现代电子导航信息系统习题集

现代电子导航信息系统习题集现代电子导航信息系统习题集1.目前世界上主要的全球卫星导航系统和区域性卫星导航系统分别有哪些？GNSS:GPS,GLONASS,Galileo，北斗系统。RNSS:DORIS,IRNSS,QZSS,北斗双星系统2.GPS卫星导航系统的注入站、跟踪站和监控站各自的功能是什么？注入站：在主控站的控制下，在卫星通过其上空时，将该卫星的导航电文利用S波段载波注入给该卫星跟踪站：将伪距，多普勒积分值，气象信息，卫星时钟及海军水面兵器中心发来的参考星历等数据送给主控站监控站：用以对GPS星座的所有卫星进行实时跟踪测量的设施，所有收集到的数据送给主控站3.GPS卫星发射的信号是由哪三部分组成的？载波，测距码，导航电文4.GPS信号各自采用哪两种频率的载波和伪随机码？载波L1:1575.42MHz，载波L2:1227.60MHzC/A码：1.023MHz，P码：10.23MHz5.简述C/A码和P码的特点。C/A码是一种低速，短周期的伪随机码，码长较短，易于捕获，测距精度较低，也称粗码。P码是一种快速，长周期的伪随机码，由两个码长为互素的字码复合而成。测距精度高，也称精码。6.简述GPS导航电文(D码)的基本结构。导航电文是二进制编码的文件，一个完整的导航电文有25帧，共37500bit，需12.5min才能播放完，每帧导航电文共1500bit，占30s。每帧导航电文被均分成5个子帧，各占6s，第4和第5子帧包含所有卫星星历，各包含25页，每个子帧又可以分成10个字，每个字0.6s。7.GPS卫星导航系统的误差主要来自哪几个方面？1.用户距离误差包括卫星误差，信号传播误差及接收机噪声，2.几何误差，3.速度测量误差，4.海图标绘误差8.GPS接收机定位误差的大小与什么有关？1.接收机通道间偏差：多通道接收机包含多个并行的通道，每个通道都能独立连续跟踪一颗或以上的卫星，多通道接收机因各通道硬件路径不同会产生通道偏差。2.噪声误差：噪声是电路或系统中不含信息量的电压或电流。各种电气设备可引起不同形式的干扰。3.量化误差:GPS接收机通过本机伪码与接收机伪码跟踪并同步来测量伪距，根据码元的宽度，测量误差可以量化在一定范围内。9.用户与GPS卫星间的位置对定位精度有何影响？用户与卫星间的几何位置好，定位误差小，几何位置差，定位误差大。用户与卫星间的几何关系对定位误差影响的大小，可用几何精度因子GDOP来表征。GDOP值越小，表明选用的卫星的几何形状越理想，使位置和时间的误差值也相应减小10.GPS接收机通常选用仰角大于多少的卫星？为什么？卫星信号在对流层中产生的传播延迟与大气温度，压力，卫星的仰角等因素有关，而对于频率低于30GHz的电磁波与频率无关因此GPS双频道接收机不能校正对流层折射误差。对流层传播延时误差与卫星仰角有关，仰角越小，误差越大。因此需选用仰角为5°~85°之间的卫星。11.写出目前常用的DGPS定位方法DGPS根据修正数据的处理方法可分为位置DGPS，伪距DGPS，相位平滑伪距DGPS，载波相位DGPS。根据作用范围，可分为局域DGPS，局域增强DGPSLAAS，广域DGPS和广域增强系统WAAS12.船用GPS接收机有哪三种启动方式？分别在什么条件下进行启动？1.冷启动：GPS接收机在不知道星历，历书，时间和位置的情况下开机，需要较长时间才能正常定位。须进行初始化输入。2.热启动：GPS接收机在存有星历，历书，时间和位置的情况下开机，热启动时卫星接收机不需要初始化操作，当参考振荡器加热后，GPS接收机便自动搜捕卫星更新船位1.AIS设备有哪些不同类型。根据AIS设备运行时位置是否发生变化，可分为固定式AIS设备和移动式AIS设备，根据AIS设备安装位置的不同，又可将航海AIS设备分为船载AIS设备，岸基AIS设备和空间AIS设备2.简述AIS的不同信息类型。1.船位报告2.基地台报告3.静态和与航程有关的数据4.二进制编址的信息5对二进制信息的确认6二进制广播信息7.UTC/日期查询8.UTC/日期回应9.编址安全信息10.安全信息的确认3.叙述AIS三种工作模式。1.自主和连续模式：一个自主工作的台站应决定它自己发送的时间安排，这样的台站应自动的解决同其他台站时间安排的冲突，该模式可在所有海域使用2.指配模式：一个以指配模式工作的台站在决定它何时应发射时，要考虑指配消息的发送计划，这种模式由岸台指定。3.轮询模式：指AIS只有在受到其他船或管理当局询问时，才发送信息。此时站点只响应来自某一船舶或管理机构的问询。4.什么是SOTDMA？自组织时分多址SOTDMA是动态自组织预约时隙，即当某艘船报文预约占用某一时隙，只能连续占用该时隙4帧，到第4帧时，必须释放该时隙给其他船只预约，本身再重新计算并预约其他时隙。5.船载A类AIS设备由哪些基本部件组成？船载A类AIS设备基本组成部件包括电源，主机，最小键盘与显示设备(MKD)和天线等。