目录：

• 1、大航海时代的航海家如何测量的经纬度位置
• 2、海上GPS，用什么设备才能准确？
• 3、“目前船舶使用的定位系统及定位 *** 有哪些 ?”
• 4、古代用什么进行定位？
• 5、浙江易航海信息技术有限公司怎么样？

大航海时代的航海家如何测量的经纬度位置

早在公元前200年，古希腊科学家埃拉托色尼（Eratosthenes）已经开始着手测量地球的周长。他利用夏至日杆子影子的长度测得阳光的入射角以及亚历山大和位于北回归线的塞尼之间的距离，测得地球的周长为21.6万斯塔德，也即略小于4万公里。这个测量值非常接近今天我们测得的精确值，这是个令人震惊的成就。此外，埃拉托色尼通过量测太阳在夏至、冬至、春分和秋分时的轨迹，定义了赤道和回归线的概念。这些工作为航海定位提供了理论基础。

上图为《圆的历史》图5.2，展示了埃拉托色尼测量地球周长的原理。

埃拉托色尼的工作，奠定了经纬度的概念。球体的半径已知，如果能再知道两点的经纬度，那就比较容易计算出两点之间的距离，继而规划航行时间，或者绘制粗略的航海图。由此，航海定位问题转化为了如何在茫茫大海中确定自己所在的经纬度？

这是一张北半球星空的延时曝光照片，斗转星移，因为地球的自转，恒星在天空中的轨迹构成了一个又一个的同心圆。我们注意到，圆心的那颗恒星在这个视野里是不会动的，因为它位于地轴的延长线上。这颗恒星叫做北极星。对于北半球的观察者来说，北极星始终不动，其它恒星围绕北极星旋转。

上图为《圆的历史》图5.5。北极星位于地轴的延长线上，与地球的距离非常非常远，远到了地球的半径与之相比都可以忽略。所以，在地球表面的某个位置观察北极星方向，这条视线与地轴平行。继而，这条视线与地平线之间的夹角，也就是视野中北极星的仰角，就等于该地点的纬度。

也就是说，如果你去视野中找北极星，发现它在你的头顶正上方，也就是仰角为90度，那说明你所在的纬度就是90度，你正踩在北极点上。如果你去视野中找北极星，发现它在地平线处，仰角为0，说明你所在的纬度就是0度，你正在赤道上航行。如果仰角为30度，说明你现在的位置是北纬30度。

北纬的问题解决了，南纬呢？虽然没有相对应的「南极星」，但是，我们发现南十字星座的中心点可以近似起到「南极星」的作用。这样的观测虽然不够精确，但是对于航海定位来说，已经足够了。

由于北极星和南十字星座的存在，借助合适的测量仪器，有经验的航海家可以很轻松的确定自己所在的纬度，但是，经度的测量就要困难的多了。纬度是一系列的平行线，而经度是一系列在极点相交的线。地球在东西方向自转，不存在「东极点」「西极点」，所以也没有什么「东极星」「西极星」。

但是，航海家们还是发现了一个规律。这个规律与星空无关，与时间有关。我们今天知道时区的概念，比如，现在是北京时间凌晨2点，是美东时间中午1点。如果我已知，现在的北京时间是凌晨2点，现在的当地时间是中午1点，那么，我是不是可以反推出，我现在所在的时区是美东时区呢？继而，我可以知道我所在的经度就是美国东部所在的经度。

所以，经度的测量问题，转化为了已知位置的时间和当前位置的时间的测量问题。地球自转周期是24小时，也就是24小时旋转360度，每小时旋转15度，每4分钟旋转1度。如果以出发的港口作为参照点，比如从伦敦出发，以格林威治时间作为标准时间，以格林威治所在的经线作为0度经线。之后在航海过程中的某个位置，格林威治时间是凌晨1点，当地时间是上午9点，相差8小时，也就是，这个位置与格林威治之间相差8乘以15等于120度，也即现在所在的位置是东经120度。

问题又来了，茫茫大海中，怎么确定格林威治时间？怎么确定当地时间？

当地时间的确定，靠的是日晷。在甲板上弄一个日晷，用太阳影子的方向来确定时间。格林威治时间的确定，靠的是钟表。在伦敦出发的时候，把钟表调到格林威治时间，此后就再也不调整。

说起来很简单，但是，真正实施起来却比较困难。因为这种 *** 严重依赖于一只精确可靠的钟表。否则，效果会大打折扣。虽然古希腊人就发明了经度理论，但因为受制于钟表的 *** 工艺，直到18世纪，航海家才能精确测量自己所在的经度。这也是为什么今天很多名表都有「航海款」的来历。

