RU2491575C1 - Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени с помощью сети синхронной фиксированной связи - Google Patents

Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени с помощью сети синхронной фиксированной связи Download PDF

Info

Publication number
RU2491575C1
RU2491575C1 RU2012112447/07A RU2012112447A RU2491575C1 RU 2491575 C1 RU2491575 C1 RU 2491575C1 RU 2012112447/07 A RU2012112447/07 A RU 2012112447/07A RU 2012112447 A RU2012112447 A RU 2012112447A RU 2491575 C1 RU2491575 C1 RU 2491575C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
equipment
base stations
communication network
control station
mobile objects
Prior art date
Application number
RU2012112447/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Константин Игоревич Лукин
Вадим Геннадиевич Гришанов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ" filed Critical Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ"
Priority to RU2012112447/07A priority Critical patent/RU2491575C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2491575C1 publication Critical patent/RU2491575C1/ru

Links

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для определения местоположения подвижных объектов. Технический результат состоит в повышении точности определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени и увеличении функциональных возможностей системы. Для этого на подвижных объектах и диспетчерской станции устанавливают приемники сигналов навигационной спутниковой системы, обеспечивающие связь со спутниками. Соединения между базовыми станциями и подвижными объектами обеспечивают посредством оборудования широкополосного радиодоступа. Соединения между диспетчерской станцией и базовыми станциями осуществляют посредством оборудования синхронной фиксированной связи и оптической линией связи. Блок обработки информации диспетчерской станции с помощью программного обеспечения, используя Геоинформационную систему (ГИС), полученные координаты подвижных объектов со спутников, вычисленные дифференциальные поправки координат, данные измерений телекоммуникационного оборудования сети ШПРД, синхронизацию времени навигационной спутниковой системы с оборудованием сети широкополосного радиодоступа, определяет точное местоположение подвижного объекта в режиме реального времени. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Предложенное изобретение относится к технике связи и может использоваться для определения местоположения подвижных объектов.
Известна система и способ определения местоположения мобильного абонента сотовой сети связи (патент на изобретение BY №12647, кл. МПК (2006) G01S 3/02), включающая мобильного абонента, базовые станции сотовой сети связи, центральный коммутатор, геоинформационную систему, подсистему синхронизации процессов посредством спутниковой системы. В данной системе местоположение абонентских устройств определяют по координатам базовых станций в зоне действия которых находится абонентское устройство с учетом пространственной конфигурации диаграмм направленности антенн этих базовых станций и уровня мощности принимаемых этими базовыми станциями сигналов от абонентского устройства.
Данная система не дает достаточно точного позиционирования объекта, а лишь определяет зону, в котором находится объект. При этом точность системы зависит от конфигурации местности, погодных условий, что не позволяет ей работать в режиме реального времени.
Известна система выбора навигационного решения, используемого при установлении местоположения устройства в системе беспроводной связи (патент на изобретение RU №2362213, кл. МПК (2006) G08G 1/123), включающая первый набор данных о местоположении удаленного устройства на основе сетевых измерений, второй набор данных о местоположении удаленного устройства на основе измерения спутниковой глобальной системы позиционирования и выбор между первым и вторым набором данных.
Недостатком данного технического решения является существующая погрешность каждого измерения и относительность оценки выбора, что не позволяет осуществить точное позиционирование объекта.
Известна система определения местоположения подвижных объектов (патент на полезную модель RU №23030, кл. МПК Н04В 7/26, G01S 5/00), включающая искусственные спутники Земли, диспетчерскую станцию, приемные станции (базовые станции) и подвижные объекты.
Недостатком известного технического решения является то, что связь приемных станций между собой и диспетчерской станцией осуществляемая посредством сетей Интернет, влечет за собой увеличение времени прохождения информации, а иногда и к частичной потере информации как между приемными станциями, так и между приемными и диспетчерской станцией вследствие возникновения коллизий в сетях Интернет, что увеличивает погрешность определения местоположения подвижного объекта.
Общим недостатком представленных аналогов является резкое увеличение погрешности в вычислениях местоположения подвижных объектов при увеличении скорости движения подвижных объектов.
Наиболее близкой системой того же назначения к заявленной по совокупности признаков, является система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени (патент на изобретение RU №2444705, кл. МПК G01C 21/24), содержащая искусственные спутники Земли глобальной навигационной спутниковой системы, установленную стационарно в опорной точке с известными географическими координатами и содержащую Геоинформационную систему (ГИС) диспетчерскую станцию, базовые станции, подвижные объекты, установленные на подвижных объектах и диспетчерской станции связанные с искусственными спутниками Земли приемники сигналов навигационной спутниковой системы, волоконно-оптическую линию связи, обеспечивающую соединения между базовыми станциями, а также между хотя бы одной базовой станцией и диспетчерской станцией.
