CN102857862A - 一种车辆与人员远程定位应急管理系统的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线定位数据传输技术。本发明的目的在于，提供一种车辆与人员远程定位应急管理系统的实现方法，通过基于测控网的无线定位数据传输子系统，利用安全可靠的测控专网进行位置信息的传输，建立一个车辆与人员远程定位应急管理系统，实现在突发复杂环境中对车辆及相关人员进行快速精确定位功能。其特征在于：所述应急管理系统的无线定位数据传输子系统还包括城市测控网的基站；所述定位终端还包括TULIP模块，在以测控网定位通信模式工作时，监控中心可自动转入测控网并接收TULIP信息。本发明带来以下有益效果：能够在对车辆及相关人员进行快速精确定位，以信息化手段加强任务指挥的精度和速度，最终提高相关部门的执行能力。

Description

一种车辆与人员远程定位应急管理系统的实现方法

技术领域

本发明涉及无线定位数据传输技术。

背景技术

一般的定位调度系统以GPS与GPRS结合的定位调度产品为主，目前这方面的研究已取得了一定的成果，在车辆定位、目标追踪等领域都有了长足的进步。然而，在复杂的城市环境下(如：高楼密集区、高架下、室内)、恶劣天气条件及强电磁干扰环境中，目前均无法精确获取定位目标的位置信息。并且GPRS等公共通信网络会因为公众用户量的激增而形成堵塞，另外公共通信网络容易遭各种恶意攻击破坏而失去效用，导致指挥中心无法及时获取定位目标的位置信息，造成调度工作的延误。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种车辆与人员远程定位应急管理系统的实现方法，通过基于测控网的无线定位数据传输子系统，利用安全可靠的测控专网进行位置信息的传输，建立一个车辆与人员远程定位应急管理系统，实现在突发复杂环境中对车辆及相关人员进行快速精确定位功能。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题采用以下技术方案：

一种车辆与人员远程定位应急管理系统的实现方法，所述应急管理系统的无线定位数据传输子系统主要包括GPS卫星、GSM移动通信网络、定位终端和监控中心；

所述定位终端包括GPS接收模块、GSM模块、CPU控制器、电源控制模块以及外围设备；所述定位终端能够正确接收GPS卫星的信号，解码处理后向监控中心通过GSM移动通信网络的GPRS模式发送定位信息、时间信息和状态数据，并能在定位终端显示当前时间、经纬度、各个模块工作状态，并能通过短消息模式接受监控中心的控制指令。

其特征在于：所述应急管理系统的无线定位数据传输子系统还包括城市测控网的基站；

所述定位终端还包括TULIP模块，在以测控网定位通信模式工作时，监控中心可自动转入测控网并接收TULIP信息；

在测控网定位通信模式中，当一个定位查询请求被输入到监控中心的网络控制中心即NCC的系统中时，就会有一个下行信号发出；寻呼发射机以POSCSAG格式将此信号发射给定位终端的TULIP模块，TULIP模块收到此查询请求后，通过上行链路来传输定位所需的数据和信号；基站接收到TULIP模块上行数据和信号后，会记录其到达时间即TOA，并且将数据转发给NCC的计算机，NCC通过利用最少四基站测量到的接收时间，分别计算“到达产时间差异”即DTOA，初步计算出定位终端的位置，最终通过滤波估计和数据处理来精确定位；定位数据可以从NCC传送给定位查询用户。

本发明带来以下有益效果：

能够在对车辆及相关人员进行快速精确定位，以信息化手段加强任务指挥的精度和速度，最终提高相关部门的执行能力。

附图说明

图1：系统拓扑结构示意图

图2：定位终端原理框图

图3：车载定位终端电气连接示意图

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

基于测控网的车辆与人员远程定位应急管理系统，其无线定位数据传输子系统，通过定位终端、前后台专线数据传输及无线数据接入传输等模块，实现测控网定位系统的通讯支撑。利用安全可靠的测控专网进行位置信息的传输，建立一个车辆与人员远程定位应急管理系统，实现在突发复杂环境中对车辆及相关人员进行快速精确定位功能。其系统拓扑结构示意图如图1所示。

