CN202929212U - 基于北斗rdss导航系统海上救生定位标及系统 - Google Patents

Abstract

一种基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标，包括结构部分和电路部分；所述结构部分为防水外壳，电路部分密闭在该防水外壳内；所述电路部分包括天线、北斗RDSS单元和终端控制单元；终端控制单元控制北斗RDSS单元的工作。使用所述基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标的救援系统，包括所述基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标和救援中心基站；所述基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标和救援中心基站之间通过北斗RDSS卫星导航定位系统通信。

Description

基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标及系统

技术领域

本实用新型涉及通信领域的卫星导航定位技术，特别涉及一种实现基于北斗RDSS系统的海上救生个人定位标及系统。

背景技术

目前，在海洋、荒漠、丛林等野外科考、探险、旅游等活动中，突发状况下的紧急求救手段还比较匮乏，受外界环境等因素干扰较大。现有的救生示位方案主要为两种，1）火焰信号、烟雾信号类、浮灯类、信号弹类、海水染色类、反光带以及组合信号类；2）无线电信号类。前者虽然携带方便，使用简单，但受外界环境干扰较大，无法准确定位，搜救困难；后者在一定层度上解决了前者的问题，但体积大，携带不便，作用距离近也不利于快速准确地实施救援。

由于上述两类救生示位标都不能准确将发生突发事件的位置信息告诉施救人员，因此传统的救援方式都是拉网式地毯搜救，搜救时间长，成功率低，人力资源耗费大。

现有GPS搜救方案是专门搭建一个求救、救援通信系统，求救方先通过GPS卫星定位获取位置信息，然后直接向救援方发送求救信息（而不是通过卫星通信求救）。由于GPS没有的短报文通信功能，因此这种方案未能充分利用北斗一代的定位、通信功能，需要使用自有的无线通信功能去传输定位信息，并且对求救方、救援方的信号功率、覆盖范围有一定要求，很难兼顾便携性、低功耗、长时间连续工作等方面的要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，尤其是应对海上救生中救援中心无法准确定位遇难者发生突发事件时准确定位问题，本实用新型提供了一种基于北斗RDSS卫星导航系统的海上救生定位标及系统，实现了海上救生实时准确定位，并定时将实时定位信息通过北斗卫星发送到救援中心，由救援中心根据位置坐标信息实施具体搜救措施。本实用新型的具体技术方案如下：

一种基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标，包括结构部分和电路部分；

所述结构部分为防水外壳，电路部分密闭在该防水外壳内；

所述电路部分包括天线、北斗RDSS单元和终端控制单元；

所述北斗RDSS单元包括低噪声放大器LNA、北斗RDSS射频单元、A/D转换器、北斗RDSS基带信号处理单元和前置放大器PA；来自天线的信号经过低噪声放大器LNA传到北斗RDSS射频单元的接收通道的输入端，经过变频后的信号自北斗RDSS射频单元的接收通道的输出信号经过A/D转换器传到北斗RDSS基带信号处理单元的信号输入端；北斗RDSS基带信号处理单元的信号输出端连接北斗RDSS射频单元的发射通道的输入端，北斗RDSS射频单元的发射通道的输出信号经过前置放大器PA放大后，通过天线发射；

所述终端控制单元包括电池、电源控制单元、MCU和开关单元；所述电源控制单元控制电池为北斗RDSS单元供电和MCU供电；所述开关单元包括触水开关，触水开关连接控制电源控制单元的开关信号输入端；MCU的控制信号输出端连接北斗RDSS基带信号处理单元的控制信号输入端，MCU的信号输入端了连接北斗RDSS基带信号处理单元的状态信号输出端；MCU的电源控制信号输出端连接电源控制单元的电源状态控制端；

所述MCU对电源控制单元和北斗RDSS单元的工作状态控制，步骤如下：

1）开关单元触发；

2）MCU控制北斗RDSS单元进行定位；

如果定位成功，则转入步骤3）；

如果定位不成功则进行时长为x的休眠，休眠结束重新定位；

3）进行时长为x的休眠，然后控制北斗RDSS单元进行通信；

如果通信成功，则转入步骤4）；

如果通信不成功，则进行时长为x的休眠，休眠结束后重新通信；

5）进行时长为y的休眠，然后返回步骤2）。

所述开关单元还包括手动开关，手动开关连接控制电源控制单元的开关信号输入端。

所述前置放大器PA是可控增益放大器，所述北斗RDSS基带信号处理单元的增益控制输出端连接可控增益放大器的增益控制信号输入端。

所述电路部分在防水外壳内、与防水外壳内壁连接处设有防震胶垫。

一种使用上述基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标的救援系统，包括所述基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标和救援中心基站；所述基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标和救援中心基站之间通过北斗北斗RDSS卫星导航系统卫星导航定位系统通信。

