基于北斗卫星的海陆通信系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了基于北斗卫星的海陆通信系统，包括：船载终端机、北斗卫星、数据通信服务器、陆地用户端，所述船载终端机采集并处理数据，并与北斗卫星进行通信；所述北斗卫星对接收的数据进行处理并转发至数据通信服务器或船载终端机；所述数据通信服务器将接收的数据进行处理、保存或转发至陆地用户端或通过北斗卫星发送至船载终端机；陆地用户端与数据通信服务器通过互联网连接，接收数据通信服务器转发的短消息数据，或发送短消息数据至数据通信服务器。通过数据通信服务器进行信息转发，实现船舶用户与陆地用户之间便捷通信，从而有效的改善了两者间的沟通交流条件。
【专利说明】基于北斗卫星的海陆通信系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及北斗卫星通信的【技术领域】，尤其是一种基于北斗卫星的海陆通信系统。
【背景技术】
[0002]随着现代社会的快速发展，卫星通信系统在气象、石油、森林防火、灾害预报、交通运输、公安以及其他的一些特殊行业扮演着越来越重要的角色，可以说与我们的生活息息相关。尤其在海洋海事领域起着尤为重要的作用，由于海洋上既没有有线网络覆盖，也没有基站信号，船舶要想与外界通信(包括陆地和海洋上的船舶)，只能通过卫星。我国研制的北斗卫星，可以为海洋海事领域提供定位、导航和短消息通信服务。
[0003]北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位导航系统兼具短信通信功能，是继美国全球定位系统(GPS)和俄罗斯GL0NASS之后第三个成熟的卫星导航系统，与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统完全建成后可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并兼具短报文通信能力。截止2012年5月在轨卫星12颗，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”(GL0NASS)、欧洲“伽利略”(GALILEO)等其他卫星导航系统兼容的终端组成。
[0004]随着我国北斗一号、北斗二号导航定位通信卫星的发射成功，各种与之相关的导航、定位、通信设备相继研发和推出。与国际流行的GPS定位导航系统相比较，我国的北斗导航定位系统不仅同样具有定位导航的功能，而且具备通过北斗卫星发送短消息的功能，这一特点是GPS系统没有也不可比拟的。也正是利用这一特点，可以研发出可供船舶收发短消息、定位、导航的通信系统，应用于海洋海事行业领域。目前船舶用户与陆地用户基于北斗卫星通信，只能通过北斗卫星收发天线进行转发，这就要求陆地设备也具有天线，通信对象受限制，架设卫星天线的成本高昂，不利于海陆通信的推广。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决上述存在的问题，提供一种基于北斗卫星的海陆通信系统，克服了现有技术的不足，通过数据通信服务器进行信息转发，实现船舶用户与陆地用户便捷通信，从而有效的改善了两者间的沟通交流条件。
[0006]本发明采用如下技术方案:基于北斗卫星的海陆通信系统，其特征在于，包括:船载终端机、北斗卫星、数据通信服务器、陆地用户端，所述船载终端机采集并处理数据，并与北斗卫星进行通信；所述北斗卫星对接收的数据进行处理并转发至数据通信服务器或船载终端机；所述数据通信服务器将接收的数据进行处理、保存或转发至陆地用户端或通过北斗卫星发送至船载终端机；陆地用户端与数据通信服务器通过互联网连接，接收数据通信服务器转发的短消息数据，或发送短消息数据至数据通信服务器。