Недостатком данного технического решения является узость использования данной системы, так как для ее реализации требуются сети WIMAX. Также нет объяснения, по какому признаку базовые станции опознаются диспетчерской станцией.
Технической задачей изобретения является создание универсальной системы определения местоположения подвижного объекта на основе совокупности любой навигационной системы искусственных спутников земли с любой системой широкополосного радиодоступа (ШПРД), например WiFi, WCDMA, HSDPA, HSPA+, LTE, и сетью синхронной фиксированной связи, а также уточнение процесса вычисления координат подвижного объекта базовыми станциями.
Технический результат состоит в повышении точности определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени и увеличении функциональных возможностей системы.
Указанный технический результат достигается тем, что в систему определения местоположения подвижных объектов, содержащую искусственные спутники Земли глобальной навигационной спутниковой системы, установленную стационарно в опорной точке с известными географическими координатами и содержащую Геоинформационную систему (ГИС) диспетчерскую станцию, базовые станции, подвижные объекты, установленные на подвижных объектах и диспетчерской станции и связанные с искусственными спутниками Земли приемники сигналов навигационной спутниковой системы, волоконно-оптическую линию связи, обеспечивающую соединения между базовыми станциями, а также между хотя бы одной базовой станцией и диспетчерской станцией, введено на подвижных объектах и базовых станциях телекоммуникационное оборудование широкополосного радиодоступа, осуществляющее соединение между подвижными объектами и базовыми станциями посредством широкополосной радиосвязи, кроме того на диспетчерской станции установлено оборудование для синхронизации по времени навигационного оборудования искусственных спутников Земли с телекоммуникационным оборудованием широкополосного радиодоступа и установлен блок обработки информации с программным обеспечением, осуществляющим совместную работу навигационного оборудования искусственных спутников Земли и телекоммуникационного оборудования широкополосного радиодоступа, также на диспетчерской станции и каждой из базовых станций установлено оборудование сети синхронной фиксированной связи для работы по волоконно-оптическим линиям связи, при этом каждая из базовых станций установлена стационарно в опорных точках с известными координатами и имеет свой идентификационный номер. При этом идентификационным номером каждой базовой станции является IP-адрес базовой станции. При этом оборудование сети синхронной фиксированной связи представляет собой оборудование технологии синхронной цифровой иерархии SDH (Synchronous Digital Hierarchy), или оборудование технологии оптической транспортной сети OTN (Optical Transport Network), или любое другое аналогичное оборудование.
Предложенное изобретение поясняется при помощи схемы, приведенной на фигуре 1.
На фиг.1 приняты следующие обозначения:
- 1-N - искусственные спутники Земли глобальной навигационной спутниковой системы, (где N=1, 2, 3, …);
- 2 - диспетчерская станция;
- 3-М - базовые станции, (где М=1, 2, 3, …);
- 4-К - подвижные объекты, (где К=1, 2, 3, …);
- 5-К - приемники сигналов навигационной спутниковой системы, установленные на подвижных объектах;
- 6 - приемник сигналов навигационной спутниковой системы, установленный на диспетчерской станции;
- 7-К - телекоммуникационное абонентское оборудование ШПРД, установленное на подвижных объектах;
- 8-М - телекоммуникционное оборудование сети ШПРД, установленное на базовых станциях;
- 9 - оборудование сети синхронной фиксированной связи, установленное на диспетчерской станции;
- 10-М - оборудование сети синхронной фиксированной связи, установленное на базовых станциях;
- 11 - Геоинформационная система ГИС;
- 12 - оборудование для синхронизации по времени навигационного оборудования искусственных спутников Земли с оборудованием сети ШПРД;
- 13 - блок обработки информации с программным обеспечением.
Заявляемая система определения местоположения подвижных объектов включает в себя искусственные спутники Земли глобальной навигационной спутниковой системы 1-N, установленную стационарно в опорной точке с известными географическими координатами диспетчерскую станцию 2, базовые станции 3-М, подвижные объекты 4-К, установленные на подвижных объектах 4-К и связанные с искусственными спутниками Земли 1-N приемники сигналов 5-К навигационной спутниковой системы, установленный на диспетчерской станции 2 и связанный с искусственными спутниками Земли 1-N приемник сигналов 6 навигационной спутниковой системы, установленное на подвижных объектах 4-К телекоммуникационное абонентское оборудование широкополосного радиодоступа 7-К, установленное на базовых станциях 3-М телекоммуникационное оборудование широкополосного радиодоступа 8-М, осуществляющее соединение между подвижными объектами и базовыми станциями посредством широкополосной радиосвязи, кроме того, на диспетчерской станции 2 установлены Геоинформационная система (ГИС) 11 и оборудование для синхронизации по времени 12 навигационного оборудования искусственных спутников Земли 1-N с телекоммуникационным оборудованием широкополосного радиодоступа подвижных объектов и базовых станций, а также установлен блок обработки информации 13 с программным обеспечением, обеспечивающим совместную работу навигационного оборудования искусственных спутников Земли 1-N и телекоммуникационного оборудования широкополосного радиодоступа, также на диспетчерской станции 2 установлено оборудование сети синхронной фиксированной связи 9, а на каждой из базовых станций 3-М оборудование сети синхронной фиксированной связи 10-М, обеспечивающее соединение между базовыми станциями, а также между хотя бы одной базовой станцией и диспетчерской станцией посредством волоконно-оптической линией связи, при этом каждая из базовых станций 3-М установлена стационарно в опорных точках с известными координатами и имеет свой идентификационный номер. При этом идентификация каждой из базовых станций 3-М диспетчерской станцией 2 осуществляется по IP-адресу базовой станции. При этом оборудование сети синхронной фиксированной связи представляет собой оборудование технологии синхронной цифровой иерархии SDH, или оборудование технологии оптической транспортной сети OTN, или любое другое аналогичное оборудование.