其无线定位数据传输子系统的整个系统主要由GPS卫星、GSM移动通信网络、城市测控网的基站、定位终端和监控中心所组成。

GPS卫星的不间断发送导航电文，由定位终端的GPS接收模块进行解码处理，进而输出定位数据，例如经纬度、速度、时间等。

定位终端和监控中心通信所发的消息，都是经过GSM网络的GPRS传输的，在实际应用中传输的信息包括车辆或人员的状态，位置和速度。

定位终端是由GPS接收模块，GSM模块，TULIP模块、CPU控制核心模块以及一些外围设备所组成。能够正确接收GPS卫星的信号，解码处理后向监控中心通过GPRS模式发送车辆或人员的定位信息、时间信息和状态等数据，并能在终端显示当前时间、经纬度、各个模块工作状态等，并能通过短消息模式接受监控中心的控制指令。

本实施例中GPS接收模块型号为LR9102、GSM模块型号为EM310、CPU控制核心模块型号为AT91SAM7X256。

定位终端具备以下主要功能：

1)解码定位信息功能：能够正确接收并解码GPS导航电文，获得经纬度、速度、时间等基本信息，判断是否是有效信息，有效时能对这些信息作正确的换算。

2)传递信息功能：在获得正确数据并换算结束后，能通过GPRS业务将信息传递到监控中心。在GPS信号不好时，系统监控中心自动转入测控网并接收TULIP信息。

3)接收监控中心命令功能：能够按照监控中心的指令，以中心指定的时间间隔将定位信息发送至监控中心，也能响应中心指令停止发送定位信息。

在测控网定位通信模式中，移动用户实现定位和通信活动可通过多种方式设置，定位要求可以通过自动和人工操作等方式进行。当一个定位查询请求被输入到监控中心的网络控制中心(NCC)的系统中时，就会有一个下行信号发出。寻呼发射机以POSCSAG格式将此信号发射给定位终端的TULIP模块，TULIP模块收到此查询请求后，通过上行链路来传输定位所需的数据和信号。基站接收到移动单元上行数据和信号后，会记录其到达时间(TOA)，并且将数据转发给NCC计算机，NCC通过利用最少四基站测量到的接收时间，分别计算“到达产时间差异”(DTOA)，初步计算出定位终端的位置，最终通过滤波估计和数据处理来精确定位。定位数据可以从NCC传送给不同的定位查询用户，如车队所有者或保安人员。上行发射还可以通过探测到某些特定的事件而触发，如车辆警报系统的启动，应急按钮或任何其它传感器的启动等，只要预先对定位终端的TULIP模块进行编程即可。

可采用如下方法实现定位终端功能：定位终端是地面无线测控网的移动信号收发器，它集定位、测控数据采集和双向数据通信为一体，具有一个双向无线数据传输通道，能够响应指挥中心通过测控网下行信号发出的定位请求，并以上行信号将位置信息回传到指挥中心软件平台；终端集成GPS定位模块作为备份定位链路，当测控网定位不工作时，可通过GPS定位。

可采用如下方法实现前后台专线数据传输：前台与后台之间的定位数据交换使用电信专用链路SDH完成，SDH专线通过专用数据转换设备联入中心Cisco网络交换机，实现向中心定位数据网关服务器提供定位数据；并在交换机连接端口上进行连接网口与服务器IP的唯一绑定，专线专用以保证定位数据的安全、稳定。

可采用如下方法实现无线数据接入传输：通过连接专网宽带，为指挥车提供无线网络连接。且无线连接采用VPN方式，使指挥车与中心的无线公网连接隐藏在一个虚拟加密的“内部”子网中，有效隔绝来自公网的恶意网络攻击和隐患。

