队管理的方法，其特 征在于，包括地面控制中心为船舶终端确定船舶分组信息，所述分组信息至少包括通 播号及组内号码；地面控制中心利用北斗系统的用户信息帧格式携带船舶的分组信息，发 送给船载终端；船载终端通过北斗通信链路接收地面控制中心的船舶分组信息，根据所 存储的分组信息中的通播号及组内号码进行船舶管理，包括接收控制中心或 其他船舶的管理消息，以及向其他船舶发送管理消息。
9、 如权利要求8所述的船队管理的方法，其特征在于，所述船舶的分组信息，包括地面控制中心对船舶的分组信息和各个分组 配置的指挥船，其中为指挥船及其所指挥的分组配置同一通播号，为组内船 舶配置组内号码，由通播号及各用户终端的组内号码组合一起作为唯一标示一个终端的标识号码。
10、 如权利要求8所述的船队管理的方法，其特征在于，所述船舶的分组信息是通过船载终端定位通信单元组地址指示帧进行发 送，所述地址指示帧包括业务类型、组地址个数、用户机ID、设备组标识、 设备组内标识和操作类别，其中业务类型为设置船载定位通信单元组地址指示，组地址个数为本包数据 中共有组地址个数，用户才几ID为用户的地址号，i爻备组标识表示用户才几ID 所属的系统标识以及本系统内的组标识、设备组内标识表示用户机ID在所属 的组标识内的标识，操作类别为本组地址的操作，0是增加，l是删除。
11、 如权利要求9所述的船队管理的方法，其特征在于，所述管理信息的发送方式包括通播、组呼、单呼方式，其中地面控制中心采用通播方式，以通播号为标识进行管理消息播发；指挥船采用组播方式，以通播号加组号码在组内进行管理消息播发；地面控制中心、或指挥船、或普通船载终端采用单呼方式，以通播号加 组内号码针对某一船载终端进行管理消息播发。
12、 如权利要求8所述的船队管理的方法，其特征在于，所述船舶的分组信息进一步包括通播号下的分组，以及每一分组下的子 分组。
13、 如权利要求8所述的船队管理的方法，其特征在于，所述船舶的分组信息中的每一船载终端具有至少一套通播号及组内号码 的组合，所述组合进一步还包括分组号。
14、 如权利要求13所述的船队管理的方法，其特征在于，所述船载终端利用GPS/北斗双模定位通信单元接收通过北斗卫星转发 的分组控制指令，完成下栽、修改或删除船队的分组码，具有完成一对一通 信的唯一识别码，进一步还具有实现组呼或通播功能的一个或多个分组识别 码，组建起临时或固定的船队。
15、 如权利要求8所述的船队管理的方法，其特征在于， 所述根据分组信息中的通播号及组内号码进行船舶管理，包括船载终端实现与地面控制中心、渔政船和船栽终端、以及船载终端与陆 基移动通信设备之间的通信及信息互通。
16、 如权利要求13所述的船队管理的方法，其特征在于，所述船载终端内的GPS/北斗双-漠定位通信单元收到地面控制中心、其它 船载终端、陆基移动通信设备的管理消息后，对通信内容过滤，滤除已接收 的重复的管理消息及数据。
17、 如权利要求13所述的船队管理的方法，其特征在于，所述船载终端内的GPS/北斗双模定位通信单元进一步还接收本船舶终 端的用户通过显示控制单元提交的通信申请信息，以通过北斗卫星向地面控 制中心、或其他用户终端、或陆基移动通信设备上才艮信息或反4贵通信的响应 结果。全文摘要
本发明公开了一种基于北斗卫星系统实现可靠灵活的船舶和船队管理的船载终端及其对船舶和船队管理的方法。该船载终端实现GPS的实时定位和/或北斗请求定位，同时还实现与北斗卫星进行交互通信，地面控制中心将船舶的分组信息和各个分组配置的指挥船，通过用户信息下发到各个船载终端；地面控制中心在需要对船舶进行分组管理时，以指挥船的通播号连同下属各用户终端的组内号码为唯一标示该船载终端的号码，在一个通播号下可以实现多个船载终端的管理，扩展了可管理船舶的数量。指挥船需要管理组内船舶时，可对全组进行组呼，也可以实现对单个终端的单呼通信。
文档编号G08G3/00GK101354838SQ20081011761
公开日2009年1月28日 申请日期2008年8月1日 优先权日2008年8月1日
发明者(请求不公开姓名) 申请人:北京北斗星通导航技术股份有限公司;海南北斗星通信息服务有限公司