3.画图叙述单波束多普勒计程仪的测速原理（图在课本P.104）

在船底部装置一个收发兼用的换能器O，船舶以速度v向前航行，换能器向海底发射频率为f0的超声波脉冲。声波束的发射方向与船舶速度方向成θ，θ一般取60°。换能器向海底发射的超声波经海底反射后一部分声波能量被换能器接收。发射点和接收点之间有相对位移，故换能器O收到声波的频率和发射声波的频率并不相同（又称为二次多普勒效应），测得的多普勒频移为△2fvcosθf=0 声波发射频率f0、船速v及波束俯角θ均为已知量，只要测出△f

C即可求出船速

第五章 卫星导航系统

3.试述GPS卫星导航系统定位原理

GPS卫星导航系统的定位由伪测距和定位解算实现 （1）伪测距

卫星信号传播到用户的过程中要进过电离层和对流层的折射，信号传播速度和路径发生变化，由此产生了信号传播延迟，带来用户测量时间的误差。因此GPS接收机测得的距离不是用户到卫星的真距离，称为伪距离 （2）定位解算

GPS接收机接受其视界内一组卫星的导航信号，从中取得星历、时钟校正参量、大气校正参量等数据，并且测量卫星信号的多普勒频移和传播延时。根据卫星星历计算出卫星发射信号时的位置；根据卫星信号的传播延时和光速的乘积计算出卫星与用户的伪距离；根据卫星信号的传播延时、光速、多普勒频移计算出用户的三维运行速度

6.GPS卫星导航系统定位误差主要包括哪些？伪测距误差包括哪些？

误差主要包括伪测距误差、几何误差、美国GPS政策带来的误差、速度误差和海图标绘误差等。

伪测距误差包括卫星误差、信号传播误差及GPS接收机误差

第六章 自动识别系统

6.船载AIS设备静态信息有哪些？这些信息是在什么时候如何输入的？是否需要根据不同的航行环境而变更？

静态信息有MMSI、呼号和船名、IMO编号、船长和船宽、船舶类型、定位天线的位置

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这些信息在AIS设备安装的时候以人工输入方式设定，在船舶买卖移交时需要重新设定，不需要根据航行环境的不同而变更

7.船载AIS设备发送的动态信息有哪些？这些信息来自于哪些传感器，是否能手动输入？其精度如何？

动态信息有船位、UTC时间、COG（对地航向）、SOG（对地航速）、船首向、航行状态、ROT（旋回速率）、首倾角、纵摇/横摇。这些信息来自于GPS、罗经、绝对计程仪等传感器，其精度一般显示为优于或劣于10 m。

8.船载AIS航次相关信息有哪些？输入时应注意哪些问题？

航次相关信息有船舶吃水、危险品货物、目的港/ETA、航线计划、开行前最大吃水、危险品货物种类、港口名和时间、转向点描述，以上信息都由驾驶员输入，随航次而更新。输入时应注意信息的有效性，输入港口名和时间、转向点描述时要经船长同意。

14.请详细叙述AIS工作模式。船舶在远离基站的大洋中航行，AIS通常在什么模式下工作？

（1）自主连续模式

此模式为系统缺省工作状态，不需要人员操作，适用于所有区域。此模式下，AIS设备按照TDMA协议自行确定广播时隙，并自动解决与其他台站在发射时间安排上的冲突，以系统设定的信息更新报告间隔，自动和连续播发本船信息。 （2）分配模式

此模式是传播进入负责交通监控的主管机关正在实施交通控制区域时的一种工作模式，一般通过主管机关AIS基站覆盖实现。主管机关指定一个或多个在WGS—84坐标系下的东北角和西南角经纬度作为参考点的矩形区域，区域边界长度一般为20~200 n mile。在此区域内的AIS设备运行的信道、收发模式、带宽、发射功率、时隙、信息更新报告间隔等都服从主管机关分配。主管机关一般在区域边界指定1~8 n mile（缺省为5n mile）的过渡区域，在过渡区域内，信息报告更新间隔提高一倍。 （3）轮询模式

此模式也叫查询模式或控制模式。AIS设备在收到其他船舶或管理机关询问时，在与询问台相同的信道上单独响应询问的工作方式称为轮询模式。这种工作模式的优点在于，交通监控水域主管机关可通过AIS基站随时查询和更新所关心的船舶信息，提高这些船舶信息更新报告间隔。 船舶在远离基站的大洋中航行由于周围没有基站，AIS通常在自主连续模式下工作

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