CN206235742U - 一种定点监测设备数据保真辅助系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种定点监测设备数据保真辅助系统，包括GPS定位接收模块，所述GPS定位接收模块包括GPS定位模块和信号分析模块，其中所述GPS定位接收模块安装于所述定点监测设备上，所述GPS定位模块可持续提供位置和时间信息，并将接收到的信号数据反馈给信号分析模块。本实用新型借助GPS系统自身的偏差，通过数据统计分析的方式，借助设备在固定位置接收到的漂移/不确定的厘米级GPS定位信息，同时确保了设备是否在连续的时间段内一直处于固定地点，有效的避免了通过移动设备、干扰定位设备等方式对监测设备获取的原始数据进行干扰、导致数据不准确或伪造数据的情况。
Description
技术领域
本实用新型属于仪器分析领域，具体涉及一种一种定点监测设备数据保真辅助系统。
背景技术
现有的定点监测设备通常按需求安置在室外固定的位置，用以对固定位置的目标进行持续监测。为了保证数据的真实性、避免伪造数据的出现，定点监测设备通常具备一定的防作弊机制，如同步记录时间、仪器ID号等，但是类似的限制手段仍然难以保证数据为指定位置、指定时间的真实数据。
全球定位系统(英语：Global Positioning System，通常简称GPS)，又称全球卫星定位系统，是美国国防部研制和维护的中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区(98％)提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。全球定位系统可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。该系统包括太空中的24颗GPS卫星；地面上1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需其中3颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度；所能收联接到的卫星数越多，解码出来的位置就越精确。
该系统由美国政府于20世纪70年代开始进行研制并于1994年全面建成。使用者只需拥有GPS接收机即可使用该服务，无需另外付费。GPS信号分为民用的标准定位服务(SPS，Standard Positioning Service)和军规的精确定位服务(PPS，Precise PositioningService)两类。由于SPS无须任何授权即可任意使用，原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击，故在民用讯号中人为地加入选择性误差(即SA政策，SelectiveAvailability)以降低其精确度，使其最终定位精确度大概在100米左右；军规的精度在十米以下。2000年以后，克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。因此，现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。
GPS系统拥有如下多种优点：使用低频讯号，纵使天候不佳仍能保持相当的讯号穿透性；全球覆盖(高达98％)；三维定速定时高精度；快速、省时、高效率；应用广泛、多功能；可移动定位；不同于双星定位系统，使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性，提高了其军事应用效能。
由GPS系统的工作原理可知，星载时钟的精确度越高，其定位精度也越高。早期试验型卫星采用由霍普金斯大学研制的石英振荡器，相对频率稳定度为10-11秒。误差为14m。1974年以后，GPS卫星采用铷原子钟，相对频率稳定度达到10-12秒，误差8m。1977年，BOKCKII型采用了马斯频率和时间系统公司研制的铯原子钟后相对稳定频率达到10-13秒，误差则降为2.9m。1981年，休斯公司研制的相对稳定频率为10-14秒的氢原子钟使BLOCK IIR型卫星误差仅为1m。
GPS定位在过程中出现的各种误差根据来源可分为三类：与卫星有关的误差、与信号传播有关的误差及与接收机有关的误差。这些误差对GPS定位的影响各不相同，且误差的大小还与卫星的位置、待定点的位置、接收机设备、观测时间、大气环境以及地理环境等因素有关。针对不同的误差有不同的处理方法。
由于不是使用同步卫星，因此卫星相对于地面进行高速移动。所以使用相对论进行卫星时间的修正。
为了使民用的精确度提升，科学界发展另一种技术，称为差分全球定位系统(Differential GPS)，简称DGPS。亦即利用附近的已知参考座标点(由其它测量方法所得)，来修正GPS的误差。再把这个即时(real time)误差值加入本身座标运算的考虑，便可获得更精确的值。
GPS分为2D导航和3D导航，在卫星信号不够时无法提供3D导航服务，而且海拔高度精度明显不够，有时达到10倍误差。经纬度方面经改进后误差很小。卫星定位仪在高楼林立的地区捕捉卫星信号要花较长时间。
除了美国的GPS系统外，目前正在运行的全球卫星定位系统俄罗斯的GLONASS系统和中华人民共和国的北斗卫星导航定位系统。
而欧盟1999年初正式推出“伽利略”计划，部署新一代定位卫星。该方案由27颗运行卫星和3颗预备卫星组成，可以覆盖全球，位置精度达几米，亦可与美国的GPS系统兼容，总投资额为35亿欧元。目前已经发射三颗实验卫星，未提供服务。
现有的定点监测设备通常按需求安置在室外固定的位置，用以对固定位置的目标进行持续监测。为了保证数据的真实性、避免伪造数据的出现，定点监测设备通常具备一定的防作弊机制，如同步记录时间、仪器ID号等，但是类似的限制手段仍然难以保证数据为指定位置、指定时间的真实数据。
实用新型内容
实用新型目的：为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种定点监测设备数据保真辅助系统，利用GPS定位信息可持续提供位置和时间信息的特性，将GPS定位接收模块安装到定点监测设备上，并将接收到的信号数据反馈给定点监测设备的信号分析模块。
技术方案：为实现上述目的，本实用新型提出了一种定点监测设备数据保真辅助系统，包括GPS定位接收模块，所述GPS定位接收模块包括GPS定位模块和信号分析模块，其中所述GPS定位接收模块安装于所述定点监测设备上，所述GPS定位模块可持续提供位置和时间信息，并将接收到的信号数据反馈给信号分析模块。
其中，所述GPS定位接收模块可接收GPS、北斗、GLONASS、伽利略定位系统的定位信号，支持多种定位系统的融合定位及差分定位。GPS定位接收模块可以使用1～100Hz的频率接收GPS信号、记录连续的时间信息。
所述GPS定位接收模块的工作模式为2D或3D定位。
所述信号分析模块所接收的定位模块数据的格式为RINEX、NMEA-0183、Hemisphere、Javad、AC12或Nav-Com中的任意一种。
