摘要：随着社会的不断发展，海洋渔业得到进一步的发展，同时对于渔业船舶导航通信技术的要求越来越高，且越来越受到重视。海洋环境具有自身的特性，主要是在定位和导航方面是动态且不可重复的，因此对于定位方面的要求也是非常低的，但是具有一定的复杂性。作为相关人员要及时关注新规范的提出和生效时间，不断优化施工技术，从而能够提高作业船舶资源运作效率，促进渔业船舶行业的发展。基于此本文分析了渔业船舶通信导航技术及发展趋势。
关键词：船舶通信；导航技术；发展趋势；渔业船舶
一、渔业船舶通信的技术内涵
渔业船舶通行主要是针对渔业船舶方面，将其作为承载平台，以水上航行为使用环境，以服务于渔业船舶使命任务而达成目的，综合使用多种通信手段构建成的一个通信系统。就目前的情况来看，其具有自身的特点，包括：（1）在对外联络的时候一般是通过无线通信和北斗系统，为了能够有效进行远距离的通信，通常会选择卫星和短波进行通信；（2）通信频段所涉及的范围比较广，并且系统非常复杂，因此在进行安装的时候需要高度集成；（3）因为整个过程没有一个固定的基础进行依托，因此对于各个系统的通信都是属于一个完整的个体。导航技术是一种综合技术，其涉及的内容比较广泛，包括集航位推算、无线电信号、惯性解算、地图匹配、卫星定位等多种方式，从而能够进行动态和位置的参数控制。目前，对于导航技术可以按照以下进行分类，包括航位导航、无线电导航、惯性导航、地图匹配、卫星导航及两种以上方式的组合导航等；而对于导航运载体主要分为了飞机，船舶、汽车等。
二、通信技术在渔业船舶导航方面的应用和发展
就目前的情况来看，渔业发展的过程中非常重要的部分是航海，最早是指南针的应用，其对于我国海军的发展做了很好的铺垫。从前我们对渔船的定位主要时根据天体的位置进行判定，同时使用罗盘进行方向判定。随着社会的发展，通信技术得到一定得发展，现代卫星通信技术逐渐由卫星定位代替了以前的方法，对于这种新技术具有一定的优势，精度高，全天候、高效率、多功能、同时在操作方面也非常简单，因此也是更广泛的应用。对于GPS系统最早的发展是美国的第二代卫星导航系统，在最开始的时候是用在军事、航空、航海等专业领域，随着对该方面的研究投入，系统得到进一步发展，从而有效的控制能耗和成本。另外，国家也加大了对这方面的重视和投入，如今汽车导航系统和一些设备都被广泛的应用。北斗卫星导航系统是我国区域范围内三维卫星定位和通行通信系（CNSS），是继全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统，也受到了广泛的重视。
三、渔业船舶通信导航技术
1．网络通信技术（1）CAN总线通信接口电路设计载网络层次结构中非常重要的部分地区数据链路层和物理层，其能够有效的保障通信质量。在这个层次中CAN是非常重要的部分，其主要的应用是使用一块可编程芯片上逻辑电路的组合达到其目的，对此主要是提供微处理其物理线路的接口。如图1所示，对于线路的接口主要有四个方面组成，包括控制器AT89C52、CAN控制器SJA1000、CAN总线驱动器82C250和高速光电隔离6N137。对于微处理器主要的作用是能够进行初始化控制，主要是针对SJA1000，从而能够达到数据的接收和发送任务的目的。（2）以太网通信接口在通信系统中使用以太网导航设备主要的作用是进行数据的接收，并对其进行传输，进行电路设计的时候需要进行接口的通信。但是还需要充分的考虑到电路设计的简易程度以及成本方面，因此主要是选择了RL8019AS以太网通信接口芯片，电路设计框图如图2所示。以太网通信主要是使用10BASE-T布线标准，10BASE-T收发器主要是作为了RTL8019AS内置，因此进行电路的控制非常简单，另外在这个过程中还需要连接一个隔离滤波器，接收线和发送线主要是由TPIN±和TPOUT±充当，通过隔离后能够和RJ-45接口的RX±、TX±端相连。对于时钟电路主要使用T1、T2进行20MHZ晶振以及两个电容的连接，从而达到全双工通讯的目的。（3）通信网络的可靠性设计冗余是一种多功能的手段，其针对系统和设备进行的，对于这个系统最大的作用是能够进一步提高系统的可靠性，但是其缺点是使得系统变得比较复杂，对此我们需要注意在使用该项技术的时候必须要采取成熟的设计方法，从而能够有效的提高可靠性。为了进一步确保可靠性，一般情况下会选择使用两套一样的总线拓扑结构，并且在这个过程中选择2个计算机进行监控，包括（A和B）来进行网络的监控（A路和B路）。对于这两种网络监控方式进行配置的时候方法是一样的，主要是通过CAN接口与CAN网络A和CAN网络B相连，然后能够进行2个网络以及导航设备的监测。在这个过程中主要是使用以太网进行通讯。CAN总线上所有的接口都是使用冗余进行设计，即使用2个CAN控制器接口连接好总线。需要注意在这个过程CAN总线结构是需要做好备份的，因为其中一个一旦发生故障后，另外设备就能从另一个线路进行通讯，这样做最主要的作用是能够确保CAN接口或线路发生故障不会影响到网络的发展。进行电路的切换能够正常的显示CAN总线网络上工作信息，从而有效的确保冗余设计。2．