專利名稱：車輛定位跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線定位、跟蹤系統(tǒng)，尤其涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛找尋的無線定位、跟蹤系統(tǒng)。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人民生活水平的提高，人們對(duì)汽車的需求越來越大，而且轎車進(jìn)入家庭已成為必然趨勢(shì)，因此汽車的數(shù)量越來越多，但是汽車丟失現(xiàn)象也越來越嚴(yán)重，并已成為人們普遍關(guān)注的問題，然而廣大警務(wù)人員及保險(xiǎn)公司所使用的仍然是被動(dòng)的找尋方式；另外，車輛遇險(xiǎn)、被搶及隨機(jī)發(fā)生的求援呼救問題也沒有得到很好的解決，使救援、追捕失去了寶貴的時(shí)間。
目前定位、跟蹤系統(tǒng)的尖端技術(shù)是美國(guó)1973年開始組織實(shí)施的一項(xiàng)規(guī)模宏大的全球戰(zhàn)略性計(jì)劃，該計(jì)劃歷經(jīng)20年的努力、耗資100億美元，該系統(tǒng)在20200公里的地球軌道上布置了24顆人造衛(wèi)星，可為陸地、海上、空中和空間任意多的用戶提供連續(xù)的高精度三維位置、三維速度和時(shí)間信息。但該系統(tǒng)的限制一是成本很高，二是使用費(fèi)昂貴，雖然目前美國(guó)政府免費(fèi)提供服務(wù)，但免費(fèi)提供服務(wù)的期限為從1993年到2003年這10年，因此該系統(tǒng)只適用于航天、航空、航海的導(dǎo)航以及軍事等特定的領(lǐng)域，要在廣泛的領(lǐng)域普遍應(yīng)用對(duì)于一般用戶來說是很難接受的。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于機(jī)動(dòng)車輛找尋的無線定位、跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠很快地對(duì)被找尋的目標(biāo)進(jìn)行定位，并對(duì)其進(jìn)行跟蹤。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種容易擴(kuò)充組網(wǎng)甚至可以全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的用于機(jī)動(dòng)車輛找尋的無線定位、跟蹤系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)解決方案來實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的車輛定位跟蹤系統(tǒng)包括(1)無線查尋控制系統(tǒng)；(2)雷達(dá)測(cè)向定位單元；(3)中央控制系統(tǒng)；(4)地理信息系統(tǒng)；(5)用戶終端系統(tǒng)；由控制中心通過無線查尋控制系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)向安裝在被找尋車輛上的用戶終端系統(tǒng)發(fā)射一組包含有該被找尋車輛識(shí)別代碼的指令，該用戶終端系統(tǒng)在收到上述指令后就發(fā)射帶有特定編碼的無線電信號(hào)，若干個(gè)雷達(dá)測(cè)向定位單元接收該無線電信號(hào)并對(duì)被找尋車輛進(jìn)行定位和跟蹤，并將被找尋車輛的位置在地理信息系統(tǒng)上顯示出來。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是通過以下技術(shù)解決方案實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的車輛定位跟蹤系統(tǒng)還包括無線組網(wǎng)系統(tǒng)，無線組網(wǎng)方式采用大區(qū)制。根據(jù)用戶要求在350MHZ頻段內(nèi)以25KHZ(根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))為間隔分成若干個(gè)頻點(diǎn)，達(dá)到同時(shí)跟蹤定位若干個(gè)目標(biāo)車輛的目的。根據(jù)地區(qū)頻率資源分配情況，下行頻率與上行頻率也可采用跨段的方式。成熟的頻率合成技術(shù)，使發(fā)射機(jī)和接收機(jī)在多頻點(diǎn)跳頻，系統(tǒng)容量可任意擴(kuò)充?？紤]到相臨兩大區(qū)聯(lián)網(wǎng)時(shí)頻率的相互干擾，應(yīng)加大頻帶間隔，全國(guó)聯(lián)網(wǎng)時(shí)各大區(qū)在相對(duì)距離較遠(yuǎn)時(shí)考慮頻率復(fù)用，以節(jié)省頻率資源。
