CN205263319U - 一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，解决现有技术由于采用GPS定位而存在的安全性差，且不能在野外长期使用的不足之处，利用具有保密性及可靠性皆较高的北斗定位系统进行跟踪定位管理，能够有效的保障数据安全，同时采用双电源供电模式，避免野外长期使用时出现因供电不足而造成通讯中断的情况发生，包括中央控制器、北斗定位芯片、北斗定位天线、后台监管系统、双电源供电系统及移动控制系统，所述后台监管系统通过北斗通信网络与北斗定位天线连接，所述北斗定位天线连接北斗定位芯片，所述北斗定位芯片连接中央控制器，所述双电源供电系统连接中央控制器，所述移动控制系统连接中央控制器。

Description

一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统

技术领域

本实用新型涉及军备物资管理、北斗定位技术、太阳能利用等技术领域，具体的说，是一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统。

背景技术

中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。为了更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。

北斗卫星导航系统的建设与发展，以应用推广和产业发展为根本目标，不仅要建成系统，更要用好系统，强调质量、安全、应用、效益，遵循以下建设原则：

1、开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供高质量的免费服务，积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作，促进各卫星导航系统间的兼容与互操作，推动卫星导航技术与产业的发展。

2、自主性。中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统，北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。

定位原理

35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。

由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。

事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。

卫星定位实施的是“到达时间差”（时延）的概念：利用每一颗卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。

卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，供接收机接收。由于传输的距离因素，接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻延迟，通常称之为时延，因此，也可以通过时延来确定距离。卫星和接收机同时产生同样的伪随机码，一旦两个码实现时间同步，接收机便能测定时延；将时延乘上光速，便能得到距离。

每颗卫星上的计算机和导航信息发生器非常精确地了解其轨道位置和系统时间，而全球监测站网保持连续跟踪。

卫星导航原理

追踪卫星的轨道位置和系统时间。位于地面的主控站与其运控段一起，至少每天一次对每颗卫星注入校正数据。注入数据包括：星座中每颗卫星的轨道位置测定和星上时钟的校正。这些校正数据是在复杂模型的基础上算出的，可在几个星期内保持有效。

卫星导航系统时间是由每颗卫星上原子钟的铯和铷原子频标保持的。这些星钟一般来讲精确到世界协调时（UTC）的几纳秒以内，UTC是由美国海军观象台的“主钟”保持的，每台主钟的稳定性为若干个10^-13秒。卫星早期采用两部铯频标和两部铷频标，后来逐步改变为更多地采用铷频标。通常，在任一指定时间内，每颗卫星上只有一台频标在工作。

卫星导航原理：卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。

由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，使得民用的定位精度只有数十米量级。为提高定位精度，普遍采用差分定位技术（如DGPS、DGNSS），建立地面基准站(差分台)进行卫星观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分定位技术，定位精度可提高到米级。

现有技术在进行枪支跟踪定位管理上，多采用GPS系统定位，存在安全性差的问题，同时，在进行供电时也多采用市电进行充电供电不利于野外拉练使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计出一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，解决现有技术由于采用GPS定位而存在的安全性差，且不能在野外长期使用的不足之处，利用具有保密性及可靠性皆较高的北斗定位系统进行跟踪定位管理，能够有效的保障数据安全，同时采用双电源供电模式，避免野外长期使用时出现因供电不足而造成通讯中断的情况发生。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，包括中央控制器、北斗定位芯片、北斗定位天线、后台监管系统、双电源供电系统及移动控制系统，所述后台监管系统通过北斗通信网络与北斗定位天线连接，所述北斗定位天线连接北斗定位芯片，所述北斗定位芯片连接中央控制器，所述双电源供电系统连接中央控制器，所述移动控制系统连接中央控制器。

为进一步的更好的实现本实用新型，能够通过商用通讯网络对枪支进行移动监管，能够及时知晓枪支的使用情况及具体位置，特别设置有下述结构：所述移动控制系统内设置有通讯电路及移动终端设备，所述移动终端设备通过3G网络与通讯电路连接，所述通讯电路与中央控制器连接。

进一步的为更好的实现本实用新型，能够通过移动、联通及电信的3G网络进行数据通信，使三种用户的使用者都可以利用移动终端设备对枪支的使用情况及所处位置进行定位，特别设置成下述结构：所述通讯电路内设置有CDMA2000通讯模块、WCDMA通讯模块、TD-SCDMA通讯模块中的任意一种或两种以上的组合。