由于经度测量的不方便，航海家们又想出了近似的测量 *** 。如果我在某个位置测量得出了比较精确的经度值，然后我记录此后航行的方向和距离，不就能在地图上推算现在所在的位置吗？航行的方向可以用指南针近似确定。从船头扔一块木头到海里，用钟表开始计时，直到船尾经过这块木头为止，然后船的长度除以这段时间，就能得到航行的近似速度。

比如，我沿着赤道航行，10个小时前，我所在的精度是西经29度25分，然后我以每小时8.3英里的速度向东航行了10小时。已知地球的周长大约是2.5万英里，对应于360度，也就是每一度为69.4英里，每一分为1.15英里。也就是说，我走过的距离是10乘以8.3等于83英里，弧度的改变为83除以1.15等于72分。也就是说，83英里的弧长对应的圆心角是72分左右，所以我现在所在的经度是西经29度25分再减去72分，等于西经28度13分。

为了计算方便，航海家们把1.15英里定义为1海里，1海里的弧长对应于地球圆心角的1分。南北方向每航行1海里，意味着纬度变化1分；在赤道上东西方向每航行1海里，意味着经度变化1分；如果在非赤道上东西向航行，需要乘以纬度cos的倒数作为修正系数。

速度单位「节」同样也来源于此，1节等于每小时1海里。直到今天，海里和节依然广泛应用于航海和航空领域，因为它们能很容易的把航行的距离变化转化为地球的经纬度变化，继而确定我们在地球表面的位置。

海上GPS，用什么设备才能准确？

你既然是海上的GPS，那肯定就是用GPS接收器就可以了呀，一般我们的渔民或者是远洋船只值的话，嘟嘟海上GPS

“目前船舶使用的定位系统及定位 *** 有哪些 ?”

海事针对内河航道上的船舶安装了很多的身份识别的系统，比如船载自动 识别系统（AIS)、无线射频识别（RFID)、场间测试信号（VITS)、卫星定位、雷达等。每一个系 统都会有一个经炜度位置，这会导致后台系统无法判别哪一个经炜度的位置才是准确的。 另外，由于这些系统都是单独存在，无法与闭路电视摄像机（CCTV)进行联动，这会导致海 事部门无法通过查看CCTV视频来确认船舶的身份。现有的海事系统中CCTV与定位系统是 分离的，要么只能通过CCTV查看船舶的实时视频，要么只能通过定位系统在地图上查看船 舶的位置，这种方式有个很大的不足，海事人员无法单独通过CCTV或者AIS准确定位船舶 的信息。

【发明内容】

[0003] 针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种船舶定位系统及 *** 。

[0004] 一种船舶定位系统，包括：位置信息获取单元，用于从多个不同定位端获取船舶的 多个位置信息；排序单元，用于对获取到的多个位置信息按照优先级进行排序，将优先级大 于设定阈值的多个位置信息发送至融合单元；融合单元，将优先级大于设定阈值的多个位 置信息进行融合，得出唯一的船舶经炜度坐标；监控单元，用于根据船舶经炜度坐标获取船 舶监控影像。

[0005] 可选的，所述位置信息包括船舶当前所处的经炜度、位置信息获取的时刻以及定 位端标识。

[0006] 可选的，所述对获取到的多个位置信息按照优先级进行排序，具体包括：将各定位 端所获取的船舶位置信息的时刻与当前时刻相减，得到各定位端所发送的位置信息距离当 前时刻的时长，按照时长从小到大的优先级顺序对所述多个位置信息进行排序。

[0007] 可选的，所述多个不同定位端包括413、1^10、￥几3、卫星定位、和/或雷达。

[0008] 可选的，所述将优先级大于设定阈值的多个位置信息进行融合，得出唯一的船舶 经炜度坐标，具体包括：在当前时刻t，设此时船舶的真实位置为Pt,在t时刻之前，优先级 大于设定阈值的多个位置信息中的位置坐标分别为朽、^、巧，设这三个坐标分别对应 三个点分别是A、V、G，矢量速度为％、％、％，且分别距离t时刻S、较、巧，根据该 坐标和矢量速度，计算出t时刻船舶的参考位置茗、轻、每，其中：

_1] G 点：?=?+?*? (3)

[0012] 以大地作为参考系，根据参考位置，计算A、V、G三点所对应的参心大地坐标分别 为（BA，LA，HA)、（Bv，Lv，H v)、（Bc，Lc，Hc)，其中，该坐标系是以参考椭球的中心为坐标原点， 椭球的短轴与参考椭球旋转轴重合；B是大地炜度，是以过地面点的椭球法线与椭球赤道 面的夹角；L是大地经度，以过地面点的椭球子午面与起始子午面之间的夹角；H为大地高 度；