[0007]优选的，所述船载终端机包括:定位通信装置，用于通过北斗卫星获取该船载终端机自身的定位信息，并与北斗卫星交互通信；数据处理装置，用于接收定位通信装置传来的定位信息或短消息数据，或向定位通信装置发送短消息数据，并将定位信息转换成GPS定位数据格式，并发送至电子海图软件中进行定位，并对短消息数据进行解析或打包处理；显示控制装置，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，显示电子海图、卫星捕获、定位、导航、通信短消息和潮汐信息。
[0008]优选的，所述数据通信服务器包括卫星通信装置和数据服务器，所述卫星通信装置接收来自北斗卫星转发来的数据，并发送至数据服务器，或将数据服务器中的数据发送至北斗卫星；所述数据服务器接收来自卫星通信装置或陆地用户端的数据，进行处理并保存，并与陆地用户端通过互联网连接，进行通信。
[0009]优选的，所述陆地用户端包括能连接互联网的电脑或手机。
[0010]进一步的，所述定位通信装置包括北斗卫星用户机收发天线，用于接收北斗卫星发送的定位信息和发送至船载终端机的短消息数据。
[0011]进一步的，所述卫星通信装置包括北斗卫星指挥机收发天线，用于接收船载终端机发来的短消息数据和北斗卫星转发的船载终端机之间互发的短消息数据。
[0012]进一步的，所述数据服务器上设有数据库，用于保存用户信息和来自发送方的数据。
[0013]更进一步的，所述数据包括定位信息和短消息数据，所述定位信息包括定位时间、经度、纬度、高度、航向和航速中之一或他们的组合；所述短消息数据包括发送方身份信息、接收方身份信息和短消息内容，或还包括紧急程度、发送方位置、发送时间。
[0014]更进一步的，用户信息包括海上用户信息和陆地用户信息，所述海上用户信息包括船载终端机的身份信息、位置坐标、航速和航向，所述陆地用户信息包括陆地用户端的IP地址、用户别名和用户权限。
[0015]本发明的有益之处在于，通过在数据通信服务器上设有北斗卫星指挥机收发天线，可与船载终端机互通消息，经互联网将消息转发至陆地用户端连接，实现了无天线的陆地用户端与船载终端机的相互通信，有效的改善了陆地用户与船舶用户之间的沟通交流条件；船载终端机上采用与北斗卫星指挥机收发天线相配套的北斗卫星用户机收发天线，北斗卫星自动将船载终端机之间的通信内容发送至数据通信服务器上，便于数据通信服务器使用者随时了解海上船舶的情况。
[0016]【专利附图】
【附图说明】
图1为本发明具体实施例的结构示意图；
附图标记:1、船载终端机；11、定位通信装置；12、数据处理装置；13、显示控制装置；2、北斗卫星；3、数据通信服务器；31、卫星通信装置；32、数据服务器；4、陆地用户端；5、互联网。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。[0018]如图1所示，基于北斗卫星的海陆通信系统，包括:船载终端机1、北斗卫星2、数据通信服务器3、陆地用户端4，所述船载终端机I采集并处理数据，并与北斗卫星2进行通信；所述北斗卫星2对接收的数据进行处理并转发至数据通信服务器3或船载终端机I ;所述数据通信服务器3将接收的数据进行处理、保存或转发至陆地用户端4或通过北斗卫星2发送至船载终端机I ;陆地用户端4与数据通信服务器3通过互联网5连接，接收数据通信服务器3转发的短消息数据，或发送短消息数据至数据通信服务器3。
[0019]数据包括定位信息和短消息数据，所述定位信息包括定位时间、经度、纬度、高度、航向和航速中之一或他们的组合；所述短消息数据包括发送方身份信息、接收方身份信息和短消息内容，或还包括紧急程度、发送方位置、发送时间。
[0020]其中，船载终端机I包括:定位通信装置11，用于通过北斗卫星2获取该船载终端机I自身的定位信息，并与北斗卫星2交互通信；数据处理装置12，用于接收定位通信装置11传来的定位信息或短消息数据，或向定位通信装置11发送短消息数据，并将定位信息转换成GPS定位数据格式，发送至电子海图软件中进行定位，或对短消息数据进行解析或打包处理；显示控制装置13，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，显示电子海图、卫星捕获、定位、导航、通信短消息和潮汐信息。定位通信装置11包括北斗卫星用户机收发天线，用于接收北斗卫星2发送的定位信息和发送至船载终端机I的短消息数据。
