摘要：船舶通信是指以船舶为承载平台、以水上航行为使用环境、以服务于船舶使命任务的达成为目的，综合采用各种通信手段构建的通信系统的总称。船舶导航是指通过航位推算、无线电信号、惯性解算、地图匹配、卫星定位及多种方式组合运用，确定船舶的动态状态和位置等参数的综合技术。本文主要讨论船舶通信导航技术及其发展现状，并分析了其未来发展趋势。
关键词：船舶通信技术；船舶导航技术；发展现状；发展趋势
引言
船舶通信技术应用是导航技术实施的先导，而导航技术则保证通信技术达到船舶航行各种要求，客观讲两者技术是相辅相成，缺一不可的。随着国家经济与科学技术的迅速发展，船舶通信与导航技术也慢慢得到广泛应用与发展，并且逐渐在相应领域起着非常关键的作用，因此，本文就船舶通信导航技术及其发展现状，浅谈其未来发展趋势。
一、船舶通信技术
舶通信技术采用大量通信手段，目的是有效收集、处理、传输、交换和再现有效信息。与内陆通信技术相比，船舶通信技术是以船舶作为基本承载平台，主要应用于海洋船舶通信，主要有以下技术特点：
1、与外部通信只能通过无线通信进行，通过卫星和短波等通讯方式，可以实现无限远的全球通信。
2、船舶通信需要的设备多且整体系统内容复杂，其通信频段覆盖面广。此外，由于使用环境和安装技术的限制，大多数装置的天线体积较小且集成度较高。
3、该技术没有固定的基础设施，其内部和外部的通信和导航相对较独立。
二、船舶导航技术
船舶导航技术主要是为船舶提供卫星定位、位置推算、地图匹配、船舶航向和航速以及无线电信号的计算，帮助船舶本身确立位置参数和载体动态状态。船舶导航技术主要应用到了航海功能软件，它可以进行航路监测，一旦发生船舶偏航或穿越非安全区，则会对船舶发出警告指示，并附带一些其它应急措施。另外，航行数据记录能够全程记录船舶航行的所有相关数据，并自动生成航海日志，供船员需要时随时提取使用。
三、船舶通信导航技术的现状
1、船舶通信技术的现状：今天的民用通信通常将不同的服务网络和终端与宽带基础设施网络连接起来。船内设备通过网络与船舶外部通信设备连接。船舶通信基础设施是一个由四个层次组成的综合网络，较低层次为上层提供服务。顶层是应用层，主要包括各种应用；第二层是网络服务层，提供数据，语音和视频等基本信息。第三层是协议层，主要包括 ITU 通信协议和 IP 通信协议；底部是基础设施层，主要为前端创建通信环境。
2、船舶导航技术的现状：随着船舶导航技术的发展，导 航设备不断增多，各学科越来越多的技术成果被引入船舶导航领域，导致系统内规模日益庞大。因此，需要对船舶导航技术进行信息化和自动化的改造和提升，构建一个高度信息化、高度自动化、统一操控的船舶导航平台。综合导航系统由输入传感器及接口、中央处理机、系统控制软件及输出设备构成。
１）输入传感器及接口：各种传感器只保留其信息源，逐步改造成传感信息头，不再生产整机，取消原来的信息处理、显示及电源单元，相关部分融入系统中。
2）中央处理机：经综合接口接入各传感器数据，在系统软件控制配合下完成各传感器信息数据的处理、管理和控制，并将结果送输出设备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主要处理的内容包括：各种导航数据的组合优化滤波处理、罗航向数据的处理与显示、航速数据的处理与显示、水深数据的处理与显示、雷达信号数据处理完成原来雷达、ＡＲＰＡ、所有功能的有关处理、气象数据的处理与显示、ＥＣＤＩＳ数据处理实现系统功能的有关处理、ＢＳ信息处理及实现系统功能（含自动避碰功能）的有关处理、ＡＩＳ信息处理、收发控制及实现监视功能；ＶＤＲ 所需的数据采集、处理与传送控制。
