的方法来提高定位精度。

2.4 差分定位技术

差分gps定位原理是将一台高精度的gps接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行gps观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。常用的差分gps分为两大类：伪距差分和载波相位差分。由于载波相位差分成本比较高，因此，采用伪距差分。根据浮标应用对实时要求不高，并且不是所有浮标都需要差分处理的特点，采用事后差分处理。具体方法如下：

在基准站上，观测所有卫星，根据基准站已知坐标和各卫星的坐标，求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。再与测得的伪距比较，得出伪距改正数。

通过控制中心发出控制命令，设置浮标终端将其采集到每颗卫星的伪距传输至控制中心。数据传输采用gprs无线通信平台。

控制中心根据各颗卫星的星历、历书、伪距、伪距改正数进行定位计算，获得浮标的位置信息。

这种差分，能得到米级定位精度，但是存在以下缺陷：①通信容量的限制；②增加通信费用；③时间同步要求很高。为此，根据航标定位应用的要求，我们在一般情况下，采用gps定位，而只有在终端发出位置偏移报警，要确认有无误报时，才采用上述差分定位进行位置验证。

3 浮标被撞击分析

在通常情况下，浮标受到潮汐、风力、水流等驱动，产生不规则运动，但由于船舶有时会撞击到它，造成位置偏移和损坏，因此，必须能够及时发现浮标受撞击的事件。下面对浮标受撞击所产生的运动进行研究。

当浮标受到撞击时，由于受到某个方向的作用力其运动状态将发生变化，产生该方向的速度和加速度。要严格的分析浮标受撞击的情况相当困难，理论上可采用船舶撞击力的动能分析方法来近似分析和研究浮标受船舶撞击问题。

船舶撞击浮标时产生的有效撞击能量，通过水阻力、浮标和船舶的变形全部转化为外力做功。对于浮标来说，船舶有效撞击能量主要靠浮标的变形、沉石系链的拉力、水阻力来吸收。船舶有效撞击能量eo[3]为：

式中：eo为有效撞击能量。

m为船舶质量，单位t；船舶的质量是指船舶的总质量，可用满载排水量与载重量换算。按港口工程规范使用的公式进行计算，即：

例如3500t级船舶满载排水量(δf)为：

v为船舶靠码头时的法向速度，m/s；

ρ为有效动能系数，取0.7~0.8。

根据中国铁路规范进行撞击力计算：

式中：r为动能折减系数，当船只正向撞击时可采用0.3，一般船舶与浮标正面撞击的可能性非常小，加上考虑它们都是在水中，动能损耗比较大，一般取0.1；

v为船只撞击浮标时的速度m/s，按船舶进出港情况，取值=5m/s；

α为船只与浮标撞击面的夹角，α取30°；

w为船只的重量(满载排水量)；

c1、c2分别为船只、浮标的弹性变形系数(m/t)。

假设浮标的重量为2t，并按刚性碰撞来计算，则浮标因撞击产生的加速度α为：

可见，浮标受撞击时将产生很大的加速度。

浮标受撞击时产生的速度和加速度的大小和方向除了与撞击的作用力的大小、方向有关之外，还应考虑系链、海水的阻力、浮标变形，同时浮标系有沉石，都会改变浮标被撞击后的运动。可见，浮标受撞击的运动状态是比较难以准确地用模型来描述的。因此，采用以gps测量的浮标的速度和用一个加速度传感器测量的浮标加速度来联合判定是一种比较理想的方法。如图4所示，通过设计两个滑窗来对测量的速度和加速度进行滤波处理，当浮标的速度和加速度均超过设定的门限时，判定浮标被撞击，发出撞击报警信息。

4 结束语

gps在浮标遥测系统中能有效地完成定位，可以此为判据判定浮标是否移位，并且可以与加速度传感器组合实现浮标是否被撞击的判定。根据文中叙述的方法研制的航标遥测遥控单元成功地在某航道上使用，得到良好的效果。该系统从2005年7月开始运行至今，工作稳定。系统在进行进一步的优化和完善后，可在中国海域推广使用。

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