上海海事大学研究生孔老师的题目+答案,网上有,没有好好整理,凑合用吧

1、航海电子系统的复习思考一、陀螺罗经的典型电路分析，如：传向系统、随动系统的基本构成、电路特色等。 以Sperry系列罗经为例：随动系统由随动传感器、随动放大器、方位电机组成；传向系统由步进式发送器、控制电路、步进式分罗经组成；原理框图如下图所示:电路特色：1.随动传感器采用E型变压器，随动信号的大小取决于衔铁偏离E型铁芯中间的大小，随动信号的相位取决于衔铁偏离的方向；2.传向系统采用直流步进式传向系统 二、在现代水声导航仪器中，如：测深仪、声相关计程仪和多普勒计程仪的工作原理。如何实现向水下发射超声波？测深仪工作原理?测深仪工作原理：在船底安装有能发射超声波的换能器A和接受换能器B,A与B之间

2、的距离为S,称之为基线.发射换能器A以间歇的形式向水下发射频率为20200KHZ的超声波,超声波经海底一部分被反射,反射回来的一部分被接受换能器B接受.如果能测出声波自发射换能器A发射至接受换能器B接受所经历的时间t,即可求出水深.H=D+h=D+DA*DA-AM*AM=D+(ct/2)*(cr/2)-(s/2)(s/2)声相关计程仪原理:沿船底纵向等间距安装有前后接受换能器Bf,发射换能器Bt,Ba以及后向接受换能器.前后向换能器间距为S.发射换能器Bt以一定的时间间隔垂直向海底发射超声波脉冲信号,经海底发射回来的一部分超声波信号被前向接收器换能器Bf和后向接受换能器Ba所接受.假设船速为V

3、,t1时刻,如(a)图,Bt正好位于点A正上方,Bt发射的脉冲信号经A点反射后被Bf接受,经时间间隔T时,即t2时刻,船舶向前航行一小段航程.接受换能器Ba正好位于海底A点正上方.此时Bt发射的脉冲信号经A点反射后刚好被Ba接受.Bf,Ba均接受来自海底A点反射回来的信号,在t1,t2时刻,两回波变化曲线几乎完全相同,经比对求出时间T. T=S/2/V=S/(2V) 则V=S/(2T),可对航速积分,得到船舶的累计航程.多普勒计程仪工作原理:在船底O处安装一收发兼用的换能器,以固定俯角向船首前下方海底发射频率为f0的超声波,超声波经海底反射后(海底可视为二次发射的声源),一小部分声波能量被换能

4、器接受.显然,接收到的反射回波经历了二次多普勒频移,所以多普勒频移f为 =2f0Vcos/C,可得V=C*f/(2f0cos). C取1500m/s f0和发射俯角已知,只要测得f,就可以算出V.再对V积分可得航程.通过换能器向水下发射超声波.三、多普勒计程仪中，用公式证明如何采用三个测速波速（Y型）能实现船舶测量前进、后退和横移速度。设三条波束与海底平面的交角均为设船舶航行速度为v，方向向前为正，横荡速度为w，方向向右舷为正，垂荡速度为u，方向垂直向上为正。方向1:v方向2:-vcos+wsin 方向3:-vcos -wsin f1=2f0(vcos -usin )/cf2=2f0(-vco

5、s +wsin )cos -usin /cf3 =2f0(-vcos -wsin )cos -usin /c (f2 +f3)/2=2f0(-2vcos cos - 2usin )/c (f2 +f3)/2=2f0(-vcos cos - usin )/c f纵=f1- (f2 +f3)/2=2f0(vcos + vcos cos )/c =2f0

6、vcos （1+cos ）/c f横=f2 -f3=2f0(2wsin  cos ）/c =4f0(wsin  cos ）/ c 四、GPS工作原理；包括卫星信号的调制及编码发射过程、接收机的信号接收过程等。画出各自的电路框图。答：工作原理GPS是一种测距定位系统，利用测定高轨卫星信号的传播延时（电波在空间传播的时间）和多普勒频移，计算出卫星与用户之间的距离、距离变化率，以精确测定用户位置（三维）、速度（三维）、和时间参数。测定出用户到3颗卫星的距离可以得到以卫星为球心，以卫

7、星到用户的距离为半径的三个球面，其交点就是用户的三维空间位置。然而，一般用户无精确的时钟，需要用第四颗卫星来估算出用户时钟偏差。 GPS卫星导航仪，将接受到的GPS卫星信号进行变频、放大、宽带滤波变为中频信号后，经过锁相环路相关检测，解调出伪随机码、载波及导航数据；测量出伪距离和GPS信号的多普勒频移；计算出用户的位置、速度及其它所需要的信息。（下面是调制及编码）五、船载AIS设备的基本组成部分与传输的数据种类。 答：（1）组成部分：内置GNSS接收机：如GPS，GLONASS，用来确定精确的UTC时间；它连接到自身的GNSS天线。 一般还有外接的GNSS设备。如外接的GNSS位置信息丢失，A

8、IS将从内置GNSS获得位置和其它导航数据； 两个VHF接收机：能同时在AIS1和AIS2频道同时接收数据；在CH70频道运行，接收轮询指令和其它该频道上的信息。 DSC运行是自动的，不需要人工干预。一个VHF发射机：能运行在所以海上VHF频道；能应答CH70的协商资讯。任何时候，AIS只能在同时一个频道上发送，系统能自动选择正确的发射频道（AIS1/AIS2/DSC70）第5/6页一根VHF天线：发射机和三个接收机共同使用； VHF天线和船上其它VHF分离； 数据处理系统：最小显示和键盘 MKD（2）依据用户相关性的数据类型分为五组： 静态数据：静态数据通常仅仅一次输入AIS系统MMSI 海

9、上移动服务识别码 Call sign & name 呼号 船名 IMO number IMO号码 Length and beam 船长 与 船宽 Type of ship 船舶类型Location of position-fixing antenna on the ship 定位天线位置 Height over keel 龙骨以上高度动态数据：动态数据信息通常根据船舶运动而变化Ships position （with accuracy indication and integrity status） 船位 Time in UTC UTC 时间 Course over ground 对地

10、航向 Speed over ground 对地速度 Heading 首向 Rate of turn 偏转率 Navigational status (e.g. NUC, at anchor, etc. manual input) 航行状态 航次相关数据：在每个航次开始或由变化时，手动输入Ship's draught 吃水 Hazardous cargo (type) 危险货物 Destination and ETA 目的地 ETA Optional - Route plan (waypoints) 计划航线 DG: (Dangerous Goods) 危险货物 HS: (Harmful Substances) 有害物质