北斗RDSS导航单元，用于接收和发射北斗导航卫星信号，接收、解析北斗卫星导航“定位信息”（包括坐标信息、时间）；接收北斗RDSS卫星导航信号，解析北斗北斗卫星导航定位信息，并将定位信息通过北斗RDSS导航卫星发送给指定的接收方（通常为海上救援中心及救援人员）以完成定点施救工作。北斗RDSS终端控制单元，用于控制整个终端电源开启、关闭，实现节能；控制导航单元工作状态；采用触水自动打开定位标电源开关，以及手动开、关定位标功能；通过软件控制实现北斗RDSS导航单元的“休眠”并可控制“休眠”的时间长短，以达到节省功耗，延长电池使用时间的功能。

本技术方案采用北斗RDSS（Radio Determination Satellite Service无线测定卫星业务）卫星导航系统，不仅可以提供精确定位，且具有短报文信息发送功能。正是短报文信息功能成功地弥补了GPS系统只能定位的不足，使得基于北斗RDSS卫星导航系统的海上救生定位成为可能。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1).本实用新型可以实时准确定位出发生突发状况时的位置坐标信息，同时将落水人员位置坐标信息发送给救援中心以方便救援人员准确及时搜救落水人员；

(2).本实用新型采用模块化设计，在芯片级电路的基础之上实现导航、定位、发送短报文信息等功能，具有体积小、功耗低，可靠度高，定位精度高等优点。

(3).基于上述优点，可以在本实用新型的基础之上，设计相应的外围电路，开发出适合于陆上救援、空中救援等系统，广泛应用于海洋、荒漠、丛林等野外科考、探险、旅游等突发状况下的紧急求救。

附图说明

图1是基于北斗RDSS卫星导航系统的海上救生个人定位标电路原理图；

图2是定位标电路的终端控制单元的工作流程；

图3是使用上述基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标的救援系统工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式并不局限于此。

本基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标包括有实现北斗RDSS导航系统信号接收和发射的北斗RDSS导航单元，包括北斗RDSS射频收发通道，北斗RDSS功放电路，北斗RDSS基带处理电路三部分。

上述北斗RDSS射频收发通道，用于接收和发射北斗RDSS射频信号，与北斗卫星进行通信。接收部分用于从天线接收北斗RDSS射频信号，通过二次变频为中频信号，经ADC转换为数字信号给基带处理电路处理。发射部分用于将中频调制信号增益放大同事上变成RF信号经北斗RDSS功放电路天线输出给北斗卫星；

上述北斗RDSS功放电路用于将来北斗导航模块发射部分的信号功率放大至足够的功率然后发射给北斗卫星接收。

上述北斗RDSS基带处理电路，用于将北斗导航模块接收到的信息进行解码，计算出北斗卫星传回的信息（如定位信息等）。

北斗RDSS系统终端控制单元，包括：MCU、电源管理、开关控制等部分。

上述北斗RDSS系统终端控制单元控制北斗RDSS导航模块工作状态的功能。

所述终端控制单元控制电源管理实现整个定位标电源自动控制，保证定位标在工作时正常供电，而不工作时切断不需要的电源供应，延长定位标工作时间的功能；实现定位标在佩带人员落水后可以自动开启工作，及时发送定位信息，同时防止定位标误操作，误启动功能。

该救生定位标利用北斗RDSS系统提供的定位、授时、通信功能，通过循环定位、通信操作，不断将最新的用户位置、时间信息及时发往救援中心（岸上及海上搜救中心）。在救援中心指挥平台上会实时地显示出落水人员位置以及周边海图海况等数据，救援中心根据收到的信息安排附近海域的船只以及专业海巡搜救人员去现场施救。搜救人员凭借携带的手持终端实时接收救生定位标发出的位置信息，以最终找到落水人员位置。本定位标采用模块化设计，具有体积小、功耗低、高可靠性、定位准确率高等优点，适用于海洋、荒漠、丛林等野外科考、探险、旅游等突发状况下的紧急求救。

实施例：

如图1所示为本实用新型的系统电路结构原理图，如图2所示为终端控制单元的工作流程。

北斗RDSS导航单元集成了射频芯片、基带芯片、LNA等元器件，完成北斗射频、基带信号的收发处理，在求救设备与北斗系统间建立物理信道。该部分采射频+基带的模块化单元，有利于减小设备体积、降低设备功耗。终端控制单元集成了MCU、电源管理、开关控制等部分。

