本发明涉及海上信号监测,尤其涉及一种具有海上通讯安全监测的雷达装置。
背景技术:
1、海上通讯,一般是指陆上基站与船、舰之间的通讯,主要通过海洋表面的水进行传输,其传输媒介为海水。与陆地通讯相比,海上通讯的传输损耗较大,因为海洋表面的反射较大,这会导致信号的回波影响明显。海上通讯条件恶劣,风、云、雨、雾、浪等复杂环境对通讯影响很大,当海上遇到极端复杂的天气时,海上通讯时常会中断,极端复杂的天气容易导致船、舰发生事故,一旦船、舰发生事故且海上通讯中断,则会错过宝贵的救援时间,使得救援队伍无法及时抵达,造成更多的人员伤亡。而目前现有技术中,无法保证在极端复杂天气下船舶海上通讯的安全性和稳定性。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种具有海上通讯安全监测的雷达装置,用于提高船舶海上通讯的安全性和稳定性。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种具有海上通讯安全监测的雷达装置,包括:
3、定位模块,用于实时生成船舶的定位数据,所述船舶在监测海域内航行,所述监测海域被预先划分为若干监测海域;
4、速度检测模块,用于实时检测所述船舶的行驶速度和行驶加速度;
5、船舶预测模块,分别连接所述定位模块和所述速度检测模块,用于根据所述定位数据、所述行驶速度、所述行驶加速度和预先配置的行进航线预测得到下一时间点的预测位点,所述预测位点位于所述监测海域内;
6、环境获取模块,连接所述船舶预测模块,用于实时检测各所述监测海域内的若干海上环境数据以及各时间点的监测天气数据;
7、环境预测模块,连接所述环境获取模块,用于根据各所述海上环境数据以及各所述监测天气数据预测得到下一时间点的环境预测数据;
8、信号监测模块,用于监测所述船舶的通讯信号强度;
9、计算模块,连接所述环境预测模块和所述信号监测模块,用于根据所述环境预测数据计算得到下一时间点的通讯风险预测值,并根据所述通讯风险预测值跟所述通讯信号强度计算得到通讯安全分值。
10、进一步地,还包括:
11、指令生成模块,连接所述计算模块,用于在所述通讯安全分值不大于预设的安全阈值时,生成一航线更改指令和一信号增强指令;
12、信号增强模块,连接所述指令生成模块,用于根据所述信号增强指令增强所述船舶的通讯信号强度,所述船舶根据所述航线更改指令更改行驶航线。
13、进一步地,所述船舶预测模块包括:
14、训练单元,用于根据若干训练数据训练得到一轨迹预测模型;
15、预测单元,连接所述训练单元,用于根据将所述定位数据、所述行驶速度、所述行驶加速度和所述行进航线输入所述轨迹预测模型,以输出下一时间点的所述预测位点。
16、进一步地,所述海上环境数据包括海面检测数据和高空检测数据,所述海面检测数据包括所述检测区域内海水的水位高度、海水流速、波浪高度、海面风力和海面风速。
17、进一步地,所述船舶预测模块还包括矫正单元,用于根据所述海水流速和所述波浪高度生成第一矫正系数,根据所述海面风力和所述海面风速生成第二矫正系数,并根据所述第一矫正系数和所述第二矫正系数分别对轨迹预测模型的输入层与隐藏层之间的权重矩阵进行矫正,并重新训练所述轨迹预测模型,得到矫正过后的轨迹预测模型。
18、进一步地,所述计算模块包括:
19、第一计算单元,用于将所述环境预测数据代入预设的第一计算公式,计算得到环境预测干扰指数;
20、第二计算单元,连接所述第一计算单元,用于将所述环境预测干扰指数代入预设的转换公式,计算得到下一时间点的通讯风险预测值;
21、第三计算单元,连接所述第二计算单元,用于将所述通讯风险预测值和所述通讯信号强度代入的第二计算公式,计算得到所述通讯安全分值。
22、本发明的有益效果:
23、本发明首先根据船舶的行进航线、定位数据、行驶速度、行驶加速度预测到船舶在下一时间点的预测位点,然后根据预测位点所在检测区域内的各海上环境数据和监测天气数据预测得到下一时间点的环境预测数据,进而根据环境预测数据计算得到下一时间点的通讯风险预测值,并根据通讯风险预测值跟监测得到的船舶的通讯信号强度计算得到通讯安全分值,该通讯安全分值可以用于评估海上通讯的稳定性,通过计算通讯安全分值可以提前预测到船舶行驶到预测位点时的通讯稳定性,便于船舶提前更改航线以及在无法更改航线时提前增强通讯,因此提升了船舶在海面上行驶时的通讯稳定性与安全性。
1.一种具有海上通讯安全监测的雷达装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的具有海上通讯安全监测的雷达装置,其特征在于:还包括:
3.根据权利要求1所述的具有海上通讯安全监测的雷达装置,其特征在于:所述船舶预测模块包括:
4.根据权利要求3所述的具有海上通讯安全监测的雷达装置,其特征在于:所述海上环境数据包括海面检测数据和高空检测数据,所述海面检测数据包括所述检测区域内海水的水位高度、海水流速、波浪高度、海面风力和海面风速。
5.根据权利要求4所述的具有海上通讯安全监测的雷达装置,其特征在于:所述船舶预测模块还包括矫正单元,用于根据所述海水流速和所述波浪高度生成第一矫正系数,根据所述海面风力和所述海面风速生成第二矫正系数,并根据所述第一矫正系数和所述第二矫正系数分别对轨迹预测模型的输入层与隐藏层之间的权重矩阵进行矫正,并重新训练所述轨迹预测模型,得到矫正过后的轨迹预测模型。
6.根据权利要求1所述的具有海上通讯安全监测的雷达装置,其特征在于:所述计算模块包括:
