CN110174688A - 一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统，基于北斗导航卫星系统和高分辨率成像卫星系统，包括电子化界碑分系统、电子化界碑通信网络分系统、电子化界碑信息处理分系统和态势显示与操控分系统；电子化界碑分系统部署在边界线的分界点，测量自己的准确坐标，并将测量到的坐标数据通过北斗短报文发回北斗导航卫星系统地面运控中心；电子化界碑信息处理分系统通过电子化界碑通信网络分系统接收来自北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率卫星信息处理中心的电子化界碑分系统信息，生成边界线电子化界碑态势图。解决了现有国防边界巡逻困难且危险的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子界碑系统，具体涉及一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统。
背景技术
中国陆地边界线全长约22800km。目前，按逆时针顺序分别与朝鲜、俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、印度、尼泊尔、不丹、缅甸、老挝、越南共14个国家接壤，是世界上陆地边界线最长和邻国最多的国家，边界情况复杂，自然条件恶劣，守边、管边任务艰巨，工作量巨大，边防人员要付出巨大的辛劳，往往还有牺牲。
如果将北斗高精度与高分辨率卫星融合应用于守边、管边，让北斗导航卫星和高分辨率卫星在天上的飞行代替边防人员日常巡逻、查看界碑的一部分工作，提高对界碑位置信息化管理水平，就可以在完成好守边、管边任务同时实现减轻边防人员的工作负担的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统，用以解决现有国防边界巡逻困难且危险的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统，基于北斗导航卫星系统和高分辨率成像卫星系统，所述电子化界碑系统包括电子化界碑分系统、电子化界碑通信网络分系统、电子化界碑信息处理分系统和态势显示与操控分系统；
所述电子化界碑分系统部署在边界线的分界点，测量自己的准确坐标，并将测量到的坐标数据通过北斗短报文发回北斗导航卫星系统地面运控中心；
所述电子化界碑通信网络分系统将电子化界碑分系统、北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率成像卫星信息处理中心、电子化界碑信息处理分系统连接成一个整体，将北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率成像卫星信息处理中心接收到的电子化界碑分系统信息发给电子化界碑信息处理分系统；
所述电子化界碑信息处理分系统处理来自北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率卫星信息处理中心的电子化界碑分系统信息，并将电子化界碑坐标信息融合在边防线分界点电子化界碑的高分卫星照片中，生成边界线电子化界碑态势图；
所述态势显示与操控分系统用于显示电子化界碑信息处理分系统生成边界线电子化界碑态势图，根据需要获取和调整电子化界碑的参数并发射出去，增加获取的信息量以反映电子化界碑的状态。
优选的，上述电子化界碑分系统包括北斗高精度接收机及其天线、北斗短报文收发机及其天线、蓄电池和太阳能电池、电源管理器、结构及其标志物；
所述北斗高精度接收机及其天线集成在电子化界碑的结构上，通过发射或接收北斗导航卫星的短报文信号实现自身的高精度定位；
所述北斗短报文收发机及其天线集成在电子化界碑的结构上，通过接收北斗导航卫星的短报文信号实现自身的高精度定位坐标的传输；接收通过北斗短报文发来的控制信息；
所述蓄电池和太阳能电池用于为电子化界碑上的所有用电设备供电，在日照良好时，太阳能电池为蓄电池充电，蓄电池为集成在智能结构中的所有用电器供电；
所述电源管理器用于太阳能电池和蓄电池充电、放电提供最佳供电选择；
所述结构及其标志物用于安装电子化界碑在分界点上，结构尺寸大于高分辨率成像卫星的地面几何分辨率；结构及其标志物外表涂鲜艳颜色，以表明自己的位置，便于宣示主权和高分辨率成像卫星飞过时拍摄到，同时便于在照片上识别。
