上海海事大學(xué)研究生孔老師的題目+答案,網(wǎng)上有,沒(méi)有好好整理,湊合用吧

1、航海電子系統(tǒng)的復(fù)習(xí)思考一、陀螺羅經(jīng)的典型電路分析，女口：傳向系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)的基本構(gòu)成、電路特色等。 以 SperrySperry系列羅經(jīng)為例：隨動(dòng)系統(tǒng)由隨動(dòng)傳感器、隨動(dòng)放大器、方位電機(jī)組成；傳向系統(tǒng)由步進(jìn)式發(fā)送器、控制電路、步進(jìn)式分羅經(jīng)組成；電路特色：1 1隨動(dòng)傳感器采用 E E 型變壓器，隨動(dòng)信號(hào)的大小取決于銜鐵偏離E E 型鐵芯中間的 大小，隨動(dòng)信號(hào)的相位取決于銜鐵偏離的方向;2 2傳向系統(tǒng)采用直流步進(jìn)式傳向系統(tǒng)二、在現(xiàn)代水聲導(dǎo)航儀器中，如：測(cè)深儀、聲相關(guān)計(jì)程儀和多普勒計(jì)程儀的工作原理。如 何實(shí)現(xiàn)向水下發(fā)射超聲波？測(cè)深儀工作原理？測(cè)深儀工作原理：在船底安裝有能發(fā)射超聲波的換能器 A A 和

2、接受換能器 B,AB,A 和 B B 之間的距離為 S S 稱之為基線 發(fā)射換能器A A 以間歇的形式向水下發(fā)射頻率為 2020200KHZ200KHZ 的超聲波，超聲波經(jīng)海底一部分被原理框圖如下圖所示箱韻託k益反射，反射回來(lái)的一部分被接受換能器B B 接受. .如果能測(cè)出聲波自發(fā)射換能器A A 發(fā) 射 至 接 受 換能器 B B 接受所經(jīng)歷的時(shí)間 t,t,即可求出水深. .H=D+h=D+H=D+h=D+7DA*DAAM*AM=D+/DA*DAAM*AM=D+/ (ct/2)*(cr(ct/2)*(cr /2)-(s/2)(s/2)/2)-(s/2)(s/2)聲相關(guān)計(jì)程儀原理：(b)沿船底縱

3、向等間距安裝有前后接受換能器Bf,發(fā)射換能器 Bt,Ba 以及后向接受換能器前后向換能器間距為 S.發(fā)射換能器 Bt 以一定的時(shí)間間 隔垂直向海底發(fā)射超聲波脈沖信號(hào)，經(jīng)海底發(fā)射回來(lái)的一部分超聲波信 號(hào)被前向接收器換能器 Bf 和后向接受換能器 Ba 所接受假設(shè)船速為 V,t 1 時(shí)刻，如(a)圖,Bt 正好位于點(diǎn) A 正上方,Bt 發(fā)射的脈沖信號(hào)經(jīng) A 點(diǎn)反射后被 Bf 接受，經(jīng)時(shí)間間隔 T 時(shí)，即 t2 時(shí)刻，船舶向前航行一小段航程接受 換能器 Ba 正好位于海底 A 點(diǎn)正上方.此時(shí) Bt 發(fā)射的脈沖信號(hào)經(jīng) A 點(diǎn)反 射后剛好被 Ba 接受.Bf,Ba 均接受來(lái)自海底 A 點(diǎn)反射回來(lái)的信號(hào)，

4、在 t1,t 2 時(shí)刻，兩回波變化曲線幾乎完全相同，經(jīng)比對(duì)求出時(shí)間 T. T=S/2/V=S/(2 V)則 V 二二 S/(2T),可對(duì)航速積分，得到船舶的累計(jì)航程.在船底 0 處安裝一收發(fā)兼用的換能器，以固定俯角B向船首前下方海 底發(fā)射頻率為 f0 的超聲波,超聲波經(jīng)海底反射后(海底可視為二次發(fā)射的 聲源),一小部分聲波能量被換能器接受.顯然，接收到的反射回波經(jīng)歷了 二次多普勒頻移，所以多普勒頻移Af為=2f0VcosHC,可得 V 二二 C* /(2f Ocos. C 取 1500m/s f0 和發(fā)射俯角B已知，只要測(cè)得Af,就可以算出 V. 再對(duì) V 積分可得航程.通過(guò)換能器向水下發(fā)射超

5、聲波.三、多普勒計(jì)程儀中，用公式證明如何采用三個(gè)測(cè)速波速(丫丫型)能實(shí)現(xiàn)船舶測(cè)量前進(jìn)、后退和橫移速度。波束波束2右波蟲(chóng)波蟲(chóng)199波束波束3船首船首方向方向2方方向向3右眩右眩方方向向1船首船首方向 1:v正，垂蕩速度為 u，方向垂直向上為正。設(shè)船舶航行速度為 v，方向向前為正，橫蕩速度為 w，方向向右舷為設(shè)三條波束和海底平面的交角均為9方向 2:-vcosa+wsina方向 3:-vcos a-wsinaAf1=2f0(vcos9-usin0)/cAf2=2f0-vcosa+wsina)cos0usin0/cAf3 =2f0(-vcosawsina)cosusin0/c(Af2 +AfJ)/2