Заявленная система работает следующим образом.
Каждый из приемников сигналов 5-К навигационной спутниковой системы, установленный на соответствующем подвижном объекте 4-К и находящейся в зоне покрытия спутников 1-N, получает от искусственных спутников Земли 1-N глобальной навигационной спутниковой системы навигационные радиосигналы и, используя известные радиотехнические методы, вычисляет собственные географические координаты. Эти координаты передаются с помощью телекоммуникационного абонентского оборудования сети ШПРД 7-К, установленного на подвижных объектах 4-К на телекоммуникационное оборудование сети ШПРД 8-М ближайшей к подвижному объекту из базовых станций 3-М посредством широкополосного радиодоступа. Далее полученные координаты передаются с помощью оборудования сети синхронной фиксированной связи 10-М, установленного на базовых станциях на приемное оборудование сети синхронной фиксированной связи 9, установленное на диспетчерской станции 2 посредством волоконно-оптической линии связи, а затем на блок обработки информации 13 диспетчерской станции 2 для отображения местоположения подвижного объекта на картах геоинформационной системы ГИС 11. Идентификация диспетчерской станцией базовой станции, с которой пришло сообщение, производиться по IP-адресу базовой станции.
Одновременно, на приемник сигналов 6 навигационной спутниковой системы, установленный на диспетчерской станции 2 с известными координатами, полученными в результате прецизионной геодезической съемки, поступают навигационные сигналы от искуственных спутников земли 1-N. Блок обработки информации 13 диспетчерской станции 2, используя метод дифференциальных поправок, определяет погрешность измерения координат в каждый момент времени и формирует поправки координат для коррекции координат подвижных объектов 4-К.
Согласно данным Российской системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ) (www.sdcm.ru) на данный момент ошибки навигационных определений составляют: системы ГЛОНАСС по долготе и широте составляет от 4,00 до 7,00 м (в зависимости от точки приема) при использовании 8-9 спутников; системы GPS по долготе и широте от 1,40 до 4,00 м (в районе Менделеево ошибка составляет от 24 км до 30 км) при использовании 10-11 спутников. Задача по увеличению точности определения координат решается совместной работой навигационной спутниковой системы, сетью широкополосного радиодоступа и сетью синхронной фиксированой связи.
Повышение точности определения координат подвижного объекта достигается тем, что погрешность измерений, возникающая при вычислении корректируется посредством метода триангуляции сети ШПРД при помощи не менее трех ближайших к объекту базовых станций 3-М. Ближайшие к объекту базовые станции 3-М измеряют время и скорость прохождения сигнала до каждого из подвижных объектов 4-К посредством телекоммуникационного оборудования сети ШПРД 8-М, установленного на базовых станциях 3-М и телекоммуникационного абонентского оборудования ШПРД 7-К на подвижных объектах 4-К. Полученные результаты со своим PIN-кодом станции передают на диспетчерскую станцию 2, где в блоке обработки информации 13 определяется сферический фронт электромагнитной волны от каждой из ближайших станций до подвижного объекта и используя метод наложения сфер определяется точка пересечения сфер. Зная координаты точного позиционирования базовых станций определяются координаты пересечения сфер.
Для обеспечения требуемой точности необходима синхронизация внутренних часов сети ШПРД с часами искусственных спутников земли. Для этого используют оборудование синхронизации 12, установленное на диспетчерской станции 2, куда на приемник сигналов 6 навигационной спутниковой системы поступают со спутников метки точного времени.
Блок обработки информации 13 диспетчерской станции 2, используя Геоинформационную систему (ГИС) 11, полученные координаты подвижных объектов со спутников, вычисленные дифференциальные поправки координат, данные измерений телекоммуникационного оборудования сети ШПРД, синхронизацию по времени спутников с сетью ШПРД с помощью программного обеспечения определяет точное место расположения каждого из подвижных объектов 4-К. Вычисленные координаты передаются на подвижные объекты.
При всей совокупности измерений точность определения координат подвижного объекта может составлять до 0,1 м.
Быстродействие определения координат подвижного объекта, а также неизменность точности измерения при увеличении сокрости передвижения подвижного объекта достигается благодаря совокупности использования оборудования сети синхронной фиксированной связи, позволяющей работать в режиме реального времени без потери качества, и использования волоконно-оптической линий связи, позволяющей осуществлять связь между базовыми станциями без прямой видимости с высоким быстродействием и надежностью.
Функциональные возможности предложенной системы в отличие от прототипа увеличиваются за счет ее универсальности, так как оборудование сети синхронной фиксированной связи может представлять собой оборудование технологии синхронной цифровой иерархии SDH или оборудование технологии оптической транспортной сети OTN, или любое другое аналогичное оборудование, а оборудование ШПРД может представлять собой любую технологию широкополосного доступа (например, 4G, WiMax, LTE и т.д.), что позволяет использовать данное изобретение как в уже построенных системах связи с перечисленными выше технологиями, так и выстраивать новые системы, используя широкий спектр возможных технологий.

