CN104502938A - 一种用于实时监控的定位系统 - Google Patents

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谭岩岩
任铁军
李意
夏闽
伍平球
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Abstract

本发明提供一种用于实时监控的定位系统，包括定位数据采集处理单元、天线、输出接口、GSM模块和用户监控端；定位数据采集处理单元为集成在一个模块上的结构，其包括GPS/北斗双导航模块、陀螺仪惯导模块和控制器，GPS/北斗双导航模块、陀螺仪惯导模块、输出接口以及GSM模块均与控制器连接。本发明整体结构精简；定位数据采集处理单元为集成在一个模块上的结构，尺寸小；通过GPS/北斗双导航模块同时接收北斗卫星信号和GPS卫星信号，通过陀螺仪模块测量载体的三维加速度和角速度，通过多卫星和惯导联合定位获取定位信息，精准度高；还设有用户监控端，实现实时监控，便于对定位对象的监控以及对监控数据的管理，实用性强。

Description

一种用于实时监控的定位系统
技术领域
本发明涉及监控装置领域，特别地，涉及一种用于实时监控的定位系统。
背景技术
我国自行研制的北斗定位系统打破美、俄在卫星定位领域的垄断地位，特别是2012年12月北斗卫星覆盖亚太之后，在国家政策的推动下，北斗卫星的应用得到了飞速发展，中国卫星导航应用中心、北斗办等规划到2018年，北斗卫星的定位精度将达到厘米级，这将使我国的北斗卫星定位技术超越美、俄，达到世界一流。目前，国外对于定位技术的发展趋势如下：精度越来越高，定位速度越来越快，设备小型化，定位方式由单一卫星定位发展到多种卫星定位。
现有的定位系统中，采用的是多个定位模块共同作用，集成在一个箱体内，占用空间大，且不易运输等，不符合当前的趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构精简、能实现高精度定位且设备占用面积小等的用于实时监控的定位系统，具体技术方案如下：
一种用于实时监控的定位系统，包括定位数据采集处理单元、天线、输出接口、GSM模块以及通过云服务器与所述GSM模块连接的用户监控端；
所述定位数据采集处理单元为集成在一个模块上的结构，且其包括与所述天线连接的GPS/北斗双导航模块、陀螺仪惯导模块以及控制器，所述GPS/北斗双导航模块、陀螺仪惯导模块、输出接口以及GSM模块均与所述控制器连接。
为了达到更好的技术效果，还包括与所述控制器连接的摄像头模块。
以上技术方案中优选的，所述控制器包括主处理器以及分别与所述主处理器连接的第一副处理器和第二副处理器，所述GPS/北斗双导航模块以及所述陀螺仪惯导模块均与所述主处理器、第一副处理器以及第二副处理器连接，所述输出接口、GSM模块以及摄像头模块均与所述主处理器连接。
以上技术方案中优选的，所述输出接口包括USB接口、秒脉冲接口、蓝牙接收装置以及RS232接口中的至少一种。
应用本发明用于实时监控的定位系统，具有以下有益效果：
(1)本发明的用于实时监控的定位系统包括定位数据采集处理单元、天线、输出接口、GSM模块以及通过云服务器与所述GSM模块连接的用户监控端，定位数据采集处理单元包括与所述天线连接的GPS/北斗双导航模块、陀螺仪惯导模块以及控制器，定位数据采集处理单元为集成在一个模块上的结构，整体结构精简，尺寸小；通过GPS/北斗双导航模块同时接收北斗卫星信号和GPS卫星信号，且同时通过陀螺仪模块测量载体的三维加速度和角速度，通过多卫星和惯导联合定位获取定位信息，精准度高；且将相关定位数据通过GSM模块以及云服务器发送给用户监控端，实现实时监控，便于对定位对象的监控以及对监控数据的管理，实用性强。
(2)本发明中还包括与所述控制器连接的摄像头模块，通过摄像头模块获取定位对象所处环境的图片并传至用户监控端，便于对数据的采集、保存以及比较核实，进一步提高定位的精准度。
(3)本发明中控制器包括主处理器、第一副处理器以及第二副处理器，且GPS/北斗双导航模块以及陀螺仪惯导模块均与三个处理器连接，3个微处理器分别计算得出3个新的定位坐标，主微处理器对3个新值进行仲裁，去掉偏差值较大的一个，其余2个取平均值作为当前最精确的定位坐标，提高精准度；输出接口、GSM模块以及摄像头模块均与主处理器连接，仅仅通过主处理器向外发送相关数据，降低对其他两个处理器的相关要求，降低成本且便于控制。
(4)本发明中输出接口包括USB接口、秒脉冲接口、蓝牙接收装置以及RS232接口中的至少一种，通过USB接口以及RS232接口可用于拓展与外部的连接功能，方便实用；蓝牙接收装置可实现文件的互传，还可以用于拨号上网建立小型局域网，方便使用；通过秒脉冲接口能将信号传输给主系统进行分析和校对，提高其准确性，满足不同的需求，实用性强。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例1的用于实时监控的定位系统的结构示意图；
1-定位数据采集处理单元，11-GPS/北斗双导航模块，12-陀螺仪惯导模块，13-控制器，131-主处理器，132-第一副处理器，133-第二副处理器，2-天线，3-输出接口，31-USB接口，32-秒脉冲接口，33-蓝牙接收装置，34-RS232接口，4-GSM模块，5-用户监控端，6-云服务器，7-摄像头模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
