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1、基于ECDIS的船舶運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)三維呈現(xiàn)3DDisplayofShippingStateBaseonECDIS領(lǐng)域:電子與通信工程研究生:王蓉指導(dǎo)教師:楊晉生副教授企業(yè)導(dǎo)師:孔向軍高級(jí)工程師天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院二零一三年十一月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位
2、論文作者簽名:簽字日期:年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名:導(dǎo)師簽名:簽字日期:年月日簽字日期:年月日摘要電子海圖是以數(shù)字化的形式描述海洋及其毗鄰的陸地,是為航海需要而繪制的一種數(shù)字地圖。隨著現(xiàn)代海運(yùn)事業(yè)的發(fā)展,電子海圖由于其易存儲(chǔ),容量大,實(shí)時(shí)性強(qiáng)
3、等諸多優(yōu)點(diǎn)而取代了紙質(zhì)海圖。電子海圖顯示與信息系統(tǒng)(ECDIS)是一種航海導(dǎo)航信息系統(tǒng),它以計(jì)算機(jī)為核心,連接定位、測(cè)深、雷達(dá)等設(shè)備,以電子航海圖為基礎(chǔ),綜合反映船舶行駛狀態(tài),為船舶駕駛?cè)藛T提供信息查詢、量算和航海記錄等的專門工具。本課題在深入研究電子海圖的基礎(chǔ)上,在Qt的集成開發(fā)環(huán)境下,利用Ec2007KernelSDK海圖開發(fā)平臺(tái)和ENC矢量海圖完成了ECDIS的應(yīng)用開發(fā),實(shí)現(xiàn)了電子海圖顯示及各種導(dǎo)航功能。然而,由于傳統(tǒng)的ECDIS的船舶和動(dòng)態(tài)目標(biāo)的實(shí)時(shí)顯示只是局限于平面上的大比例尺顯示,對(duì)于有近距離作業(yè)需求的船舶而言,這種低精
4、度的顯示方式難以保障船舶的航行安全。本課題在基于ECDIS,針對(duì)多船舶近距離作業(yè)安全和高效顯示的問題,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了船舶運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)三維呈現(xiàn)子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)作為原有ECDIS的補(bǔ)充,通過從ECIDS獲取船舶與近船目標(biāo)的位置及運(yùn)動(dòng)參數(shù)等信息,解算出多船舶的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)參數(shù),進(jìn)而利用OpenGL技術(shù)實(shí)現(xiàn)船舶運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)的三維呈現(xiàn)。在進(jìn)行三維顯示的同時(shí),該子系統(tǒng)還能通過對(duì)運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)的解算來預(yù)測(cè)船舶的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。應(yīng)用結(jié)果表明,本課題基于ECDIS設(shè)計(jì)的三維呈現(xiàn)子系統(tǒng)能有效地提供近距離多船舶運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)的三維呈現(xiàn),為船舶安全航行和作業(yè)提供決策輔助。關(guān)鍵詞:電子海圖
5、顯示與信息系統(tǒng);導(dǎo)航;三維呈現(xiàn);開放性圖形庫(kù)ABSTRACTElectronicchartisadigitalmapfornavigationneed,whichcandescribetheseaanditsadjacentlandintheformofdigital.Withthedevelopmentofmodernshippingindustry,thepapercharthasbeenreplacedbytheelectronicchart,becauseittakestheadvantagesthatitsconvenie
6、ntstorage,largercapacity,andstrongreal-time.Electronicchartdisplayandinformationsystem(ECDIS)isanavigationinformationsystemthatmakecomputerasitscoreandcanconnectposition,sounding,radarandotherequipment.BasedonENC,itisaspecializedtoolwhichcangiveacomprehensivereflection
7、ofshipdrivingstateandprovideinformationservices,measurementandnavigationrecords.Inthisissue,basedonthein-depthstudyofelectronicchartandundertheintegrateddevelopmentenvironmentofQT,weuseEc2007KernelSDKchartdevelopmentplatformandENCvectorcharttocompletethissystemofECDIS,
8、inwhichthedisplayofelectronicchartandvariouskindsofnavigationfunctionsarecometrue.However,becausethereal-timedisplayo