6.船载A类AIS设备可以发射和接收哪四种类型的数据？各种数据更新率是多少？静态信息-这种信息在自主和连续工作模式下每隔6min广播1次，但有信息更新或被询问时，则立即发送动态信息-共分为八种类型如下：1.锚泊或靠泊且移速不大于3kn3min2.锚泊或靠泊且移速大于3kn10s3.航速<14kn10s4.航速<14kn且正在改变航向3s5.航速14-23kn6s6.航速14-23kn且正在改变航向2s7.航速>23kn2s8.航速>23且正在改变航向2s当船载AIS设备确认为同步标示台时更新间隔类型1-5将变为2s航次有关的信息-这种信息在自主和连续工作模式下每隔6min广播1次，但有信息更新或被询问时，则立即发送与安全有关的信息-根据需要及时发送7.船载AIS设备与雷达相比，有哪些优越性？1.AIS自动进行船到岸和船到船间通信，使雷达自动获得交通信息，增强了雷达的功能，提高了使用雷达获得交通信息的可靠性。2.AIS使雷达减少或消除了目标交换误跟踪与丢失等问题3.AIS抗气况和海况的干扰强，不受海浪和暴雨等恶劣天气的影响4.AIS与雷达相比响应更及时，能迅速自动的识别安装AIS的目标，比雷达提供更高的更新率5.AIS可在DGNSS修正的辅助下获得优于雷达的位置精度。8.使用AIS信息应注意哪些事项？1.AIS依赖于目标通过无线电通信方式提供目标自身信息，因而无法识别未装设AIS的目标或故障目标。2.AIS不能显示周边环境的完整图像，还不能作为船舶航行唯一的安全监测手动段3.本船AIS的不良安装可能会组织数据的连续收发，导致目标船不能看到本船的数据4.某些情况下装配在其他船舶上的ASI可能依据船长的专业判断而被关闭1.叙述船载航行数据记哪几部分组成?数据采集单元保护储存单元回放单元报警指示器电源2.叙述船载航行数据记录仪供电方式有何性能要求？船载航行记录仪的电源系统包括主电源应急电源和专用备用电源。主电源可将交流电220V船电转化为24V直流电，应急电源为24V直流电，当外部的主电源和应急电源都失电时，专用备用电源可自动为系统供电，并保证系统连续记录驾驶室声音达2小时。专用备用电源通常为自动充电装置的蓄电池。主电源应急电源和备用电源切换过程中，可保证系统连续工作。3.叙述船载航行数据记录仪在记录数据安全方面有何要求？船载航行数据记录仪应尽可能设计成不能对输入到设备的数据的选择方式数据本身或已经记录的数据进行篡改，任何干扰数据或记录完整性的尝试应予以记录，记录方法应能对记录数据的每一项进行完整性检查，即记录的数据相一致，如发现不可改正的错误则要发出警报。4.简要说明VDR至少应记录哪些数据类型？1.日期和时间2.船位3.速度4.首向5.驾驶室声音6.通信声音7.雷达数据8.回声测深仪9.主报警10.操舵命令和响应11.轮机命令和响应12.船体开口状态13.水密门和防火门状态14.加速度和船体应力15.风速和风向5.分析比较VDR与S-VDR有何区别？VDR不记录AIS数据,S-VDR不记录报警舵令和响应车钟令和响应船体和开口状况水密门和防火门状况加速度和船体应力风向和风速。S-VDR所要求记录的船舶数据项除了与VDR相对应的种类有所减少外唯一的不同是S-VDR在没法记录雷达数据时，必须记录AIS数据，该数据还可以作为雷达数据的辅助记录数据1.ENC与SENC的区别是什么？SENC是ECDIS直接读取和显示的数据库是由ECDIS对ENC进行格式化转化而得到，包含ENC的所有数据信息，还可包括其他的辅助和改正信息。2.ECS/ECDIS/RCDS有何区别？光栅海图显示系统RCDS只能显示光栅海图，电子海图系统ECS和ECDIS主要是用来显示矢量海图，ECS和ECDIS之间并没有明显的界限，就显示界面而言，一个性能完善的ECS与ECDIS无本质区别。但ECS可以使用非官方、非S-57格式的海图数据库，而用于ECDIS的数据库则必须是官方的电子导航海图ENC。从法律上讲，ECDIS可以完全取代纸海图，而ECS则不能。3.列出ECDIS具有的主要功能。1.SENC信息显示2.更新海图信息3.比例4.其他航行信息的显示5.显示模式和邻近区域的生成6.航线设计7.航线监控8.航程记录9.计算和精度10.性能试验故障报警和提示11.与其他设备连接12.电源13.备份系统4.简述ECDIS显示SENC信息的三种方式。基本显示：基本显示的信息永久保留在ECDIS显示器上，不能被移除，包括岸线，本船的安全等深线，孤立危险物，显示模式等标准显示：标准显示的信息在基本显示信息的基础上，增加了其他一些信息包括干出舷，灯浮航道边界等所有其他信息可单独显示，如水深点，水下电缆和管道，孤立危险物的详细情况等5.ENC手动更新时应注意什么？1.注意坐标系的统一2.对于临时性和预告性的更新信息，应注明更新时间和日期3.手动更新非集成式更新信息时，虽然也是采用标准的海图图示，但在颜色上则通常采用橙色，以便于明显区分4.手