进一步的为更好的实现本实用新型，能够在条件允许的情况下采用市电对锂电池进行充电，而当在野外长期使用枪支时，又可以通过光伏发电的形式对锂电池进行充电，保障与后台监管系统之间的通信不间断，特别设置成下述结构：所述双电源供电系统内设置有锂电池、电源控制器、光伏供电电路及市电供电电路，所述光伏供电电路及市电供电电路皆与电源控制器相连接，所述电源控制器连接锂电池，所述锂电池连接中央控制器，所述锂电池及电源控制器安装在所述枪支的枪托内。

进一步的为更好的实现本实用新型，在野外使用枪支时可利用光伏发电所产生的电能直接对中央控制器进行供电，使其持续工作，且可以节约锂电池内的电能，有效保障与后台监管系统之间的通信不间断，特别设置成下述结构：所述的光伏供电电路还直接与中央控制器相连接。

进一步的为更好的实现本实用新型，能够提高锂电池的续航能力，使得与后台监管系统之间能够长期的保持通讯畅通，特别设置成下述结构：所述锂电池采用2930mAh高聚能锂电池。

进一步的为更好的实现本实用新型，能够缩小定位模块的体积，便于安装在枪支上，特别采用下述设置结构：所述北斗定位天线采用北斗定位扁平高频天线。

进一步的为更好的实现本实用新型，能够缩小定位模块的体积，便于其安装在枪支上，同时能够提高其实用寿命，特别采用下述设置结构：所述中央控制器、北斗定位芯片、北斗定位天线集成在一个模块上，且安装在所述枪支的枪托内。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型解决现有技术由于采用GPS定位而存在的安全性差，且不能在野外长期使用的不足之处，利用具有保密性及可靠性皆较高的北斗定位系统进行跟踪定位管理，能够有效的保障数据安全，同时采用双电源供电模式，避免野外长期使用时出现因供电不足而造成通讯中断的情况发生。

（2）本实用新型所述光伏供电电路能够当使用者在野外使用时，将光能转换为电能并供给中央控制器，使其能够长期使用，而不会出现断电的情况。

（3）本实用新型能采用大容量的锂电池，可有效保障使用时间，提高通讯时长。

（4）本实用新型能够实时保护枪支的使用安全，实时查询枪支的所在位置，各项枪支使用情况，能有效防止枪支丢失并当出现丢失情况时，能够及时的将枪支寻回。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实用新型提出了一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，解决现有技术由于采用GPS定位而存在的安全性差，且不能在野外长期使用的不足之处，利用具有保密性及可靠性皆较高的北斗定位系统进行跟踪定位管理，能够有效的保障数据安全，同时采用双电源供电模式，避免野外长期使用时出现因供电不足而造成通讯中断的情况发生，如图1所示，特别设置成下述结构：包括中央控制器、北斗定位芯片、北斗定位天线、后台监管系统、双电源供电系统及移动控制系统，所述后台监管系统通过北斗通信网络与北斗定位天线连接，所述北斗定位天线连接北斗定位芯片，所述北斗定位芯片连接中央控制器，所述双电源供电系统连接中央控制器，所述移动控制系统连接中央控制器。

在设计使用时，北斗定位芯片、北斗定位天线及中央控制器组成现场定位系统，而后台监管系统将对每一个现场定位系统进行监管，并且还可以通过移动控制系统对每一把枪支进行监管，使得管理人员不仅仅局限于后台监管系统进行监管，同时也可利用移动设备及时的知晓每一把枪支的使用状态。同时在对中央处理器进行供电时，也采用双电源的供电方式，避免单电源供电时出现电源断电后，因无后备电源供电，而造成现场定位系统无法正常收发信号的情况发生。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，为进一步的更好的实现本实用新型，能够通过商用通讯网络对枪支进行移动监管，能够及时知晓枪支的使用情况及具体位置，如图1所示，特别设置有下述结构：所述移动控制系统内设置有通讯电路及移动终端设备，所述移动终端设备通过3G网络与通讯电路连接，所述通讯电路与中央控制器连接。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，能够通过移动、联通及电信的3G网络进行数据通信，使三种用户的使用者都可以利用移动终端设备对枪支的使用情况及所处位置进行定位，如图1所示，特别设置成下述结构：所述通讯电路内设置有CDMA2000通讯模块、WCDMA通讯模块、TD-SCDMA通讯模块中的任意一种或两种以上的组合。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，能够在条件允许的情况下采用市电对锂电池进行充电，而当在野外长期使用枪支时，又可以通过光伏发电的形式对锂电池进行充电，保障与后台监管系统之间的通信不间断，如图1所示，特别设置成下述结构：所述双电源供电系统内设置有锂电池、电源控制器、光伏供电电路及市电供电电路，所述光伏供电电路及市电供电电路皆与电源控制器相连接，所述电源控制器连接锂电池，所述锂电池连接中央控制器，所述锂电池及电源控制器安装在所述枪支的枪托内。