所述基于测控网的车辆与人员无线定位数据传输子系统的实施方法为：

一、定位终端的原理框图如图2所示。它是地面无线测控网的移动信号收发器，它集定位、测控数据采集和双向数据通信为一体，具有一个双向无线数据传输通道，能够响应指挥中心通过测控网下行信号发出的定位请求，并以上行信号将位置信息回传到指挥中心软件平台；终端集成GPS定位模块作为备份定位链路，当测控网定位不工作时，可通过GPS定位。根据应用需求，将定位终端分为车载定位终端、手持定位终端和裸板三种。

基于安全隐蔽及电气安全等考虑，车载定位终端安装在车辆仪表盘内部，其电气连接示意图如图3所示。通过该接口，将汽车的车速、点火等相关状态信号接入车载定位终端，车载定位终端即可将所有车辆的位置信息和车辆信息传回指挥调度中心。

手持定位终端可供数字单兵系统的使用。手持定位终端开机后，即可响应中心定位软件平台的定位请求，并将位置信息通过无线测控网发送到定位服务器，将单兵的位置信息在指挥中心的GIS软件平台以及指挥车现场管理软件上同步显示。

裸板是小型化的定位终端，集成了GPS/GPRS模块定位设备，并具有耐高温、耐震、耐寒、防水等性能，供特殊场合使用，以完成机动目标定位跟踪功能。

二、前后台专线数据传输模块实现测控网前台数据中心与后台数据中心之间安全、稳定的数据传输，及定位终端到后台服务器间的通讯。

前台与后台之间的定位数据交换使用电信专用链路SDH完成，SDH专线通过专用数据转换设备联入中心Cisco网络交换机，实现向中心定位数据网关服务器提供定位数据；并在交换机连接端口上进行连接网口与服务器IP的唯一绑定，专线专用以保证定位数据的安全、稳定。

三、无线数据传输模块为实战中指挥车辆、单兵人员与指挥中心之间的通讯提供数据传输通道。

由于出勤指挥车利用电信运营商网络与中心取得网络连接，指挥车上安装现场监控软件的工作终端客户端使用运营商无线上网卡实现异地Internet连接。所以中心必须设置服务器以供车载工作终端客户端访问，通过连接专网宽带，采用VPN无线连接方式，使指挥车与中心的无线公网连接隐藏在一个虚拟加密的“内部”子网中，有效隔绝来自公网的恶意网络攻击和隐患。

Claims (1)

1.一种车辆与人员远程定位应急管理系统的实现方法，所述应急管理系的无线定位数据传输子系统主要包括GPS卫星、GSM移动通信网络、定位终端和监控中心；

所述定位终端包括GPS接收模块、GSM模块、CPU控制器、电源控制模块以及外围设备；所述定位终端能够正确接收GPS卫星的信号，解码处理后向监控中心通过GSM移动通信网络的GPRS模式发送定位信息、时间信息和状态数据，并能在定位终端显示当前时间、经纬度、各个模块工作状态，并能通过短消息模式接受监控中心的控制指令；

其特征在于：所述应急管理系统的无线定位数据传输子系统还包括城市测控网的基站；

所述定位终端还包括TULIP模块，在以测控网定位通信模式工作时，监控中心可自动转入测控网并接收TULIP信息；

在测控网定位通信模式中，当一个定位查询请求被输入到监控中心的网络控制中心即NCC的系统中时，就会有一个下行信号发出；寻呼发射机以POSCSAG格式将此信号发射给定位终端的TULIP模块，TULIP模块收到此查询请求后，通过上行链路来传输定位所需的数据和信号；基站接收到TULIP模块上行数据和信号后，会记录其到达时间即TOA，并且将数据转发给NCC的计算机，NCC通过利用最少四基站测量到的接收时间，分别计算“到达产时间差异”即DTOA，初步计算出定位终端的位置，最终通过滤波估计和数据处理来精确定位；定位数据可以从NCC传送给定位查询用户。

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