3）系统控制软件：辅助中央处理机完成各传感器数据的处理、管理和控制。主要包括：（１）导航信息组合优化处理与管理软件各种导航仪硬件接口软件：完成数据接收，优化船位滤波处理以获得船位的最佳估计。雷达数据－ＰＣ接口卡软件：完成雷达回波信号相关处理并与电子海图叠加显示。ＡＲＰＡ 功能软件：完成目标自动检测，滤波跟踪，参数计算，碰危判断，报警，试操船及自测试等功能。（２）航向数据处理与显示软件。（3）航速数据处理与显示软件。（４）水深数据处理与显示软件。（５）ＥＮＣ显示预处理及改正软件。
四、船舶通信导航技术的未来发展趋势
船舶通信导航技术已经得到广泛的应用，它的未来发展趋势将会结合微电子、光电子以及计算机等等前沿技术，在有效促进通信、导航、计算机和网络的深度融合的同时，进而促使建立高精度和低成本的智能集成通信导航网络系统。高速带宽与新型通信手段也会不断推进船舶通信导航技术向前发展。
4.1 通信网络正朝着宽带和数字化的方向迅速发展宽带和数字通信网络一直是通信发展的重点。手机从过去的“大哥”到现在的智能手机，尺寸越来越小，功能也越来越多，从最初的通话，短信发展到现在的网购、在线聊天、在线工作，这些都是宽带和数字通信网络发展的好处。未来，光纤通信中继距离将更远，速度将更快。在未来，如果我们要进一步发展通信网络，就必须考虑新光纤的发展，光交换和密集波分复用技术的发展。在不久的将来，随着超导技术、纳米技术和光路集成技术等新技术的发展，通信网络技术也将发生翻天覆地的变化。
4.2 导航系统将朝着小型化和发展根据导航系统的发展需求，各种惯性导航将在小型化、高精度、易用性、低功耗、轻量化、智能化和数字化方面进行细化，各种基础领域的研究成果将被快速、安全地应用于惯性导航产品的开发。美国芯片级原子钟的尺寸将比传统原子钟小100 倍，仅为 15cm3，功耗将降低 10 倍，精度将提高几个数量级。微尺度速率积分陀螺仪将取代当前惯性导航设备中的陀螺仪。导航级惯性微陀螺仪的未来体积仅为 1cm3，功耗为5m W，随机角行程为 0.001°/h，漂移率为每小时 0.001°。芯片级组合原子导航仪将提供高精度的运动探测和快速启动能力，尺寸不超过 20cm3，功率不超过 1W，其性能远高于现有设备，具有出色的长期稳定性，启动速度也将显著提高。
4.3 船舶通信和导航网络的系统集成和智能开发船舶通信和导导航网络的系统集成和智能开发将采用各种推进方法和不同的网络技术，实现电信网、广播电视网和互联网的“三网融合”，再结合当前热门的物联网技术、大数据、云计算、智慧地球等，其让网络功能不断拓展深化，拥有更广阔的发展前景。而船舶监控网与作战指挥网的出现也将在未来不断强化船舶通信导航技术，实现通信移动化与组合化，形成全新的数据船桥一体化技术应用，保证船舶的通信导航技术应用更加经济、灵活，从根本上提高了导航的集成化和自动化。
结束语
随着科学技术的不断发展，各行各业都在发生翻天覆地的变化。未来，我们将使用计算机，微电子，光电子和其他技术来集成计算机、网络、通信和导航。船舶通信和导航技术的未来发展趋势必然是建立一个智能、全面的通信和导航网络。在当前，船舶通信导航技术已经在军用与民用两大领域中得到了关键性示范应用，并渗透延伸到更多领域。在未来，该技术体系将朝着一体化、智能化与综合化方向发展，在继续优化自身的同时，必将得到更广泛的实现与应用。
参考文献：
[1].刘滨.现代信息技术在船舶通信导航领域中的应用.2019
[2].杨洪鹏，薛文平，许大鹏船舶通信导航技术及发展趋势研究.2018
[3].张淑芳.船舶通信导航技术.2010
论文作者:庄泽昂
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
标签：船舶论文; 通信论文; 技术论文; 数据论文; 通信技术论文; 组合论文; 功能论文; 《基层建设》2020年第1期论文;