优选的，上述电子化界碑系统通信网络分系统包括北斗短报文通信链路和标准通信网络；
所述北斗短报文通信链路是北斗导航卫星系统已有的通信链路，实现北斗导航卫星系统地面运控中心与电子化界碑分系统的无线连接；
所述标准通信网络是已建成的通信网络，实现电子化界碑信息处理分系统与北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率成像卫星信息处理中心的连接。
优选的，上述电子化界碑信息处理分系统包括计算机及其相关软硬件和不间断电源；所述不间断电源在地面供电中断时为计算机及其相关软硬件提供电能。
优选的，上述电子化界碑态势显示与操控分系统包括显示器、键盘、鼠标、触摸屏、相关软件和北斗短报文发射与接收机；
所述显示器显示来自信息处理分系统的信息；
所述键盘、鼠标和触摸屏用于与信息处理分系统进行人机交互；
所述北斗短报文发射与接收机将态势显示与操控系统的电子化界碑的参数调整数据发射给电子化界碑。
优选的，上述电子化界碑的工作过程为：
Step1：位于边界线分界点上的电子化界碑测量自身的位置坐标，并定时通过北斗短报文发射回北斗导航卫星系统地面运控中心；
Step2：北斗导航卫星系统地面运控中心将处理好的电子化界碑坐标信息发给电子化界碑信息处理分系统；
Step3：高分辨率成像卫星飞过边界线时拍摄边界点附近的高分辨率照片，并传回高分辨率成像卫星信息处理中心；
Step4：高分辨率成像卫星信息处理中心将相关边界点附近的高分辨率照片处理后发给电子化界碑信息处理分系统；
Step5：电子化界碑信息处理分系统将接收到的电子化界碑的位置信息和高分辨率照片信息进行融合处理，生成边界线电子化界碑态势图；
Step6：边界线电子化界碑态势图在态势显示与操控分系统显示出来，供值班人员查看；
Step7：当电子化界碑的状态发生改变，立即报警并通知边防人员出动巡逻。
本发明具有如下优点：
采用本发明的设计后，北斗-高分卫星融合应用电子化界碑系统实现了以明确的实物标记所在边界线上准确的位置，并以电子信息宣示国家的边界位置和主权；通过北斗导航卫星和高分辨率成像卫星系统支持下的电子化界碑系统，实现了国境线上界碑位置的准实时、信息化管理。
采用本发明的设计后，通过电子化界碑位置系统，可准实时了解电子化界碑位置的变化，并做出快速反应，减轻了依靠边防人力进行边界巡逻的作业量，降低恶劣自然条件对边防人员安全的威胁，整个边防线界碑位置信息可动态的显示在各级管理部门的信息系统中，便于管理。
附图说明
图1为本发明一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统实施例的系统组成图；
图2为本发明一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统实施例的运行流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
参见图1，一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统，基于北斗导航卫星系统和高分辨率成像卫星系统，所述电子化界碑系统包括电子化界碑分系统、电子化界碑通信网络分系统、电子化界碑信息处理分系统和态势显示与操控分系统；
所述电子化界碑分系统部署在边界线的分界点，测量自己的准确坐标，并将测量到的坐标数据通过北斗短报文发回北斗导航卫星系统地面运控中心；
所述电子化界碑通信网络分系统将电子化界碑分系统、北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率成像卫星信息处理中心、电子化界碑信息处理分系统连接成一个整体，将北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率成像卫星信息处理中心接收到的电子化界碑分系统信息发给电子化界碑信息处理分系统；
所述电子化界碑信息处理分系统处理来自北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率卫星信息处理中心的电子化界碑分系统信息，并将电子化界碑坐标信息融合在边防线分界点电子化界碑的高分卫星照片中，生成边界线电子化界碑态势图；
