论文总字数：24220字

摘 要

当今时代随着经济全球化的发展，并伴随着我国提出了海洋强国战略，使得航运业的发展速度加快。在航运体系中，航标是其中必不可少的成分之一，它是保障船舶安全航行的重要设施。

现如今随着国际组织对船舶航行安全性和精确性的要求越来越高，传统实体航标由于位置不精确、时效性差以及在特殊航道加剧船舶航行的恶劣条件等问题，它已经不足以完全满足发展的需要，所以迫切需要一种新形式的航标来满足各项要求，在此时，虚拟航标应运而生，它促进了航标的快速发展，解决了实体航标的一些问题。

虚拟航标是将电子海图与AIS系统结合起来形成的一项新型航标技术。论文对虚拟航标的探讨中，从虚拟航标所采用的设备出发，探讨了虚拟航标所需要的AIS系统的工作原理。针对虚拟航标的标准，论文中对不同的国际标准进行了分析介绍。针对虚拟航标的实现技术，论文中采取长江航线武汉段作为此次研究的实验对象，利用虚拟航标系统发射浮标并进行图形显示。

论文的主要内容如下：

（1）对航标的概念和种类进行概括，并对产生AIS航标所采用的AIS设备进行分析介绍；

（2）对虚拟航标的各项标准以及在航海中的实践进行探讨，并重点分析了虚拟航标所存在的优缺点；

（3）对虚拟航标的实现技术进行探讨，并使用移动AIS基站进行了虚拟航标发射实验和图形显示。

关键词：虚拟航标；自动识别系统；航海应用；电子海图

Abstract

In the current era, with the development of economic globalization and China’s proposal of a maritime power strategy, the development of the shipping industry has accelerated. In the shipping system, the navigation mark is one of the essential components. It is an important facility to ensure the safe navigation of ships.

Nowadays, with the increasing requirements of international organizations for the safety and accuracy of ship navigation, the traditional entity navigation mark is not enough to meet the needs of development because of its imprecise position, poor timeliness and the severe conditions of ship navigation in special channels. Therefore, a new form of navigation mark is urgently needed to meet the requirements. At this time, the virtual navigation mark should It promotes the rapid development of AIDS to navigation and solves some problems of physical aids to navigation.

Virtual navigation mark is a new navigation mark technology which combines electronic chart with AIS system. In the discussion of virtual AIDS, starting from the equipment used in virtual AIDS, this paper discusses the working principle of AIS system needed by virtual AIDS. According to the standards of virtual aids to navigation, this paper analyzes and introduces different international standards. Aiming at the realization technology of the virtual navigation buoy, this paper takes Wuhan section of the Yangtze River route as the experimental object of this study, and uses the virtual navigation buoy system to launch the buoy and display the graphics.

The main contents of this paper are as follows:

ⅰ. The concept and types of navigation aids are summarized, and the AIS equipment used to generate AIS navigation marks is analyzed and introduced;

ⅱ. The standards of virtual navigation aids and their practice in navigation are discussed, and the advantages and disadvantages of virtual navigation marks are analyzed emphatically;

ⅲ. The implementation technology of virtual navigation aids is discussed, and the virtual navigation mark emission experiment and graphic display are carried out by using mobile AIS base station.

Key Words：Virtual Navigation Mark；AIS；Nautical Applications；Electronic Chart

目 录

第1章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究目标 2

1.4 研究内容 2

1.5 研究方法 3

第2章 航标概况 4

2.1 航标简介 4

2.2 传统实体航标 4

2.3 AIS航标 4

2.3.1 AIS系统介绍 4

2.3.1.1 AIS技术简介及功能 4

2.3.1.2 AIS系统的组成成分 5

2.3.1.3 AIS 21号报文 5

2.3.2 AIS实体航标 9

2.3.3 AIS仿真航标 10

2.3.4 AIS虚拟航标 10

第3章 虚拟航标的相关标准与应用 11

3.1 虚拟航标的标准 11

3.1.1 IHO S-4标准对虚拟航标在海图上显示符号的规定 11

3.1.2 IMO SN.1/Circ.243/Rev.1号通函对虚拟航标在船载设备上的显示符号的规定 11

3.1.3 IHO 67号通函对虚拟航标的要求 13

3.1.4 国际电工委员会（IEC）的建议 13

3.1.5 虚拟航标的布设标准 14

3.2 虚拟航标在航海中的应用 15

3.3 虚拟航标的优点及存在的问题 17

3.3.1 虚拟航标的优点 17

3.3.2 虚拟航标存在的问题 18

第4章 虚拟航标的实现技术 20

4.1 虚拟航标系统的框架 20

4.1.1 虚拟航标的系统组成 20

4.1.2 虚拟航标的网络技术框架 20

4.2 虚拟航标系统的实现 21

4.2.1 虚拟航标信息的发送 21

4.2.2 虚拟航标信息的接收 22

4.2.3 虚拟航标信息的处理 22

4.2.4 虚拟航标信息的显示 23

4.3 虚拟航标系统的应用实例 23

第5章 总结与展望 27

5.1 总结 27

5.2 展望 27

参考文献 28

致 谢 29

第1章 绪论

1.1 目的及意义

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