[0013] 把大地坐标转换成空间直角坐标，转换公式为：

[0015] 在空间直角坐标系中，1)以参心0为坐标原点；2)Z轴和参考椭球的短轴相重合； 3) X轴与起始子午面和赤道的交线重合；4) Y轴在赤道面上与X轴垂直，构成右手直角坐标 系O-XYZ ;在上述公式⑷中，N为椭球面卯酉圈的曲率半径，e为椭球的之一偏心率，a、b 椭球的长短半径，W为之一辅助系数；其中：a = 6378. 137km ;b = 6356. 7523141km ;

[0019] 把A、V、G三点的坐标代入上述公式（5) -(7)，计算得到A、V、G相对应的空间直角 坐标分别为（XA，YA，ZA)、（Xv，Y v，Zv)、（Xs，Ys，Zs);把A、V、G三点融合成一点，令该点为S点， 算法如下：

[0021] 由此得到S点坐标为（XS，YS，ZS);为了得到经炜度坐标，把空间直角坐标转换成大 地坐标，转换公式如下：

[0022] CN 105180943 A 说明书 3/9 页

[0023] 经过融合单元处理之后，便得到唯一经炜度坐标S点为（Bs，Ls，H s)。

[0024] 可选的，所述用于根据船舶经炜度坐标获取船舶监控影像，具体包括：设得到的船 舶经炜度坐标为S点，获得摄像头与S点的水平距离a，摄像头与地面距离b是已知的，根据 直角三角形勾股定理：

[0026] 获得摄像头与S点的距离c，由此对摄像头焦距进行调整，根据该直角面，同时可 以确定该摄像头的俯角α为：

[0028] 接下来求出S点相对于摄像头的真方位角，即从某点的真北方向线起，依顺时针 方向到目标方向线间的水平夹角，采用站心地平坐标系来计算真方位角；设摄像头的位置 为M点，该点的大地坐标为（BM，LM，ΗΜ)，经上述坐标转换公式（4)，转换为空间直角坐标，即 (XM，YM，Zm)，以M点所在的坐标系为站心直角坐标系，记为M-NEU，已知M点、S点的空间直角 坐标，根据两坐标系之间的平移旋转关系，得到：

CN 105180943 A 说明书 4/9 页

[0035] 则M点至S点的方位角为：θ = arctan(E/N) (18)

[0036] 依据定义该方位角即为真方位角，根据真方位角θ，调整摄像头位置。

[0037] -种船舶定位 *** ，包括如下步骤：SlOO :从多个不同定位端获取船舶的多个位 置信息；S200 :对获取到的多个位置信息按照优先级进行排序，将优先级大于设定阈值的 多个位置信息发送至融合单元；S300 :将优先级大于设定阈值的多个位置信息进行融合， 得出唯一的船舶经炜度坐标；S400 :根据船舶经炜度坐标获取船舶监控影像。

[0038] 可选的，所述位置信息包括船舶当前所处的经炜度、位置信息获取的时刻以及定 位端标识。

[0039] 可选的，所述步骤S200具体包括：将各定位端所获取的船舶位置信息的时刻与当 前时刻相减，得到各定位端所发送的位置信息距离当前时刻的时长，按照时长从小到大的 优先级顺序对所述多个位置信息进行排序。

[0040] 可选的，所述多个不同定位端包括413、1^10、￥几3、卫星定位、和/或雷达。

[0041] 本发明的有益效果是：本发明通过经炜度位置的融合算法得出经炜度后，与监控 系统进行联动，能让海事人员在视频中就能准确得知船舶的相关信息，从而可以准确的定 位船舶进行视频监控。

【附图说明】

[0042]图1是本发明船舶定位系统的结构示意图；

[0043] 图2是空间大地坐标系；

[0044] 图3是空间直角坐标系；

[0045] 图4是监控单元与S点联动示意图；

[0046] 图5是站心地平直角坐标系与空间直角坐标系示意图；

[0047] 图6是本发明船舶定位 *** 的流程图。

【具体实施方式】

[0048] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全 部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发 明的本发明的船舶定位系统包括依次连接的位置信息获取单元、排序单 元、融合单元、和监控单元。该系统首先通过位置信息获取单元收集所有定位端上传上来的 船舶位置信息，接着排序单元和融合单元通过相关的规则判断、计算得出唯一的一个经炜 度信息，用于精确的表示船舶的地理位置。系统将精确的地理位置发送至监控单元，监控单 元根据自已视频范围内的船舶图像结合上传上来的地理位置，可在视频中船舶的上方设计 一个浮动窗，用于显示出该船舶的相关信息。