6、=2fO(-2vcosacos2usin0)/c(AfZAf3)/2=2f0(-vcosacos0usin0)/cAf 縱=Af1- (Af2 +Af3)/2=2f0(vcos0+ vcosacos0)/c=2f0vcos0 (1+cosa )/cAf 橫二二Af2 -Af3=2f0(2wsinacos0) /c=4f0(wsinacos0 )/ c四、GPS 工作原理；包括衛(wèi)星信號(hào)的調(diào)制及編碼發(fā)射過(guò)程、接收機(jī)的信 號(hào)接收過(guò)程等。畫出各自的電路框圖。答：工作原理GPS 是一種測(cè)距定位系統(tǒng)，利用測(cè)定高軌衛(wèi)星信號(hào)的傳播延時(shí)(電波在空間傳播的時(shí)間)和多普勒頻移，計(jì)算出衛(wèi)星和用戶之間的距離、 距離變化

7、率，以精確測(cè)定用戶位置(三維)、速度(三維)、和時(shí)間參 數(shù)。測(cè)定出用戶到 3 顆衛(wèi)星的距離可以得到以衛(wèi)星為球心，以衛(wèi)星到用 戶的距離為半徑的三個(gè)球面，其交點(diǎn)就是用戶的三維空間位置。然而，- 嚴(yán)1227. SOME;11由導(dǎo)*謹(jǐn)MS碼和兩個(gè)相監(jiān)正交的蝕6機(jī)噪聲碼p和 u*碼調(diào)制而成五、船載 AIS 設(shè)備的基本組成部分和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)種類。濾波變?yōu)橹蓄l信號(hào)后，經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)路相關(guān)檢測(cè)，解調(diào)出偽隨機(jī)碼、載波 及導(dǎo)航數(shù)據(jù)；測(cè)量出偽距離和 GPS 信號(hào)的多普勒頻移；計(jì)算出用戶的位置、速度及其它所需要的信息。（下面是調(diào)制及編碼）般用戶無(wú)精確的時(shí)鐘，需要用第四顆衛(wèi)星來(lái)估算出用戶時(shí)鐘偏差GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航儀，將接受到的

8、 GPS 衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行變頻、放大、寬帶答：（1）組成部分:內(nèi)置 GNSS 接收機(jī):如 GPS, GLONASS，用來(lái)確定精確的 UTC 時(shí)間；它連接到自身的 GNSS天線。 一般還有外接的 GNSS 設(shè)備。如外接的 GNSS 位置信息丟失，AIS 將從內(nèi)置 GNSS 獲得位置和其 它導(dǎo)航數(shù)據(jù)； 兩個(gè) VHF 接收機(jī)：能同時(shí)在 AIS1 和 AIS2 頻道同時(shí)接收數(shù)據(jù)；在 CH70 頻道運(yùn)行，接收輪詢指令和其它該頻道上的信息。DSC 運(yùn)行是自動(dòng)的，不需要人工干預(yù)。一個(gè) VHF 發(fā)射機(jī)：能運(yùn)行在所以海上 VHF 頻道；能應(yīng)答 CH70 的協(xié)商資訊。任何時(shí)候，AIS 只能在同時(shí)一個(gè)頻道上發(fā)送，系統(tǒng)能

9、自動(dòng)選擇正確的 發(fā)射頻道（AIS1/AIS2/DSC70）第 5/6 頁(yè)一根 VHF 天線：發(fā)射機(jī)和三個(gè)接收機(jī)共同使用；VHF 天線和船上其它 VHF 分離；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：最小顯示和鍵盤 MKD（2）依據(jù)用戶相關(guān)性的數(shù)據(jù)類型分為五組：靜態(tài)數(shù)據(jù)：靜態(tài)數(shù)據(jù)通常僅僅一次輸入 AIS 系統(tǒng)MMSI 海上移動(dòng)服務(wù)識(shí)別碼 Call sign & name 呼號(hào)船名 IMO nu mber IMO號(hào)碼 Length and beam 船長(zhǎng) 禾口 船寬 Type of ship 船舶類 型Locati on of positi on -fix ing antenna on the ship 定位天線位

10、置 Heig htover keel 龍骨以上高度動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)：動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息通常根據(jù)船舶運(yùn)動(dòng)而變化Ship position (with accuracy indication and integrity status) 船 位 Timein UTC UTC 時(shí)間 Course over ground 對(duì)地航向 Speed ove r ground 對(duì)地速度 Heading 首向 Rate of turn 偏轉(zhuǎn)率 Navigational st atus (e.g. NUC, atanchor, etc. manual input)航行狀態(tài) 航次相關(guān)數(shù)據(jù):在每個(gè)航次開(kāi)始或由變化時(shí)，手動(dòng)輸入Ships draught 吃水 Hazardous cargo (type)危險(xiǎn)貨物 Destination a ndETA 目的地 ETA Optional - Route plan (waypoints)計(jì)劃航線 D G:(Dangerous Goods)危險(xiǎn)貨物 HS: (Harmful Substance