[0021]数据通信服务器3包括卫星通信装置31和数据服务器32，卫星通信装置31接收来自北斗卫星2转发来的数据，并发送至数据服务器32，或将数据服务器32中的数据发送至北斗卫星2 ;数据服务器32接收来自卫星通信装置31或陆地用户端4的数据，进行处理并保存，并与陆地用户端4通过互联网5连接，进行通信。卫星通信装置31包括北斗卫星指挥机收发天线，用于接收船载终端机I发来的短消息数据和北斗卫星2转发的船载终端机I之间互发的短消息数据。在数据服务器32上设有数据库，用于保存用户信息和来自发送方的数据。用户信息包括海上用户信息和陆地用户信息，海上用户信息包括船载终端机I的身份信息、位置坐标、航速和航向，陆地用户信息包括陆地用户端4的IP地址、用户别名和用户权限。数据服务器32连接互联网5，并运行着消息转发程序，当船载终端机I与陆地用户端4之间通信需经过数据通信服务器3进行转发。服务器端的转发程序收到短消息数据后，读取发送方身份信息和接收方身份信息。调用数据库进行查询后，根据用户信息表建立与对应目标用户之间的连接，与陆地用户通过互联网建立连接，与船舶用户通过卫星链路建立连接。转发程序将收到的短消息数据通过建立好的网络连接发送。陆地用户的IP地址发生变化时，主动将变化后的IP地址发送到数据服务器32，数据服务器32更新用户信息表。
[0022]陆地用户端4包括能连接互联网的电脑或手机。
[0023]本发明的具体工作过程如下:
船载终端机I通过北斗卫星用户机收发天线接收到北斗卫星2发送过来的定位信息后，通过数据处理装置12中的RS-232接口传入；数据处理装置12将其储存在存储器的缓冲区中；由于目前的电子海图软件主要支持GPS定位格式数据，所以需通过处理器将缓冲区中的定位信息数据进行转换成GPS定位格式数据；转换好的数据通过虚拟RS-232接口发送给数据处理装置12中安装好的电子海图软件，电子海图软件收到数据后即可定位、导航，同时可在显示控制装置13中显示。
[0024]船载终端机I接收短消息时，北斗卫星用户机收发天线收到其他终端机I或数据通信服务器通过北斗卫星转发送过来的16进制的短消息数据包后，通过数据处理装置12中的RS-232接口传入；数据处理装置12将其储存在存储器的缓冲区中；根据数据通信协议，处理器对接收到的数据包进行解析，提取出短消息数据并转换成字符格式显示在显示控制装置的信息显示界面的文本框中。发送短消息时，通过鼠标、键盘或触摸显示屏在信息显示界面的文本框中输入预发送的短消息，处理器将文本框中的短消息转换成16进制数据，并根据数据通信协议，将短消息、接收方ID、发送方ID等数据进行打包处理；将打好的数据包通过数据处理装置12的RS-232接口发送至北斗卫星收发天线，通过北斗卫星收发天线发送至北斗卫星2。
[0025]数据通信服务器3通过北斗卫星指挥机收发天线收到船舶用户发送的短消息数据，将数据通过RS-232串口发送到数据服务器32 ;数据服务器32收到数据后，将数据暂存在缓冲区；再依据数据通信协议，对数据进行解析，得到发送方身份信息、接收方身份信息、短信内容、发送方位置等信息；通过数据库查询用户信息，得到接收方的IP地址信息。数据通信服务器3将发送方身份信息、短信内容、发送方位置等信息打包成数据包，并经过互联网5将数据包发送给陆地用户端4。船载终端机I上采用与北斗卫星指挥机收发天线相配套的北斗卫星用户机收发天线，北斗卫星自动将船载终端机I之间的通信的短消息数据内容发送至数据通信服务器3上，数据通信服务器3将通信内容处理并存储。陆地用户端4将需发送的数据包经互联网5发送至数据通信服务器3，数据通信服务器3解析数据包后，再将数据打包经过卫星链路发送至对应的船载终端机I。由于船载终端机I可通过北斗卫星收发天线获得定位信息，因此，船载终端机I发出的信息可包含位置信息。