Claims (3)

1. Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени с помощью сети синхронной фиксированной связи, содержащая искусственные спутники Земли глобальной навигационной спутниковой системы, установленную стационарно в опорной точке с известными географическими координатами и содержащую Геоинформационную систему (ГИС) диспетчерскую станцию, базовые станции, подвижные объекты, установленные на подвижных объектах и диспетчерской станции и связанные с искусственными спутниками Земли приемники сигналов навигационной спутниковой системы, волоконно-оптическую линию связи, обеспечивающую соединения между базовыми станциями, а также между хотя бы одной базовой станцией и диспетчерской станцией, отличающаяся тем, что каждая из базовых станций установлена стационарно в опорных точках с известными координатами и имеет свой идентификационный номер, на подвижных объектах и базовых станциях установлено телекоммуникационное оборудование широкополосного радиодоступа, осуществляющее соединение между подвижными объектами и базовыми станциями посредством широкополосной радиосвязи, кроме того, на диспетчерской станции установлено оборудование для синхронизации по времени навигационного оборудования искусственных спутников Земли с телекоммуникационным оборудованием широкополосного радиодоступа и установлен блок обработки информации с программным обеспечением, обеспечивающим совместную работу навигационного оборудования искусственных спутников Земли и телекоммуникационного оборудования широкополосного радиодоступа, также на диспетчерской станции и каждой из базовых станций установлено оборудование сети синхронной фиксированной связи для работы по волоконно-оптическим линиям связи.
2. Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени с помощью сети синхронной фиксированной связи по п.1, отличающаяся тем, что идентификационным номером каждой базовой станции является IP-адрес базовой станции.
3. Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени с помощью сети синхронной фиксированной связи по п.1, отличающаяся тем, что оборудование сети синхронной фиксированной связи представляет собой оборудование технологии синхронной цифровой иерархии SDH, или оборудование технологии оптической транспортной сети OTN, или любое другое аналогичное оборудование.
RU2012112447/07A 2012-03-21 2012-03-21 Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени с помощью сети синхронной фиксированной связи RU2491575C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012112447/07A RU2491575C1 (ru) 2012-03-21 2012-03-21 Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени с помощью сети синхронной фиксированной связи