本發(fā)明的車輛定位跟蹤系統(tǒng)使人們變被動(dòng)找尋為主動(dòng)地對(duì)被找尋車輛進(jìn)行定位和跟蹤，有關(guān)人員很快就可以知道已丟失、遇險(xiǎn)及被搶車輛的位置。
本發(fā)明的車輛定位跟蹤系統(tǒng)定位精度較高；適用范圍廣，功能多且便于擴(kuò)充；組網(wǎng)容易，必要時(shí)可以擴(kuò)充甚至全國(guó)聯(lián)網(wǎng)；使用及維護(hù)成本低。


圖1是本發(fā)明的車輛定位跟蹤系統(tǒng)的系統(tǒng)組成圖。
圖2是本發(fā)明的雷達(dá)測(cè)向定位單元的測(cè)向原理圖。
圖3是本發(fā)明的用戶終端系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成圖。
下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的車輛定位跟蹤系統(tǒng)包括管理終端、調(diào)度系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、控制中心、發(fā)信機(jī)及發(fā)射天線、收信機(jī)及接收天線和用戶終端系統(tǒng)。
(1)無線查尋控制系統(tǒng)無線查尋控制系統(tǒng)的作用是，在有效服務(wù)范圍內(nèi)對(duì)所有入網(wǎng)車輛用戶進(jìn)行查尋控制，類似于現(xiàn)在人們普遍應(yīng)用的無線尋呼系統(tǒng)，其基本工作原理是當(dāng)用戶需要對(duì)某車輛進(jìn)行位置查尋時(shí)，由控制中心的工作人員將該車車號(hào)、保密代碼等同時(shí)輸入中央控制計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索、查尋并轉(zhuǎn)換成該車的識(shí)別代碼與控制代碼、起始碼、校驗(yàn)碼等碼元送至發(fā)射機(jī)的調(diào)制器，調(diào)制器將該碼組轉(zhuǎn)換成頻移鍵控(FSK)信號(hào)，送至發(fā)射電路由全向天線以350MHZ頻段發(fā)射出去，其發(fā)射功率為50W，天線相對(duì)高度為70m，在接收機(jī)接收靈敏度為4μv/m時(shí)，其有效作用距離為60KM。當(dāng)服務(wù)范圍需要擴(kuò)大時(shí)，可采用若干個(gè)全向發(fā)射天線以同播的方式發(fā)射。
考慮全國(guó)聯(lián)網(wǎng)及功能擴(kuò)充，傳輸代碼采用POCSAG改進(jìn)型編碼方式，如表1所示表1 代碼字格式
功能比特經(jīng)譯碼后所完成的功能如表2所示表2 功能比特
續(xù)表2
(2)雷達(dá)測(cè)向定位單元參照?qǐng)D2，雷達(dá)測(cè)向、定位用于軍事，主要是天空中的飛機(jī)、導(dǎo)彈等空中目標(biāo)的測(cè)定及海上艦船目標(biāo)的測(cè)定。接收雷達(dá)旋轉(zhuǎn)定向天線發(fā)射波束，定向接收物體的反射波，從時(shí)間及方位上確定被探測(cè)物體的距離及方位。由于地面物體多且材料構(gòu)成復(fù)雜，在本系統(tǒng)中采用這種方式較難實(shí)現(xiàn)。我們利用雷達(dá)原理中反射波測(cè)定技術(shù)，在相距一定距離的兩個(gè)點(diǎn)上，架設(shè)旋轉(zhuǎn)接收天線A和旋轉(zhuǎn)接收天線B，接收車載的被測(cè)無線發(fā)射機(jī)發(fā)射的帶有特定編碼的無線電信號(hào)，達(dá)到測(cè)定該車位置的目的。
旋轉(zhuǎn)天線以每秒3轉(zhuǎn)左右的速度在360°范圍內(nèi)連續(xù)旋轉(zhuǎn)掃描，在掃描過程中，如接收到特定發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)，則可測(cè)知在此方向上的最大接收功率值及方位角值，兩旋轉(zhuǎn)接收機(jī)分別記錄此方位角，經(jīng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理后，通過有線或無線方式，將此信息送至控制中心，控制中心中央處理計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算后，可將被測(cè)車輛的位置顯示在電子地圖或模擬地圖上。
由于受地形、地質(zhì)、復(fù)雜環(huán)境及車載發(fā)射機(jī)功率不可能做的很大等因素的影響，要求兩個(gè)旋轉(zhuǎn)天線架設(shè)的高度應(yīng)大于80米，接收機(jī)靈敏度要求優(yōu)于0.5μV/M，以保證接收覆蓋距離大于55Km，另外，對(duì)旋轉(zhuǎn)接收天線的定向特性要求較高，每公里偏差不得大于0.5m，車載發(fā)射機(jī)的有效發(fā)射時(shí)間大于6秒，以便接收機(jī)將接收到的角度信號(hào)進(jìn)行平均值計(jì)算，以保證測(cè)量精度誤差小于50米。