所述GPS定位模块所提供的数据精度为厘米级。
所述GPS定位模块的天线应置于上空90°～180°无遮挡的环境下。
由于GPS系统本身的精度受制于星载时钟、信号传播和接收机、卫星的位置、待定点的位置、接收机设备、观测时间、大气环境以及地理环境等因素，GPS定位模块所接收到的位置信号在其本身误差范围内存在一定的漂移量，借助此特点，使用信号分析模块分析所收集到的GPS时间数据和定位数据，并将时间数据和定位数据输出整合到检测设备所采集的监测数据中。通过使用统计算法分析某个时间段内的监测数据中定位点的分布情况，可以间接推断得出GPS定位接收模块所在位置是否发生变动。本实用新型利用GPS的不稳定漂移，利用本为缺点的该特性，作为设备位置未发生变动的依据。
有益效果：本实用新型借助GPS系统自身的偏差，通过数据统计分析的方式，借助设备在固定位置接收到的漂移/不确定的厘米级GPS定位信息，同时确保了设备是否在连续的时间段内一直处于固定地点，有效的避免了通过移动设备、干扰定位设备等方式对监测设备获取的原始数据进行干扰、导致数据不准确或伪造数据的情况。
附图说明
图1为本实用新型设备架构和工作流程示意图；
图2为漂移定位点覆盖示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型专利作更进一步的说明。
如图1所示，本实用新型提供了一种定点监测设备数据保真辅助系统，包括GPS定位接收模块，所述GPS定位接收模块包括GPS定位模块和信号分析模块，其中所述GPS定位接收模块安装于所述定点监测设备上，所述GPS定位模块可持续提供位置和时间信息，并将接收到的信号数据反馈给信号分析模块。
其中，GPS定位接收模块可接收GPS、北斗、GLONASS、伽利略定位系统的定位信号，支持多种定位系统的融合定位及差分定位。GPS定位接收模块可以使用1～100Hz的频率接收GPS信号、记录连续的时间信息。GPS定位接收模块的工作模式为2D或3D定位。GPS定位模块所提供的数据精度为厘米级。GPS定位模块的天线应置于上空90°～180°无遮挡的环境下。
信号分析模块所接收的定位模块数据的格式为RINEX、NMEA-0183、Hemisphere、Javad、AC12或Nav-Com中的任意一种。
由于GPS系统本身的精度受制于星载时钟、信号传播和接收机、卫星的位置、待定点的位置、接收机设备、观测时间、大气环境以及地理环境等因素，GPS定位模块所接收到的位置信号在其本身误差范围内存在一定的漂移量，如图2所示，借助此特点，使用信号分析模块分析所收集到的GPS时间数据和定位数据，并将时间数据和定位数据输出整合到检测设备所采集的监测数据中。通过使用统计算法分析某个时间段内的监测数据中定位点的分布情况，可以间接推断得出GPS定位接收模块所在位置是否发生变动。本实用新型利用GPS的不稳定漂移，利用本为缺点的该特性，作为设备位置未发生变动的依据。
本实用新型借助GPS系统自身的偏差，通过数据统计分析的方式，借助设备在固定位置接收到的漂移/不确定的厘米级GPS定位信息，同时确保了设备是否在连续的时间段内一直处于固定地点，有效的避免了通过移动设备、干扰定位设备等方式对监测设备获取的原始数据进行干扰、导致数据不准确或伪造数据的情况。
以上仅是本实用新型专利的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种定点监测设备数据保真辅助系统，其特征在于，包括GPS定位接收模块，所述GPS定位接收模块包括GPS定位模块和信号分析模块，其中所述GPS定位接收模块安装于所述定点监测设备上，所述GPS定位模块可持续提供位置和时间信息，并将接收到的信号数据反馈给信号分析模块。
2.根据权利要求1所述的定点监测设备数据保真辅助系统，其特征在于，所述GPS定位接收模块可接收GPS、北斗、GLONASS、伽利略定位系统的定位信号，支持多种定位系统的融合定位及差分定位。
3.根据权利要求1所述的定点监测设备数据保真辅助系统，其特征在于，所述GPS定位接收模块的工作模式为2D或3D定位。
4.根据权利要求1所述的定点监测设备数据保真辅助系统，其特征在于，所述信号分析模块所接收的定位模块数据的格式为RINEX、NMEA-0183、Hemisphere、Javad、AC12或Nav-Com中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的定点监测设备数据保真辅助系统，其特征在于，所述GPS定位模块所提供的数据精度为厘米级。
6.根据权利要求1所述的定点监测设备数据保真辅助系统，其特征在于，所述GPS定位模块的天线应置于上空90°～180°无遮挡的环境下。
Priority Applications (1)
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| CN201621353605.XU CN206235742U (zh) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | 一种定点监测设备数据保真辅助系统 |
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| CN201621353605.XU CN206235742U (zh) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | 一种定点监测设备数据保真辅助系统 |
Publications (1)
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| CN (1) | CN206235742U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113596064A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-11-02 | 成都诺比侃科技有限公司 | 一种安防平台的分析控制方法及系统 |
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2016
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| CN113596064A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-11-02 | 成都诺比侃科技有限公司 | 一种安防平台的分析控制方法及系统 |
| CN113596064B (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-24 | 成都诺比侃科技有限公司 | 一种安防平台的分析控制方法及系统 |
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