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012112447/07A RU2491575C1 (ru) 2012-03-21 2012-03-21 Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени с помощью сети синхронной фиксированной связи

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2491575C1 true RU2491575C1 (ru) 2013-08-27

Family

ID=49163912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012112447/07A RU2491575C1 (ru) 2012-03-21 2012-03-21 Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени с помощью сети синхронной фиксированной связи

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2491575C1 (ru)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444705C1 (ru) * 2010-11-08 2012-03-10 Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ" Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444705C1 (ru) * 2010-11-08 2012-03-10 Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ" Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"WiMAX", 21.06.2006, 7 с. Интернет: <URL: http://www.ru.wikipedia.org/wiki/WiMAX/. Синхронная цифровая иерархия "SDH", 09.08.2002, 5 с. Интернет: <URL: http://www.://archive.org/index.php/. Обзор НетМонитора-CellTrack, 22.10.2007, 7 с. Интернет: <URL: http://www.//allnokia.ru/soft-reviews/print-view.php/id=14/>). И.И. Власов "Что такое OTN?", Вестник связи, №1, 2008, с.81-85. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106569239B (zh) 一种广播式网络rtk定位技术
US7277050B2 (en) Positioning system
RU2594019C2 (ru) Система и метод оценки местоположения внутри помещения с использованием устройства генерирования спутникового сигнала
TWI813627B (zh) 具有高精度獨立定位功能的參考站
CN105353391A (zh) 一种支持多类型定位终端的多网融合定位增强系统及方法
KR101667331B1 (ko) 다수의 위성항법 기준국 신호품질 획득 장치 및 방법
CN101435861B (zh) 弱信号搜星环境下的gps信号处理方法
CN108919305A (zh) 交通运输中北斗地基增强带状服务方法及系统
CN102830405B (zh) 一种多点定位系统高精度同步授时方法
KR101874974B1 (ko) Dgnss 의사거리 보정정보 생성장치 및 그 방법
KR20140100641A (ko) 스마트기기를 이용하여 vrs를 지원하는 고정밀 측위 gnss 시스템 및 그 방법
CN101977435A (zh) 终端定位方法和系统
CN107462905A (zh) 一种北斗gps双模定位方法、定位终端及定位系统
CN107479066A (zh) 一种步进式移动地基增强方法
KR20230152675A (ko) 다수의 기준국을 사용하는 실시간 키네마틱 (rtk) 및 디퍼런셜 글로벌 내비게이션 위성 시스템 (dgnss) 보정
US11895562B2 (en) Determining approximate position of a user machine based on inernet (IP) address
KR20160017216A (ko) 포터블 dgps 기준국
CN112731268B (zh) 一种差分数据的处理方法和定位跟踪系统
CN101615946B (zh) 一种在td-scdma系统中校准gps标准时间的方法与装置
RU2444705C1 (ru) Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени
RU2491575C1 (ru) Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени с помощью сети синхронной фиксированной связи
KR20120048953A (ko) 무선 접속장치, 모바일 단말, 위성항법 시스템 및 이를 이용한 위치정보 제공 방법
KR101058098B1 (ko) 다른 단말기의 위치정보 및 그 위치정보의 신뢰도에 따라 자신의 위치를 측정하는 단말기 및 시스템 그리고 그 위치 측정 방법
CN102724632B (zh) 一种地理位置数据的获取方法
KR101209167B1 (ko) 센서네트워크를 이용한 측위 정밀도 향상 방법