【摘 要】
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在民用航空飞机发生涉水事故时,飞机救生衣是普通乘客可以依赖的主要救生装置。然而,海上情况复杂多变,受多种因素如海潮、海流、风向的影响,在短短几小时内可能会在海上漂浮数海里,且漂流的方向毫无规律可循。落水者在水面上可能仅仅露出头部或身体的三分之一,即便气象条件较好的晴天,靠视力观察也仅仅能搜寻500-600米;如果是能见度极差的夜间,搜寻将更加困难,因此示位求救性对救生衣特别重要。基于此,本研究将研
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在民用航空飞机发生涉水事故时,飞机救生衣是普通乘客可以依赖的主要救生装置。然而,海上情况复杂多变,受多种因素如海潮、海流、风向的影响,在短短几小时内可能会在海上漂浮数海里,且漂流的方向毫无规律可循。落水者在水面上可能仅仅露出头部或身体的三分之一,即便气象条件较好的晴天,靠视力观察也仅仅能搜寻500-600米;如果是能见度极差的夜间,搜寻将更加困难,因此示位求救性对救生衣特别重要。基于此,本研究将研制北斗/GPS双模救生定位系统,利用该系统对落水者进行精确定位,并用AIS信号发射位置信息,极大程度地弥补目前航空救生衣示位性的不足。本文主要针对救生衣端双模定位系统进行研究,该定位系统固定于救生衣的气囊上部,包括有源天线、北斗/GPS双模定位模块、STM32控制模块、AIS编码调制模块、集成VCO的锁相环频率合成器和功率放大器。一旦身穿救生衣的人员落水,水激活电池自动开启,有源天线接收北斗/GPS卫星信号,定位模块接收定位信息,并将其传输到STM32控制模块中,对信号信息进行截取和解析,后经过编码调制之后转换成标准的AIS消息发送出去。任意路经船舶的AIS接收仪接收到定位系统发出的AIS信号后,可以与电子海图进行对比,确定落水人员的具体位置并采取及时的营救措施。具体的工作内容为:首先介绍了北斗/GPS双模定位以及AIS技术,在此基础上对双模救生定位系统的技术路线进行规划和整体设计,接着对定位模块、STM32控制模块、AIS编码调制模块、集成VCO的锁相环频率合成器等硬件进行规划及设计,重点对集成VCO的锁相环频率合成器进行设计,制作测试板并测试输出频谱。最后设计了系统的程序,包括设计搜救系统整体流程、解析NMEA-0183协议以及相应的语句格式、编写数据传输程序、编写定位信息截取和解析程序、编写锁相环模块的程序、设计AIS消息的调制编码和消息发送流程。论文也测试了系统的部分性能,包括测试北斗/GPS双模定位模块的定位性能、测试数据传输以及锁相环模块测试板。测试结果表明系统定位性能良好、数据传输性能良好、测试板可以输出较为纯净的输出频谱。本文的研究将有助于提升航空用气胀式救生衣的示位求救性,在飞机涉水事故时保障乘客安全性,提高获救几率。
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