(3)中央控制系統(tǒng)中央控制系統(tǒng)由微型電腦服務(wù)器和微機(jī)終端組成微機(jī)應(yīng)用局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中微機(jī)終端分別為無線查尋控制系統(tǒng)終端(二至三節(jié)點(diǎn))；地理信息、查尋及被跟蹤車輛的顯示終端(一至三節(jié)點(diǎn))。
中央控制系統(tǒng)是完成各項(xiàng)控制指標(biāo)的心臟，服務(wù)器內(nèi)含有無線定位、跟蹤系統(tǒng)控制軟件；雷達(dá)測(cè)向、定位單元的計(jì)算及控制軟件；無線組網(wǎng)系統(tǒng)控制軟件；車號(hào)、車型外觀、車主等查尋軟件；地理信息系統(tǒng)控制軟件及中央控制臺(tái)的控制軟件。
中央控制系統(tǒng)采用多媒體技術(shù)可方便的使用鼠標(biāo)及觸摸屏完成各種功能的切換，可存貯大量重點(diǎn)保護(hù)車輛的圖象信息。
告警采用聲光同步的屏幕顯示方式。
(4)地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)是定位、跟蹤系統(tǒng)的顯示窗口，一般是根據(jù)用戶要求，編制用戶所在地區(qū)的具有一定精度的地理、地貌電子地圖，在1024×768(TVGA)大屏幕彩色顯示器上顯示出來，顯示精度可任意調(diào)節(jié)，地圖比例切換數(shù)量從系統(tǒng)覆蓋區(qū)全景至小街道路分8級(jí)或更多，地圖層次分8級(jí)，可同時(shí)顯示被跟蹤車輛所處地域。地圖信息系統(tǒng)所顯示的所有文字均為漢字，便于一般水平的人員操作。地圖信息系統(tǒng)與中央控制系統(tǒng)相連，隨時(shí)顯示被跟蹤車輛所處地域及移動(dòng)軌跡。地圖層次切換時(shí)間及比例切換時(shí)間均小于4秒。
除上述采用彩色顯示所需信息外，還可采用彩色地圖屏及沙盤顯示。彩色地圖屏是在一透明板材上按一定比例繪制該地區(qū)的彩色地圖，其背面按裝發(fā)光管矩陣，中央控制系統(tǒng)控制發(fā)光管的工作狀態(tài)，將被跟蹤車輛顯示出來。沙盤顯示是將該地區(qū)縮小若干倍，用透明材料制成沙盤，在沙盤底部按裝發(fā)光管矩陣，將被跟蹤車輛顯示出來。
(5)用戶終端系統(tǒng)參照?qǐng)D3，用戶終端系統(tǒng)由中央處理單片機(jī)(MCPU)，無線接收機(jī)、指令執(zhí)行邏輯單元，示警代碼存貯器，電源供電系統(tǒng)，無線發(fā)射機(jī)及天線系統(tǒng)等組成，用戶終端系統(tǒng)完成如下功能1)自動(dòng)告警(當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤或破壞告警系統(tǒng)時(shí))2)手動(dòng)告警3)無線控制各項(xiàng)予置功能用戶終端系統(tǒng)發(fā)射機(jī)技術(shù)參數(shù)1)發(fā)射功率 15W2)載頻容差 ±5×10-63)最大允許頻偏 ±5KHZ4)寄生調(diào)幅 ＜3％5)輔射帶寬 ≤-25dB6)鄰道輻射功率 ≤-70dB7)雜散輻射 ≤2.5μW8)互調(diào)衰耗 60dB9)啟動(dòng)時(shí)間 ≤100ms用戶終端系統(tǒng)接收機(jī)技術(shù)參數(shù)1)靈敏度 ≤2.0μV(e.m.f)2)信噪比 ≤-50dB3)調(diào)制接收帶寬 ≥±6.5KHZ4)雜散輻射 ≤2×10-95)鄰道選擇性 ≥70dB6)雜散響應(yīng)抑制 ≥70dB7)互調(diào)干擾抑制 ≥70dB8)接收機(jī)啟動(dòng)時(shí)間 ≤150ms9)靜噪關(guān)閉時(shí)間 ≤250ms本發(fā)明的車輛定位跟蹤系統(tǒng)的工作過程系統(tǒng)控制中心無指令時(shí)發(fā)射系統(tǒng)不工作，兩個(gè)接收天線工作于搜索掃描狀態(tài)，監(jiān)視用戶終端的動(dòng)向。
用戶終端接收系統(tǒng)置于常工作狀態(tài)，發(fā)射系統(tǒng)不工作。如遇情況，人工或自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)向中心發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
控制中心收到用戶報(bào)警信號(hào)后啟動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)，根據(jù)接收方向定向發(fā)送詢查信號(hào)，等待用戶應(yīng)答后測(cè)定距離，以便中心跟蹤用戶。