所述态势显示与操控分系统用于显示电子化界碑信息处理分系统生成边界线电子化界碑态势图，根据需要获取和调整电子化界碑的参数并发射出去，增加获取的信息量以反映电子化界碑的状态。
具体实施时，上述电子化界碑分系统包括北斗高精度接收机及其天线、北斗短报文收发机及其天线、蓄电池和太阳能电池、电源管理器、结构及其标志物；
所述北斗高精度接收机及其天线集成在电子化界碑的结构上，通过发射或接收北斗导航卫星的短报文信号实现自身的高精度定位；
所述北斗短报文收发机及其天线集成在电子化界碑的结构上，通过接收北斗导航卫星的短报文信号实现自身的高精度定位坐标的传输；接收通过北斗短报文发来的控制信息；
所述蓄电池和太阳能电池用于为电子化界碑上的所有用电设备供电，在日照良好时，太阳能电池为蓄电池充电，蓄电池为集成在智能结构中的所有用电器供电；
所述电源管理器用于太阳能电池和蓄电池充电、放电提供最佳供电选择；
所述结构及其标志物用于安装电子化界碑在分界点上，结构尺寸大于高分辨率成像卫星的地面几何分辨率；结构及其标志物外表涂鲜艳颜色，以表明自己的位置，便于宣示主权和高分辨率成像卫星飞过时拍摄到，同时便于在照片上识别。
具体实施时，上述电子化界碑系统通信网络分系统包括北斗短报文通信链路和标准通信网络；
所述北斗短报文通信链路是北斗导航卫星系统已有的通信链路，实现北斗导航卫星系统地面运控中心与电子化界碑分系统的无线连接；
所述标准通信网络是已建成的通信网络，实现电子化界碑信息处理分系统与北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率成像卫星信息处理中心的连接。
具体实施时，上述电子化界碑信息处理分系统包括计算机及其相关软硬件和不间断电源；所述不间断电源在地面供电中断时为计算机及其相关软硬件提供电能。
具体实施时，上述电子化界碑态势显示与操控分系统包括显示器、键盘、鼠标、触摸屏、相关软件和北斗短报文发射与接收机；
所述显示器显示来自信息处理分系统的信息；
所述键盘、鼠标和触摸屏用于与信息处理分系统进行人机交互；
所述北斗短报文发射与接收机将态势显示与操控系统的电子化界碑的参数调整数据发射给电子化界碑。
参见图2，具体实施时，上述电子化界碑的工作过程为：
Step1：位于边界线分界点上的电子化界碑测量自身的位置坐标，并定时通过北斗短报文发射回北斗导航卫星系统地面运控中心；
Step2：北斗导航卫星系统地面运控中心将处理好的电子化界碑坐标信息发给电子化界碑信息处理分系统；
Step3：高分辨率成像卫星飞过边界线时拍摄边界点附近的高分辨率照片，并传回高分辨率成像卫星信息处理中心；
Step4：高分辨率成像卫星信息处理中心将相关边界点附近的高分辨率照片处理后发给电子化界碑信息处理分系统；
Step5：电子化界碑信息处理分系统将接收到的电子化界碑的位置信息和高分辨率照片信息进行融合处理，生成边界线电子化界碑态势图；
Step6：边界线电子化界碑态势图在态势显示与操控分系统显示出来，供值班人员查看；
Step7：当电子化界碑的状态发生改变，立即报警并通知边防人员出动巡逻。
采用本发明的设计后，北斗-高分卫星融合应用电子化界碑系统实现了以明确的实物标记所在边界线上准确的位置，并以电子信息宣示国家的边界位置和主权；通过北斗导航卫星和高分辨率成像卫星系统支持下的电子化界碑系统，实现了国境线上界碑位置的准实时、信息化管理。通过电子化界碑位置系统，可准实时了解电子化界碑位置的变化，并做出快速反应，减轻了依靠边防人力进行边界巡逻的作业量，降低恶劣自然条件对边防人员安全的威胁，整个边防线界碑位置信息可动态的显示在各级管理部门的信息系统中，便于管理。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统，基于北斗导航卫星系统和高分辨率成像卫星系统，其特征在于：所述电子化界碑系统包括电子化界碑分系统、电子化界碑通信网络分系统、电子化界碑信息处理分系统和态势显示与操控分系统；
所述电子化界碑分系统部署在边界线的分界点，测量自己的准确坐标，并将测量到的坐标数据通过北斗短报文发回北斗导航卫星系统地面运控中心；
所述电子化界碑通信网络分系统将电子化界碑分系统、北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率成像卫星信息处理中心、电子化界碑信息处理分系统连接成一个整体，将北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率成像卫星信息处理中心接收到的电子化界碑分系统信息发给电子化界碑信息处理分系统；