在使用时，当需要对锂电池进行充电时，采用两种方式进行充电：或市电将通过市电供电电路转换为锂电池所能存储的直流电进行存储；或太阳能通过光伏供电电路转换为锂电池所能接收的直流电能进行存储，而具体的采用何种充电存储方式，可利用电源控制器进行锂电池与市电供电电路或光伏供电电路之间的接驳操作。

实施例5：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，在野外使用枪支时可利用光伏发电所产生的电能直接对中央控制器进行供电，使其持续工作，且可以节约锂电池内的电能，有效保障与后台监管系统之间的通信不间断，如图1所示，特别设置成下述结构：所述的光伏供电电路还直接与中央控制器相连接。

在使用时，当不需要使用锂电池内的电能时，将断开锂电池与中央控制器之间的连接关系，而利用光伏供电电路直接将太阳能转换为可被中央控制器所使用的直流电压，而后供给中央控制器，使其持续工作，从而达到其与后台监管系统之间不会出现通信断接的情况。

实施例6：

本实施例是在实施例4或5的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，能够提高锂电池的续航能力，使得与后台监管系统之间能够长期的保持通讯畅通，特别设置成下述结构：所述锂电池采用2930mAh高聚能锂电池。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，能够缩小定位模块的体积，便于安装在枪支上，特别采用下述设置结构：所述北斗定位天线采用北斗定位扁平高频天线。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，能够缩小定位模块的体积，便于其安装在枪支上，同时能够提高其实用寿命，特别采用下述设置结构：所述中央控制器、北斗定位芯片、北斗定位天线集成在一个模块上，且安装在所述枪支的枪托内。

其中，北斗定位天线、北斗定位芯片、中央控制器、通讯电路、锂电池、电源控制器集成在一个电路模块上构成定位模块，以便安装在枪支的枪托内。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，其特征在于：包括中央控制器、北斗定位芯片、北斗定位天线、后台监管系统、双电源供电系统及移动控制系统，所述后台监管系统通过北斗通信网络与北斗定位天线连接，所述北斗定位天线连接北斗定位芯片，所述北斗定位芯片连接中央控制器，所述双电源供电系统连接中央控制器，所述移动控制系统连接中央控制器。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，其特征在于：所述移动控制系统内设置有通讯电路及移动终端设备，所述移动终端设备通过3G网络与通讯电路连接，所述通讯电路与中央控制器连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，其特征在于：所述通讯电路内设置有CDMA2000通讯模块、WCDMA通讯模块、TD-SCDMA通讯模块中的任意一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，其特征在于：所述双电源供电系统内设置有锂电池、电源控制器、光伏供电电路及市电供电电路，所述光伏供电电路及市电供电电路皆与电源控制器相连接，所述电源控制器连接锂电池，所述锂电池连接中央控制器，所述锂电池及电源控制器安装在所述枪支的枪托内。

5.根据权利要求4所述的一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，其特征在于：所述的光伏供电电路还直接与中央控制器相连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，其特征在于：所述锂电池采用2930mAh高聚能锂电池。

7.根据权利要求4所述的一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，其特征在于：所述北斗定位天线采用北斗定位扁平高频天线。

8.根据权利要求1或2或3或5或6所述的一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，其特征在于：所述北斗定位天线采用北斗定位扁平高频天线。

9.根据权利要求1或2或3或5或6所述的一种基于北斗定位技术的枪支指挥监管系统，其特征在于：所述中央控制器、北斗定位芯片、北斗定位天线集成在一个模块上，且安装在所述枪支的枪托内。