用戶終端收到中心發(fā)出的詢查信號(hào)后，立即自動(dòng)回送應(yīng)達(dá)信號(hào)。警務(wù)人員據(jù)此尋找被盜、被劫、遇險(xiǎn)、故障等車輛。
本發(fā)明的車輛定位跟蹤系統(tǒng)的功能1、被劫、被盜后車輛的查尋、測(cè)定方位當(dāng)車輛被劫或者被盜后，車主可以利用市話網(wǎng)及時(shí)打通本系統(tǒng)的查尋、報(bào)警電話報(bào)警，當(dāng)車主說出車號(hào)、保密代碼和姓名以后，工作人員啟動(dòng)無線查尋控制系統(tǒng)和雷達(dá)測(cè)向定位系統(tǒng)，測(cè)定該車所處的方位，并可根據(jù)具體情況進(jìn)行處理，如關(guān)閉該車的發(fā)動(dòng)機(jī)電路，調(diào)動(dòng)警力堵截等。
2、防盜報(bào)警當(dāng)車輛在輸入密碼錯(cuò)誤或未輸入密碼而被啟動(dòng)時(shí)，該車將發(fā)出特定的報(bào)警信號(hào)，車主手中的小型接收機(jī)將發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)控制中心也將收到報(bào)警信號(hào)。
3、遇險(xiǎn)、被劫、車輛故障求助報(bào)警當(dāng)車輛遇險(xiǎn)、被劫或發(fā)生故障需要求助時(shí)可采用人工手動(dòng)的方式發(fā)出報(bào)警信號(hào)通知控制中心。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車輛找尋的車輛定位跟蹤系統(tǒng)，包括(1)無線查尋控制系統(tǒng)；(2)雷達(dá)測(cè)向定位單元；(3)中央控制系統(tǒng)；(4)地理信息系統(tǒng)；(5)用戶終端系統(tǒng)；由控制中心通過無線查尋控制系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)向安裝在被找尋車輛上的用戶終端系統(tǒng)發(fā)射一組包含有該被找尋車輛識(shí)別代碼的指令，該用戶終端系統(tǒng)在收到上述指令后就發(fā)射帶有特定編碼的無線電信號(hào)，若干個(gè)雷達(dá)測(cè)向定位單元接收該無線電信號(hào)并對(duì)被找尋車輛進(jìn)行定位和跟蹤，并將被找尋車輛的位置在地理信息系統(tǒng)上顯示出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛定位跟蹤系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括無線組網(wǎng)系統(tǒng)，無線組網(wǎng)的方式是采用大區(qū)制；在350MHZ頻段內(nèi)以25KHZ為間隔分成若干個(gè)頻點(diǎn)，使系統(tǒng)可以同時(shí)定位跟蹤若干個(gè)目標(biāo)車輛。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛定位跟蹤系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)的下行頻率與上行頻率采用跨段的方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛找尋的無線定位跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)將對(duì)丟失車輛的被動(dòng)找尋變?yōu)橹鲃?dòng)地對(duì)被找尋車輛進(jìn)行定位和跟蹤，該定位跟蹤系統(tǒng)包括無線查尋控制系統(tǒng)、雷達(dá)測(cè)向定位單元、中央控制系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和用戶終端系統(tǒng)，必要時(shí)可以擴(kuò)充甚至全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，該系統(tǒng)可用于機(jī)動(dòng)車輛的防盜報(bào)警、被劫與被盜車輛的找尋以及當(dāng)車輛遇險(xiǎn)、被劫或發(fā)生故障時(shí)可以發(fā)出求救報(bào)警信號(hào)并通知控制中心。
文檔編號(hào)G01S13/00GK1127362SQ9511500
公開日1996年7月24日 申請(qǐng)日期1995年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月18日
發(fā)明者楊有力, 劉明, 王水兵, 莊大川 申請(qǐng)人:北京海淀三足通訊技術(shù)公司