[0026]陆地用户端4通过互联网5与数据通信服务器3相连，陆地用户端4上安装有短消息收发软件，用户注册该软件后，就会将IP地址信息发送到数据通信服务器3，储存在服务器的数据库中；当陆地用户端4收到数据通信服务器3转发的数据包时，按照数据通信协议，将数据包解析；解析出的数据包括发送方身份信息、短信内容、发送方位置等信息；陆地用户端的短消息收发软件将解析出的发送方身份信息、短信内容、发送方位置等信息转换成字符在软件界面显示。
[0027]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.基于北斗卫星的海陆通信系统，其特征在于，包括:船载终端机、北斗卫星、数据通信服务器、陆地用户端，所述船载终端机采集并处理数据，并与北斗卫星进行通信；所述北斗卫星对接收的数据进行处理并转发至数据通信服务器或船载终端机；所述数据通信服务器将接收的数据进行处理、保存或转发至陆地用户端或通过北斗卫星发送至船载终端机；陆地用户端与数据通信服务器通过互联网连接，接收数据通信服务器转发的短消息数据，或发送短消息数据至数据通信服务器。
2.如权利要求1所述的基于北斗卫星的海陆通信系统，其特征在于，所述船载终端机包括:定位通信装置，用于通过北斗卫星获取该船载终端机自身的定位信息，并与北斗卫星交互通信；数据处理装置，用于接收定位通信装置传来的定位信息或短消息数据，或向定位通信装置发送短消息数据，并将定位信息转换成GPS定位数据格式，发送至电子海图软件中进行定位，或对短消息数据进行解析或打包处理；显示控制装置，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，显示电子海图、卫星捕获、定位、导航、通信短消息和潮汐信息。
3.如权利要求1所述的基于北斗卫星的海陆通信系统，其特征在于，所述数据通信服务器包括卫星通信装置和数据服务器，所述卫星通信装置接收来自北斗卫星转发来的数据，并发送至数据服务器，或将数据服务器中的数据发送至北斗卫星；所述数据服务器接收来自卫星通信装置或陆地用户端的数据，进行处理并保存，并与陆地用户端通过互联网连接，进行通信。
4.如权利要求1所述的基于北斗卫星的海陆通信系统，其特征在于，所述陆地用户端包括能连接互联网的电脑或手机。
5.如权利要求2所述的基于北斗卫星的海陆通信系统，其特征在于，所述定位通信装置包括北斗卫星用户机收发天线，用于接收北斗卫星发送的定位信息和发送至船载终端机的短消息数据。
6.如权利要求3所述的基于北斗卫星的海陆通信系统，其特征在于，所述卫星通信装置包括北斗卫星指挥机收发天线，用于接收船载终端机发来的短消息数据和北斗卫星转发的船载终端机之间互发的短消息数据。
7.如权利要求3所述的基于北斗卫星的海陆通信系统，其特征在于，所述数据服务器上设有数据库，用于保存用户信息和来自发送方的数据。
8.如权利要求1-7任一项所述的基于北斗卫星的海陆通信系统，其特征在于，所述数据包括定位信息和短消息数据，所述定位信息包括定位时间、经度、纬度、高度、航向和航速中之一或他们的组合；所述短消息数据包括发送方身份信息、接收方身份信息和短消息内容，或还包括紧急程度、发送方位置、发送时间。
9.如权利要求8所述的基于北斗卫星的海陆通信系统，其特征在于，所述用户信息包括海上用户信息和陆地用户信息，所述海上用户信息包括船载终端机的身份信息、位置坐标、航速和航向，所述陆地用户信息包括陆地用户端的IP地址、用户别名和用户权限。
【文档编号】H04B7/185GK103825646SQ201410070733
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】徐轶群, 万隆君, 田军 申请人:集美大学