渔业船舶导航系统应用技术随着社会的发展，越来越多的技术被应用，而电子海图显示与导航系统是一个比较新颖的导航模式，其最大的优势是能够在同一个屏幕中叠加显示海图信息、导航信息等，其数据结构非常的独特，方便进行分层显示，同时也能够快速进行调用，为驾驶人员提供方便。渔业船舶导航系统对于各个功能方面的要求非常高，主要体现在：（1）海图操作，其主要是运用海图进行操作，其包括的范围非常广，主要是进行海图的放大、缩小、漫游、测距等方面，用户能够通过不同的比例尺进行各个区域的地理信息查询，同时能够有效的测定出船舶之间的距离，并且使用目前区域的海图进行输出，从而方便进行海图的识别。电子海图具有一定的优势是能够进行原始选择，对于这种功能主要的方法是：点选择、矩形区域选择、圆形区域选择、取消所有选项与原始选择，从而方便进行编辑。（2）当开启了导航，就能够实时的显示出各个运动的状态，其主要是体现在电子海图上，利用ODBC技术能够有效的管理接收到的信息数据，同时通过软件进行计算能够推算出具体的地理位置。在这个过程中主要是使用GPS数据进行导航，其能够有效的掌握现场的各个参数，同时进行渔业船舶的各个轨迹的存储。（3）航线管理模块目前也得到了广泛重视，因为其具有很多优势，主要是计划航线调入、添加航路点、删除航路点、航线安全性评价等功能。3．防雷避雷技术（1）外部防雷就目前的情况来看，直击雷会产生一定的破坏，对此选择在渔业船舶进行防雷装置的安装，将其引入到地中进行安全的释放。将其与平坦的海平面进行比较，渔业船舶上主要手段雷击的地方是桅杆，因此通常情况下我们对于渔业船舶的通信设备主要是安装在桅杆，防止雷击伤害。对于渔业船舶防雷装置其主要是有4个部分组成，包括天线系统、避雷器、避雷针以及接地装置。通常渔业船舶天线系统都是设置在驾驶台顶部，因为天线会受到海水盐度和机舱废气的双重腐蚀，因此对于天线来说很容易发生生锈，当发生雷电的时候，天线会因为锈蚀方面的影响从而不能达到防雷的目的。通过计算可以知道，接地电阻和放电所引起的反冲是成正比的，当接地电阻过大，就会进一步增加放电。当天线锈蚀的时候，雷电流就会发生反冲现象，从而使得设备受到影响。对此通常情况下我们会选择设置接地电阻，控制在4~10之间。另外，在整个过程中还需要渔业船舶工作人员定期的进行天线铜线的检查工作，如果发生锈蚀现象就需要及时的进行维护，从而达到保护的目的。（2）内部防雷随着社会的不断发展，渔业船舶通信导航设备得到了进一步发展，但是也在很大程度上增加了设备损坏几率。对此需要针对这种情况进行具体分析，采取由此措施进行控制，从而防止设备受到干扰。进行感应雷达控制的时候注意采用的方法是等电位连接、屏蔽、保护隔离以及合理布线等，对于这些措施能够有效的降低电压损坏。另外为了防止过电压冲击对电子设备的危害，我们会选择在设备的内部端口安装抑制过电压器件来吸收过电压冲击，通过传导的方式进行控制。过电压的一大特点是具有非常大的能量，对此需要采取有效的措施进行过电压电流的吸收，目前主要使用的方法是：1）电气隔离。电气隔离主要是通过安装6N137进行控制器和收发器的干扰控制，从而达到其目的。2）增加器件来保护总线。如果发生雷击现象，对于强大的能力不能有效的进行释放，就会在很大程度上损坏收发器，对此为了防止这种损坏现象，我们会选择安装防雷管和TVS来保护总线。在实际应用过程中因为防雷管反映特别慢，因此会选择增加TVS电阻在防雷管后面，从而能够更好的保护雷击现象。
四、渔业船舶通信导航技术发展趋势
（1）导航系统将向微型化、高精度方向发展。随着社会的发展，渔业船舶通信导航会得到进一步的发展，其会逐渐朝可靠性、小型化、轻型化、低功耗、智能化、数字化等方面发展，有助于产品的使用。美军芯片级原子钟的体积会进一步缩小，大概只有原来的一百分之一，大小也就只有15cm3，功耗的消损也会达到降低，进一步提高数量级。同时为了提高性能，会选择芯片级组合原子导航仪进行控制，从而能够进一步提高精度的运动探测能力。（2）渔业船舶通信导航网络向一体化、综合化、智能化快速发展。其主要是体现在以下方面：实现网络功能综合化、智能化，而主要是使用不同的手段和网络之间的关系进行集合。例如，“三网融合”，其主要的应用是进一步融合电信网、广播电视网和互联网。随着社会的不断发展，越来越多的科技技术被应用，包括物联网、云计算、大数据等技术，从而能够进一步优化各项功能。为了能够适应这个发展趋势，需要进一步加强宽带网络、高速数字接入网、智能网技术方面的研究。同时在这个过程中还需要有效的融合惯导、卫导、天文、测深、地理等信息单元的信息，从而能够进一步提高信息技术，直接和渔船操控环节、渔船监控网方面进行连接，也能够进一步实现通信、导航的组合，从而使得渔业船舶更加的智能化和经济性，进一步提高性能。总之，通信技术具有非常重要的功能，其能够进一步实现对信息的采集、处理、传输、交换与重现的技术，因此也是越来越受到重视。本文主要分析了渔业船舶通信导航技术及发展趋势，以期提供一些借鉴。
参考文献
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作者：黄应邦 马胜伟 吴洽儿 单位：中国水产科学研究院南海水产研究所
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