[0051] 位置信息获取单元，其用于从不同定位端获取船舶的多个位置信息，一般而言，船 舶上会安装多种定位端，例如之一定位端（可以是AIS)、

古代用什么进行定位？

古代的定位 *** ，之一是利用星象。比如

东晋僧人法显在访问印度乘船回国时曾记述：“大海弥漫无边，不识东西，唯望日、月、星宿而进”。到了元、明时期天文定位技术有很大发展。当时采用观测恒星高度来确定地理纬度的 *** ，叫做“牵星术”，所用的测量工具，叫做牵星板。根据牵星板测定的垂向高度和牵绳的长度，即可换算出北极星高度角，它近似等于该地的地理纬度。郑和率领的船队在航行中就是采用“往返牵星为记”来导航的。在航行中，他们还绘制了著名的《郑和航海图》。我国的航海图虽然宋代就已应用，但多只是以近海为主，不能满足大船队的远航需要。郑和与他的助手王景弘依据多次航行所得的海域和陆地知识，制成了远航图册，名为“自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸蕃国”，后人称之为“郑和航海图”。该图以南京为起点，最远达非洲东岸的图作蒙巴萨。全图包括亚非两洲，地名50O 多个，其中我国地名占200多个，其余皆为亚洲诸国地名。所有图幅都采用“写景”画法表示海岛，形象生动，直观易读。在许多关键的地方还标注“牵星”数据，有的还注有一地到另一地的“更”数，以“更”来计量航海距离等。可以说，郑和航海图是我国古代地图史上真正的航海图。

南

司南是我国春秋战国时代发明的一种最早的指示南北方向的指南器，还不是指南针。

早在两千多年前汉（公元前206－公元220年），中国人就发现山上的一种石头具有吸铁的神奇特性，并发现一种长条的石头能指南北，他们管这种石头叫做磁石。古代的能工巧匠把磁石打磨凿雕成一个勺形，放在青铜制成的光滑如镜的底盘上，再铸上方向性的刻纹。这个磁勺在底盘上停止转动时，勺柄指的方向就是正南，勺口指的方向就是正北，这就是我国祖先发明的世界上最早的指示方向的仪器，叫做司南。

司南的“司”就是“指”的意思。

根据春秋战国时期的《韩非子》书中和东汉时期思想家王充写的《论衡》书中的记载，以及现代科学考石学家的考证和所制的司南模型，说明司南是利用天然磁石（古代称慈石，用慈爱来描述磁石吸铁现象）制成汤勺形，由其勺柄指示南方。而在春秋战国时期的《管子》书中和《山海经》书中便有了关于慈石的记载，而在这一时期的《鬼谷子》书中和《吕氏春秋》书中还进一步有了慈石吸铁的记载。这可以说是古代最早的磁指南器，现在北京的中国历史博物馆和其他地方的许多博物馆都有司南的模型展出。这里要指出关于指南车的问题，历史上传说黄帝（约公元前47世纪）和西周周公（约公元前21世纪）曾制造和使用指南车，但是经过后来的文献考证和模型 *** 试验，都已证明指南车与指南针没有关系，汉代以后的指南车是依靠机械结构，而不是依靠磁性指南的。现在北京的中国历史博物馆中也有指南车的模型

浙江易航海信息技术有限公司怎么样？

浙江易航海信息技术有限公司是2017-07-04在浙江省舟山市注册成立的有限责任公司(自然人投资或控股)，注册地址位于浙江省舟山市定海区盐仓街道兴舟大道西段10号第十二层1203室。

浙江易航海信息技术有限公司的统一社会信用代码/注册号是91330902MA28KMUM86，企业法人吴德仁，目前企业处于开业状态。

浙江易航海信息技术有限公司的经营范围是：软件和信息技术服务；技术开发、咨询、交流、 *** ；气象服务；船舶电子集成系统生产；海洋大数据项目投资、规划、咨询、建设、运营管理服务；通信设备、五金产品、电子产品、海洋工程专用设备销售；航运、港口、海事、渔业综合信息服务；海洋环境监测；广告设计、 *** 、 *** 、发布；企业营销策划；货物及技术的进出口贸易；社会经济咨询。（依法须经批准的项目，经相关部门批准后方可开展经营活动）。本省范围内，当前企业的注册资本属于一般。

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