开关控制部分设计了突发事件自动触发开关：以海上作业时的船员落水求救场景为例，可以利用海水电阻率低的特点设计触水开关，开路电极没入海水后即可导通，从而实现触水自动开机工作的功能。同时配置一个手动开关，按下按键即可实现手动开、关机工作，另外还配置了工作状态指示灯，操作便捷可靠。

当此救生标开关打开后，救生标即进入工作状态，如图2中所示在“北斗定位”状态进行北斗有源定位，终端控制单元向北斗RDSS导航单元发送“定位申请”指令，北斗RDSS导航导航单元接收北斗卫星传来的射频信号，并将这些信号变频后经过AD转换传输给北斗RDSS基带电路，基带电路负责接收、解析北斗RDSS单元返回的“定位信息”；

在“北斗通信”状态，终端控制单元向北斗RDSS导航单元发送“通信申请”指令，通信信息中的电文内容为最近获取的定位坐标信息、时间信息，北斗RDSS导航单元将通信信息通过北斗导航卫星发送出去，收信方地址为海上救援中心。海上救援中心依据收到的坐标、时间等信息指挥救援人员赶往定点救援；

北斗RDSS提供的有源定位、通信服务一般会有服务频度的限制。在服务频度未到时系统进入预设的“休眠”状态，终端控制单元可根据实际需求进行设定控制北斗RDSS导航单元的“休眠”时间，并在休眠结束后使其重新上电，这样有利于降低设备功耗，改善系统待机时长。

北斗RDSS射频单元和北斗RDSS基带信号处理单元均可采用现有芯片，并可以随芯片的更新而提高本北斗RDSS射频单元的性能。

与现有技术相比，本技术方案的特点如下：

基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标可以实现落水后设备自动触发启动，当本产品误操作触发情况下可以通过手动开关关闭；本定位标落水触发后可以实现自动北斗卫星导航准确定位，并将定位信息实时通过北斗RDSS短报文形式发送给救援中心，进行定点救援；本定位标可以通过软件控制实现北斗RDSS导航单元的“休眠”并可控制“休眠”的时间长短；

如上所述，为本实用新型的最佳实施方式。尽管所述实例已经表示和描述了本实用新型，但并不表示对本实用新型自身的限制，本领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围的前提下，可在其形式上和细节上作出各种变化，所附的权利要求书覆盖了本实用新型精神和范围内的所有这些改变和修改。

Claims (5)

1.一种基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标，其特征是包括结构部分和电路部分；

所述结构部分为防水外壳，电路部分密闭在该防水外壳内；

所述电路部分包括天线、北斗RDSS单元和终端控制单元；

所述北斗RDSS单元包括低噪声放大器LNA、北斗RDSS射频单元、A/D转换器、北斗RDSS基带信号处理单元和前置放大器PA；来自天线的信号经过低噪声放大器LNA传到北斗RDSS射频单元的接收通道的输入端，经过变频后的信号自北斗RDSS射频单元的接收通道的输出信号经过A/D转换器传到北斗RDSS基带信号处理单元的信号输入端；北斗RDSS基带信号处理单元的信号输出端连接北斗RDSS射频单元的发射通道的输入端，北斗RDSS射频单元的发射通道的输出信号经过前置放大器PA放大后，通过天线发射；

所述终端控制单元包括电池、电源控制单元、MCU和开关单元；所述电源控制单元控制电池为北斗RDSS单元供电和MCU供电；所述开关单元包括触水开关，触水开关连接控制电源控制单元的开关信号输入端；MCU的控制信号输出端连接北斗RDSS基带信号处理单元的控制信号输入端，MCU的信号输入端了连接北斗RDSS基带信号处理单元的状态信号输出端；MCU的电源控制信号输出端连接电源控制单元的电源状态控制端；所述MCU对电源控制单元和北斗RDSS单元的工作状态控制。

2.根据权利要求1所述的基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标，其特征是所述开关单元还包括手动开关，手动开关连接控制电源控制单元的开关信号输入端。

3.根据权利要求1所述的基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标，其特征是所述前置放大器PA是可控增益放大器，所述北斗RDSS基带信号处理单元的增益控制输出端连接可控增益放大器的增益控制信号输入端。

4.根据权利要求1所述的基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标，其特征是所述电路部分在防水外壳内、与防水外壳内壁连接处设有防震胶垫。

5.一种使用权利要求1～4任一所述基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标的救援系统，其特征是包括所述基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标和救援中心基站；所述基于北斗RDSS导航系统海上救生定位标和救援中心基站之间通过北斗RDSS卫星导航定位系统通信。

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