一种用于实时监控的定位系统，详见图1，包括定位数据采集处理单元1、天线2、输出接口3、GSM模块4、用户监控端5以及摄像头模块7，整体结构精简。
所述定位数据采集处理单元1为集成在一个模块上的结构，且其包括与所述天线2连接的GPS/北斗双导航模块11、陀螺仪惯导模块12以及控制器13，所述GPS/北斗双导航模块11、陀螺仪惯导模块12、输出接口3、GSM模块4以及摄像头模块7均与所述控制器13连接，整体结构精简，尺寸小。
所述控制器13包括主处理器131以及分别与所述主处理器131连接的第一副处理器132和第二副处理器133，所述GPS/北斗双导航模块11以及所述陀螺仪惯导模块12均与所述主处理器131、第一副处理器132以及第二副处理器133连接，所述输出接口3、所述GSM模块4以及所述摄像头模块7均与所述主处理器131连接，且所述GSM模块4通过云服务器6与所述用户监控端5连接。
所述输出接口3包括USB接口31、秒脉冲接口32、蓝牙接收装置33以及RS232接口34。
所述控制器13可以对定位出现误码或偏移时(即处理器接收不到卫星信号或接收到的卫星定位坐标与预推算的坐标差别较大时)进行相应的处理，具体如下：
第一步：GPS/北斗双导航模块11通过天线2接收GPS或/和北斗卫星信号；陀螺仪惯导模块12可以测量载体的三维加速度和角速度；
第二步：GPS/北斗双导航模块11以及陀螺仪惯导模块12把定位数据分别输出到主处理器131、第一副处理器132以及第二副处理器133，各处理器可以通过曲线拟合算法由前一个定位坐标点预推出下一个定位坐标点；
第三步：当各处理器接收不到卫星信号或接收到的卫星定位坐标与预推算的坐标差别较大时，各处理器会结合前一定位坐标和陀螺仪惯导模块12的三维偏移量，计算出新的定位坐标(具体计算方法是：提取前一定位坐标加上陀螺仪惯导模块12的三维偏移量，计算得出新的定位坐标)，3个处理器进行计算是可以采用C语言、C++语言以及JAVA语言中的一种或者多种进行设计(最好是：主处理器131采用C语言，第一副处理器132采用C++语言，第二副处理器133采用JAVA语言)；
第四步：主微处理器131对第三步中各处理器得到的3个新值进行仲裁，去掉偏差值较大的一个，其余2个取平均值作为当前最精确的定位坐标。
应用本发明的用于实时监控的定位系统，具有以下技术效果：
(1)通过GPS/北斗双导航模块同时接收北斗卫星信号和GPS卫星信号，通过陀螺仪模块测量载体的三维加速度和角速度，通过摄像头模块获取定位对象所处环境的图片，通过多卫星和惯导联合定位获取定位信息的精准度高；且将相关定位数据通过GSM模块以及云服务器发送给用户监控端，实现实时监控，便于对定位对象的监控以及对监控数据的管理，实用性强。
(2)通过3个微处理器分别计算得出3个新的定位坐标，主微处理器对3个新值进行仲裁，去掉偏差值较大的一个，其余2个取平均值作为当前最精确的定位坐标，3个处理器可以采用不同的语言进行软件设计，提高精准度，保证了数据输出的安全性和可靠性；输出接口、GSM模块以及摄像头模块均与主处理器连接，仅仅通过主处理器向外发送相关数据，降低对其他两个处理器的相关要求，降低成本且便于控制。
(3)通过USB接口以及RS232接口可用于拓展与外部的连接功能，方便实用；蓝牙接收装置可实现文件的互传，还可以用于拨号上网建立小型局域网，方便使用；通过秒脉冲接口能将信号传输给主系统进行分析和校对，提高其准确性，满足不同的需求，实用性强。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于实时监控的定位系统，其特征在于：包括定位数据采集处理单元(1)、天线(2)、输出接口(3)、GSM模块(4)以及通过云服务器(6)与所述GSM模块(4)连接的用户监控端(5)；
所述定位数据采集处理单元(1)为集成在一个模块上的结构，且其包括与所述天线(2)连接的GPS/北斗双导航模块(11)、陀螺仪惯导模块(12)以及控制器(13)，所述GPS/北斗双导航模块(11)、陀螺仪惯导模块(12)、输出接口(3)以及GSM模块(4)均与所述控制器(13)连接。
2.根据权利要求1所述的用于实时监控的定位系统，其特征在于：还包括与所述控制器(13)连接的摄像头模块(7)。
3.根据权利要求2所述的用于实时监控的定位系统，其特征在于：所述控制器(13)包括主处理器(131)以及分别与所述主处理器(131)连接的第一副处理器(132)和第二副处理器(133)，所述GPS/北斗双导航模块(11)以及所述陀螺仪惯导模块(12)均与所述主处理器(131)、第一副处理器(132)以及第二副处理器(133)连接，所述输出接口(3)、GSM模块(4)以及摄像头模块(7)均与所述主处理器(131)连接。
4.根据权利要求3所述的用于实时监控的定位系统，其特征在于：所述输出接口(3)包括USB接口(31)、秒脉冲接口(32)、蓝牙接收装置(33)以及RS232接口(34)中的至少一种。
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