船舶导航网络通信技术的研究

摘 要：作为船舶的主要载体平台，船舶通信导航技术与船舶发展的匹配程度的高低将直接关系到船舶航行的安全性与稳定性，另外船舶需要执行的任务以及船舶本身航行对于精确度的要求均在不断提高，在此背景下，为保证船舶能够更好的满足各种不同的水上航行环境，保证船舶能够动态灵活的执行各类航行任务，就需要对船舶导航网络通信技术进行相应的优化。鉴于此，文章对当前我国的船舶导航网络通信技术展开了研究，主要论述了船舶通信导航（外通）、火警内通以及军船的综合导航、天文导航、惯性导航等相关内容，以供参考。

关键词：船舶；导航；网络通信技术；研究

近年来，伴随着我国舰艇技术的不断发展，各种舰船装备正在进行大规模的改进和创新，在船舶相关系统中，导航系统应当具备为船舶提供精确的位置信息以及能够将武器装备和测量系统有机结合的功能，这是船舶航行和作战的重要保障。因此，导航系统内部和之间的信息传输技术的改进是整个系统升级的重要组成部分。本文针对传播导航网络通信技术的相关内容展开了分析与阐述。

1 船舶导航网络通信技术概述

1.1 船舶通信技术

与内陆通信技术不同，以船舶为基本承载平台的集采集、处理、传输、交换和再现功能为一体的船舶通信技术具有以下特点：第一，其外部通信技术可通过无线通信实现卫星和短波通信以及无限距离的全球通信；第二，其通信频段覆盖范围广，涉及设备众多，整个系统内容比较复杂，与此同时，由于安装技术和使用环境的限制，其天线包括其他设备是高度集成化的。第三，该技术没有固定的基础设施依靠，它的内部和外部通信和导航可以是自包含的。

从应用领域的角度来看，船舶通信技术首先应用于军事领域，但其业务承载能力稍有单一，通信资源管理和控制水平相对较低，但从总体上看，海军利用船舶通信技术引领了世界通信领域的发展。进入二十一世纪后，这项技术逐渐渗透到民用船舶通信领域。虽然军用和民用舰船通信系统在核心技术上基本相似，但它们的功能是完全不同的。它还使用宽带基础设施，但是它的终端是集成的、模块化的、开放的和可组合的。

1.2 船舶导航技术

船舶导航技术主要负责为船舶航行提供精确的航位推算、惯性计算、地图匹配以及卫星定位和无线信号灯等多种信息，这有助于建立载体本身的动态和位置参数。目前，船舶导航技术主要应用于导航功能软件，基本可实现航线监控，避免船舶偏航或穿越非安全区等功能。与此同时，我国当前的船舶导航技术也被用于航行记录，通过记录船舶航行的所有相关数据并自动生成船员的航海日记的方式，可保证相关人员对以上信息进行随时提取和使用。此外，我国船舶导航技术的自动防撞功能软件和气象信息处理软件也较为发达，在其组合导航系统中，不仅能够提供高精度的船舶定位、航向和速度数据测试等信息，同时还能够自动分析海洋气象和水深数据，为船舶航行安全提供数据支持。

1.3 军船综合导航系统

整体来看，目前我国常见的军船综合导航系统的功能主要如下：第一，外部设备实时地接收航向、速度、水深、风速、风向等信息。第二，對行地理导航和天文定位计算等各种导航计算，得到最优导航方案。第三，集中显示、管理导航信息并对相关信息进行自动打印、检测、报警和故障定位。

在对军船综合导航系统进行设计时，主要包括以下方案：

第一，RS-422A组合导航系统串口通信特性通信网络方案。该方案系统的串口通信、信息源传感器与船舶综合显示控制台之间的数据交换是通过串口传输完成的，具有连接简单、通信距离长、信息传输可靠等优点；然而，由于串行通信逐位传输，传输速度较慢，同时由于点到点的连接方式，使得数据传输只能通过相应的连接来实现，而导航系统中存在着大量的信息传感器，连接太多必然将导致系统过于复杂，影响信息共享的安全性与稳定性。目前，随着船舶信息化水平的提高，各种设备和系统之间的信息通信越来越频繁，信息量也越来越大，该种单串口通信的方式已不能满足导航系统的发展要求。

第二，CAN通信。该系统有效克服RS422A串口传输的缺点，提出了在导航系统中采用CAN总线技术取代传统串行通信方式的全新通信技术。其优点众多，包括低成本、总线利用率高、数据传输距离长等。与此同时，其能够正确处理错误和错误检测机制，当消息被破坏时，该消息可以自动重发；当错误严重时，该节点可以自动退出总线，这对于信息传送安全性和稳定性的提升有重要意义。

2 船舶导航网络通信技术发展趋势

2.1 导航系统微型化

整个船舶的通信导航系统向着小型化、高精度发展是未来船舶导航网络通信技术发展的必然趋势，整个产品除了满足一般的功能要求以外，还应当在整体上满足可靠易用、低功耗以及数字智能卓越性能。

2.2 通信与导航网络一体化

未来，船舶通信导航网络将趋于一体化、集成化和智能化，它将采用不同的手段和网络技术在总体上实现基于电信网络、广播电视网络和互联网的技术“三网融合”的系统更新与优化。与此同时，系统与物联网、大数据以及云计算等相关技术之间的结合，也将是其未来发展不可避免的重要趋势，受此影响，系统的网络功能和应用范围将随之得到进一步深化和扩大。

3 结语

综上所述，目前，船舶通信导航技术已渗透到各个应用领域之中，尤其是在军事和民用领域中发挥着极其强大的作用，在未来，该技术系统将继续优化自身，以确保更多集成、智能和集成技术的有效实施和应用。

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作者简介：王宇桐（1992-），男，本科双学历、双学位，现任中船黄埔文冲船舶有限公司造船事业一部军船部电装作业区工艺技术，研究方向：舰船电气制造工艺技术、船舶舾装先行工艺技术。