船用雷达交管化研究

论文摘要

随着计算机技术和网络技术的不断发展,船舶交通管理系统正向着数字化不断发展,出现了以交管雷达为核心的功能越来越强大的交管系统。在某些方面,交管雷达的可靠性比船用雷达差,从海域安全和性价比等方面考虑,船用雷达交管化的问题就此产生。船用雷达交管化主要研究将船用雷达改造为交管雷达的方法,通过对船用雷达和交管雷达结构功能等方面的对比研究,得出交管雷达与船用雷达三个方面的差异:高分辨力雷达天线,双收发信机的结构和遥控遥测功能。高分辨力雷达天线的更换主要涉及的问题包括雷达天线驱动器的匹配,雷达船首和方位信号与雷达ARPA匹配等,怎样解决这些问题将在第2章中重点讨论。与船用雷达单收发信机结构不同,交管雷达采用双收发信机交替工作的工作方式,所以如何在船用雷达单收发信机工作的基础上,增加一台收发信机,并在本地和遥远监控室对两台收发信机进行切换控制以及如何使两台收发信机共用一个ARPA是第3章研究的重点。船用雷达和交管雷达最重要的差异就是有无遥控遥测功能,由于交管雷达安装位置的需求,遥控遥测是交管雷达必须有的一种功能,对各种不同的雷达控制信号的分析,以及对各种键盘信号进行远距离传输和恢复是第4章研究的重点。本文研究的船用雷达改造方法已经在北长山VTS中心和荆州大桥避碰系统项目中投入使用,系统运行正常,稳定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 国内外技术状况和发展趋势
• 1.3 研究内容和研究方法
• 1.4 主要研究成果
• 1.5 论文结构特点
• 第2章 船用雷达交管化实现方案的设计
• 2.1 船用雷达及交管雷达的功能和结构特点分析
• 2.1.1 船用雷达及交管雷达功能对比研究
• 2.1.2 船用雷达及交管雷达结构对比研究
• 2.2 总体方案设计
• 2.2.1 船用雷达交管化的技术要求分析
• 2.2.2 船用雷达交管化目标和功能设计
• 2.2.3 系统方案设计
• 2.3 方案分析和优化
• 第3章 双雷达收发信机转换控制单元的设计和技术实现
• 3.1 双收发信机转换的原理
• 3.1.1 双收发信机的结构
• 3.1.2 波导转换开关的结构
• 3.1.3 开关阵列的结构
• 3.2 双收发信机转换的方案设计
• 3.2.1 波导转换电路方案设计
• 3.2.2 雷达控制电路方案设计
• 3.2.3 单片机控制及通信协议方案设计
• 3.3 双收发信机转换的硬件设计
• 3.3.1 波导转换开关电路设计及芯片选型
• 3.3.2 雷达控制电路设计及芯片选型
• 3.3.3 单片机外围电路设计
• 3.4 双收发信机转换的软件设计
• 3.4.1 主程序软件设计
• 3.4.2 2Hz中断子程序
• 3.4.3 串口数据接收子程序
• 3.4.4 串口数据校验子程序
• 3.4.5 串口发送子程序
• 第4章 遥控遥测功能的实现
• 4.1 遥控遥测的原理
• 4.1.1 雷达键盘信号分析
• 4.1.2 雷达键盘信号的通信
• 4.2 遥控遥测的方案设计
• 4.2.1 遥控遥测系统整体方案设计
• 4.2.2 遥控遥测中模拟信号传输控制方案设计
• 4.2.3 遥控遥测中数字编码信号传输控制方案设计
• 4.2.4 遥控遥测中键盘信号的通信协议设计
• 4.3 遥控遥测的硬件电路设计
• 4.3.1 模拟信号的控制电路设计
• 4.3.2 数字信号的控制电路设计
• 4.4 遥控遥测的软件设计
• 4.4.1 雷达站端单片机控制程序
• 4.4.2 监控室端单片机控制程序
• 4.5 遥控遥测设计在调试中遇到的问题和解决方法
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历