本发明属于航海导航技术领域，涉及航海运动标绘计算方法，尤其是一种基于电子海图的航海运动标绘计算方法。
背景技术
目前，在船舶航海过程中，由于一些任务需要，需要对本船进行航海运动，而到达特定地点，传统方法为航海人员在纸质海图上根据模型知识，手动计算运动方案，这样不仅费时费力，而且属于静态计算，实时性不高，并且容易出现人为计算错误。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种设计合理且能够快速直观实时计算航海运动标绘的基于电子海图的航海运动标绘计算方法。
本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于电子海图的航海运动标绘计算方法，包括以下步骤：
步骤1、获取目标船运动参数、本船运动参数，并与电子海图信息叠加标绘；
步骤2、根据导航目的选择对应的航海运动计算模型，设置导航目的参数；
步骤3、根据航海运动计算模型、导航目的参数、目标船和本船运动参数，实时计算本船航海运动指令参数；
步骤4、基于电子海图信息叠加本船和目标船航行态势信息，实时标绘本船和目标航行态势图、本船航海运动指令参数下的本船/目标航行态势图；
步骤5、根据本船的运动参数、操作性以及电子海图信息计算本船航海运动指令参数合理性；
步骤6、根据计算得出的本船航海运动指令参数的合理性，调整导航目的参数，再重新进行计算，直至合理。
而且，所述步骤1的具体步骤包括：
(1)实时采集雷达传感器设备、ais设备、模拟目标和融合目标数据，获得航向、航速、方位、距离和时间的目标运动参数，并与电子海图信息叠加标绘；
(2)实时采集传感器(gps、计程仪、风速风向仪)获得包括经纬度、航速、航向、风速风向和时间的本船运动参数，并与电子海图信息叠加标绘。
而且，所述步骤2的导航目的为接近目标、远离目标、规避目标、预测位置等导航需求；
所述步骤2的计算模型包括目标运动参数计算模型、固定时刻到达固定位置计算模型、固定速度到达固定位置计算模型、固定速度接近目标计算模型、固定速度远离目标计算模型、位置预测计算模型和固定速度规避目标计算模型；
所述步骤2的设置导航目的参数的具体方法为：运动参数计算无需手动输入参数；固定时刻到达固定位置计算模型需要输入方位或者舷角、目标距离、占位时刻、航海运动准备时间；固定速度到达固定位置计算模型需要输入方位或者舷角、目标距离、占位航速、航海运动准备时间；固定速度接近目标计算模型需要输入接近距离、接近航速、航海运动准备时间；固定速度远离目标计算模型需要输入扩大距离、扩大航速、限制距离、航海运动准备时间；位置预测需要输入预测时刻、目标航速、目标航向、航海运动准备时间；定速规避需要输入参数规避距离、规避航速、航海运动准备时间。
而且，所述步骤3中输出的计算的运动指令参数数据为：运动参数计算模型输出的解算数据为目标经纬度；固定时刻到达固定位置计算模型输出的解算数据为运动航向、运动航速、航行时间、最近距离、近距时刻、到达近距剩余时间；固定速度到达固定位置计算模型输出的解算数据为运动航向、到达位置时刻、航行时间、最近距离、近距时刻、到达近距剩余时间；固定速度接近目标计算模型输出的解算数据为接近航向、接近时刻、目标方位、目标舷角、航行时间、最近距离、近距时刻、到达近距剩余时间；固定速度远离目标计算模型输出解算数据为扩大航向、扩大时刻、目标方位、目标舷角、航行时间、最近距离、近距时刻、到达近距剩余时间；位置预测计算模型输出的解算数据为目标距离方位、目标舷角、航行时间、最近距离、近距时刻、到达近距剩余时间；固定速度规避目标计算模型输出的解算数据为规避范围1和规避范围2。
而且，所述步骤4中基于电子海图信息叠加实时标绘态势信息，包括本船与目标船的实时态势图、本船/目标在航海运动指令参数下的态势图、根据指令参数到达目的后的态势图。
而且，所述步骤5中根据本船的航向、航速、海图信息以及船型本身的特性与计算出指令参数进行比较计算，根据经验参考，得出指令参数的合理性。
本发明的优点和有益效果：
本发明以电子海图信息为基础，根据本船和目标的实时运动参数，运动计算模型，能快速、方便、直观、实时地计算航海运动标绘，并给出辅助决策方案，以态势图形叠加海图信息直观展示。
本发明解决了传统方法手动根据模型计算，工作量大，易出错，并且实时性不高，在紧急关头不能快速决策的缺点，通过标绘的图形信息与电子海图信息叠加，能够更加直观展示模型计算结果，方便快速决策。
附图说明
图1是本发明的航海运动标绘计算工作流程图；
图2是本发明的航海运动标绘计算模型组成图；
图3是本发明的固定速度接近态势与结果图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
一种基于电子海图的航海运动标绘计算方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：
步骤1、获取目标船运动参数、本船运动参数，并与电子海图信息叠加标绘；
所述步骤1的具体步骤包括：
(1)实时采集雷达传感器设备、ais设备、模拟目标和融合目标数据，获得航向、航速、方位、距离和时间的目标运动参数，并与电子海图信息叠加标绘；
(2)实时采集传感器(gps、计程仪、风速风向仪)获得包括经纬度、航速、航向、风速风向和时间的本船运动参数，并与电子海图信息叠加标绘。
在本实施例中，本船数据包括本船的经纬度、航速、航向、风速风向、时间，目标数据包括航向、航速、方位、距离、风速风向、时间。本船的参数为实时从传感获得，此实施例中瞬时本船航向为102.4，航速为19.43kn，纬度为38°57.266′n，经度为117°53.426′e，风速2m/s，风向为100°，时刻为11:04。目标数据来自于雷达传感器设备、ais设备、模拟目标、融合目标。在本实施例中目标数据来自融合目标，通过鼠标点击图上的融合目标，实时获取了目标参数，具体的方位距离(瞬时方位为0°，距离1.2nm，航向45°，航速20kn)等数据参数会实时计算。
所述步骤2的计算模型包括目标运动参数计算模型、固定时刻到达固定位置计算模型、固定速度到达固定位置计算模型、固定速度接近目标计算模型、固定速度远离目标计算模型、位置预测计算模型和固定速度规避目标计算模型。
所述步骤2的导航目的为接近目标、远离目标、规避目标、预测位置等导航需求；
所述步骤2的导航目的参数设置：运动参数计算无需手动输入参数；固定时刻到达固定位置计算模型需要输入方位或者舷角、目标距离、占位时刻、航海运动准备时间；固定速度到达固定位置计算模型需要输入方位或者舷角、目标距离、占位航速、航海运动准备时间；固定速度接近目标计算模型需要输入接近距离、接近航速、航海运动准备时间；固定速度远离目标计算模型需要输入扩大距离、扩大航速、限制距离、航海运动准备时间；位置预测需要输入预测时刻、目标航速、目标航向、航海运动准备时间；定速规避需要输入参数规避距离、规避航速、航海运动准备时间。
本实施根据接近目标的导航目的需求，选择固定速度接近目标计算(定速占位)模型，输入选择目标方位角度值20°，最终距离为5nm，航速为20kn，准备时间0。
所述步骤3中输出的计算的运动指令参数数据为：运动参数计算模型输出的解算数据为目标经纬度；固定时刻到达固定位置计算模型输出的解算数据为运动航向、运动航速、航行时间、最近距离、近距时刻、到达近距剩余时间；固定速度到达固定位置计算模型输出的解算数据为运动航向、到达位置时刻、航行时间、最近距离、近距时刻、到达近距剩余时间；固定速度接近目标计算模型输出的解算数据为接近航向、接近时刻、目标方位、目标舷角、航行时间、最近距离、近距时刻、到达近距剩余时间；固定速度远离目标计算模型输出解算数据为扩大航向、扩大时刻、目标方位、目标舷角、航行时间、最近距离、近距时刻、到达近距剩余时间；位置预测计算模型输出的解算数据为目标距离方位、目标舷角、航行时间、最近距离、近距时刻、到达近距剩余时间；固定速度规避目标计算模型输出的解算数据为规避范围1和规避范围2。
本实施例中，实时解算出的航海运动数据为运动航向为175.2°，到达时刻为11:10，航行时间为5分钟，最近距离1.2nm，近距时刻为11:04，到达近距的剩余时间为0分。
所述步骤4中基于电子海图信息叠加实时标绘态势信息，包括本船与目标船的实时态势图、本船/目标在航海运动指令参数下的态势图、根据指令参数到达目的后的态势图。
本实施例中，如图3所示，在图上1的连线为目标与本船态势图，图上2的连线为目标在航海运动参数下的势图，图上3为本船在航海运动指令参数下的态势图，图上4连线为根据指令参数到达目的地后的态势图(4线为步骤2输入的导航目的参数角度20°和距离5nm)。
所述步骤5，根据本船的运动参数、操作性以及电子海图信息计算本船航海运动指令参数合理性。
所述步骤6，根据计算得出的本船航海运动指令参数的合理性，调整导航目的参数，再重新进行计算，直至合理。
需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。