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学科名称 计算机科学 广东海洋大学自然科学研究项目 申 请 书 项目名称： 基于FPGA的海洋船舶交互式导航监控系统 研究类别： 应用研究 申 请 者： 张 健 所在单位：（盖章） 广东海洋大学信息学院 起止时间： 2005年10月至2007年05月 申请时间： 2005年10月 广 东 海 洋 大 学 二OO五年制 填 写 说 明 申请书所列内容必须实事求是，逐项认真填写。表达要准确严谨，字迹要清晰。对于填写内容含糊不清、字迹潦草的申请书，不予受理。 上报的申请书打印或正楷复印一式二份，按通知要求如期报科研处。 学科名称必须按国家发布的必威体育精装版国家标准目录“学科分类与代码”的二级学科填写。 研究类别：分基础研究（应用基础）研究、应用研究、开发研究三类填写。 申请书有关栏目填写不下时，请自行加页。 如不能按规定填写，以形式审查不合格处理。 申请者 姓名 张 健 性别 男 出生年月 1963年11月 最后学历 研 究 生 学位 A.博士 B.硕士√ C.学士 硕 士 职称 副教授 职务 副主任 从事专业 计算机与自动控制 曾经承担学校自选课题及目前在研的其他课题情况 课题名称 课题来源 经费（万元） 起止年月 完成情况 申请者及参加课题研究的主要研究人员情况 姓 名 年 龄 职务 职称 专 长 所在 单位 在本课题 中的分工 每年用于本 课题的工作日 签 名 张健 邓锐 彭银桥 曹丽涛 41 33 36 38 副教授 副主任 讲师 讲师 助理馆员 自动控制 通讯与嵌入式系统 软件设计开发 信息检索 信息学院 信息学院 信息学院 图书馆 整体设计以及可靠性分析与测试 硬件开发 软件开发 图书资料的检索、收集和整理 150－200 100－150 100－150 100－120 主要协作单位及分工： ALTERA公司（全球最大的FPGA生产商，SOPC的鼻祖和领导者，美国）： 主要负责提供FPGA系统的开发与测试平台，以及相关的技术支持。 WAVECOM公司（GPRS模块生产商，占有全球最大的市场份额，法国）： 提供GPS+GPRS系统的开发平台以及相关的技术支持。 本研究课题提出的科学依据及研究目的意义（包括国内研究概况、水平和发展趋势，本课题的学术思想、立论根据、特色和创新之处，研究目的意义） 全球定位系统GPS应用技术已基本成熟，目前在国内正处于大规模应用阶段，特别是在车辆监控，交通控制，陆地导航等方面有较多的应用，国内外的一些研究机构和实业公司开发了大量的基于GPS陆地监控与导航系统以及它们的衍生产品。 但是在大量海洋民用船舶的导航应用上，目前主要采用被动接收GPS卫星信号，初步确定船舶自身经纬度坐标，再结合静态海图进行自主导航的方式。由于通讯方式为单向通讯，船舶的监控和管理中心无法了解船舶的动态信息，如位置、速度、航向等重要信息，从而不能依据船舶的航行状况向其发出相关的信息和指令，即使在船舶可能发生危险的情况下也无法向其发出预警信号；一旦发生海难，无法确定受难船舶的准确位置，难以组织就近船舶实施最有效的救援，造成重大人身财产损失。 尽管大型远洋船舶和军用舰船上已使用功能较为完善的导航定位通信系统，但其系统全部为专用设备，系统的复杂度极高，设备的使用和维护需要专业人员，购置、使用、维护成本是中小型民用船舶无法接受的。而目前在民用中小型船舶中应用的自主定位导航系统，处理器基本采用单片机，由于单片机的资源与处理能力极为有限，根本无法满足多媒体信息实时双向传递的要求。通用的PC机虽然功能强大，但是体积大、成本较高，更重要的是对使用环境要求高，根本无法适应海上高腐蚀，行驶中的颠簸和振动，以及供电系统不稳定等复杂恶劣的环境。正因为如此，造成目前民用船舶导航定位相对落后，需要一种既有强大的处理能力，又有体积小成本低，并且适应海上恶劣环境的处理器，同时结合先进的双向通信技术，为我国中小型民用船舶研制一款低成本、高性能的海上船舶交互式导航监控系统。 本项目的研究目的就是开发一套具有低成本、高性能的海上船舶交互式导航监控系统。该系统可以实现海上船舶与监控中心之间的实时双向通信，监控中心可向船舶发送控制指令（如禁止捕捞、航速超限）和气象信息（如卫星云图，海浪高度），并为船舶提供互联网接入信道；海上船舶可以实时向监控中心发送航行信息和视频图像，遇险时能向中心发