基于ECDIS的船舶运动态势三维呈现

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1、基于ECDIS的船舶运动态势三维呈现3DDisplayofShippingStateBaseonECDIS领域：电子与通信工程研究生：王蓉指导教师：杨晋生副教授企业导师：孔向军高级工程师天津大学电子信息工程学院二零一三年十一月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位

2、论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要电子海图是以数字化的形式描述海洋及其毗邻的陆地，是为航海需要而绘制的一种数字地图。随着现代海运事业的发展，电子海图由于其易存储，容量大，实时性强

3、等诸多优点而取代了纸质海图。电子海图显示与信息系统（ECDIS）是一种航海导航信息系统，它以计算机为核心，连接定位、测深、雷达等设备，以电子航海图为基础，综合反映船舶行驶状态，为船舶驾驶人员提供信息查询、量算和航海记录等的专门工具。本课题在深入研究电子海图的基础上，在Qt的集成开发环境下，利用Ec2007KernelSDK海图开发平台和ENC矢量海图完成了ECDIS的应用开发，实现了电子海图显示及各种导航功能。然而，由于传统的ECDIS的船舶和动态目标的实时显示只是局限于平面上的大比例尺显示，对于有近距离作业需求的船舶而言，这种低精

4、度的显示方式难以保障船舶的航行安全。本课题在基于ECDIS，针对多船舶近距离作业安全和高效显示的问题，设计和实现了船舶运动态势三维呈现子系统。该子系统作为原有ECDIS的补充，通过从ECIDS获取船舶与近船目标的位置及运动参数等信息，解算出多船舶的运动态势参数，进而利用OpenGL技术实现船舶运动态势的三维呈现。在进行三维显示的同时，该子系统还能通过对运动态势的解算来预测船舶的运动趋势。应用结果表明，本课题基于ECDIS设计的三维呈现子系统能有效地提供近距离多船舶运动态势的三维呈现，为船舶安全航行和作业提供决策辅助。关键词：电子海图

5、显示与信息系统；导航；三维呈现；开放性图形库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