所述电子化界碑信息处理分系统处理来自北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率卫星信息处理中心的电子化界碑分系统信息，并将电子化界碑坐标信息融合在边防线分界点电子化界碑的高分卫星照片中，生成边界线电子化界碑态势图；
所述态势显示与操控分系统用于显示电子化界碑信息处理分系统生成边界线电子化界碑态势图，根据需要获取和调整电子化界碑的参数并发射出去，增加获取的信息量以反映电子化界碑的状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统，其特征在于：所述电子化界碑分系统包括北斗高精度接收机及其天线、北斗短报文收发机及其天线、蓄电池和太阳能电池、电源管理器、结构及其标志物；
所述北斗高精度接收机及其天线集成在电子化界碑的结构上，通过发射或接收北斗导航卫星的短报文信号实现自身的高精度定位；
所述北斗短报文收发机及其天线集成在电子化界碑的结构上，通过接收北斗导航卫星的短报文信号实现自身的高精度定位坐标的传输；接收通过北斗短报文发来的控制信息；
所述蓄电池和太阳能电池用于为电子化界碑上的所有用电设备供电，在日照良好时，太阳能电池为蓄电池充电，蓄电池为集成在智能结构中的所有用电器供电；
所述电源管理器用于太阳能电池和蓄电池充电、放电提供最佳供电选择；
所述结构及其标志物用于安装电子化界碑在分界点上，结构尺寸大于高分辨率成像卫星的地面几何分辨率；结构及其标志物外表涂鲜艳颜色，以表明自己的位置，便于宣示主权和高分辨率成像卫星飞过时拍摄到，同时便于在照片上识别。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统，其特征在于：所述电子化界碑系统通信网络分系统包括北斗短报文通信链路和标准通信网络；
所述北斗短报文通信链路是北斗导航卫星系统已有的通信链路，实现北斗导航卫星系统地面运控中心与电子化界碑分系统的无线连接；
所述标准通信网络是已建成的通信网络，实现电子化界碑信息处理分系统与北斗导航卫星系统地面运控中心、高分辨率成像卫星信息处理中心的连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统，其特征在于：所述电子化界碑信息处理分系统包括计算机及其相关软硬件和不间断电源；所述不间断电源在地面供电中断时为计算机及其相关软硬件提供电能。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统，其特征在于：所述电子化界碑态势显示与操控分系统包括显示器、键盘、鼠标、触摸屏、相关软件和北斗短报文发射与接收机；
所述显示器显示来自信息处理分系统的信息；
所述键盘、鼠标和触摸屏用于与信息处理分系统进行人机交互；
所述北斗短报文发射与接收机将态势显示与操控系统的电子化界碑的参数调整数据发射给电子化界碑。
6.根据权利要求1所述的一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统，其特征在于：所述电子化界碑的工作过程为：
Step1：位于边界线分界点上的电子化界碑测量自身的位置坐标，并定时通过北斗短报文发射回北斗导航卫星系统地面运控中心；
Step2：北斗导航卫星系统地面运控中心将处理好的电子化界碑坐标信息发给电子化界碑信息处理分系统；
Step3：高分辨率成像卫星飞过边界线时拍摄边界点附近的高分辨率照片，并传回高分辨率成像卫星信息处理中心；
Step4：高分辨率成像卫星信息处理中心将相关边界点附近的高分辨率照片处理后发给电子化界碑信息处理分系统；
Step5：电子化界碑信息处理分系统将接收到的电子化界碑的位置信息和高分辨率照片信息进行融合处理，生成边界线电子化界碑态势图。
7.根据权利要求6所述的一种基于北斗和高分卫星融合应用电子化界碑系统，其特征在于：所述电子化界碑的工作过程还包括：
Step6：边界线电子化界碑态势图在态势显示与操控分系统显示出来，供值班人员查看；
Step7：当电子化界碑的状态发生改变，立即报警并通知边防人员出动巡逻。
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