远程目标监控系统方案 深圳市吉泰达科技有限公司 第1章概述...2第2章系统设计原则...3第3章GPS/GIS/GPRS技术介绍...43.1GPS（全球卫星定位系统）.43.2GPRS53.3GIS（地理信息系统）.63.4控制中心系统功能设计.63.5系统的主要指标和特点.73.5.1系统的主要设计指标.73.5.2系统的特点.7第4章系统的软件设计...84.1概述.84.2监控中心功能.94.2.1监控目标监控与调度信息.94.2.2报警定位处理.104.2.3监控目标跟踪.104.2.4监控中心事件记录.104.2.5历史行程跟踪.10第5章监控终端设备...105.1全球卫星定位功能.105.2无线通信链路.115.3监控中心系统.115.4实时拍照.135.5图像GPS终端.145.6固定终端特点.145.6.1终端的可靠性.145.6.2使用条件.155.6.3固定终端功能.15 深圳市吉泰达科技有限公司是一家专业为GPS运营商以及集团客户提供OEM和ODM的公司。公司凭借着强大的产品研发能力，以及十多年的GPS行业从业背景，公司软件开发人员现有博士生3名，硕士生8名，高级工程师10名，工程师25名，在GPS行业具有国内领先开发能力，可以为用户提供从GPS终端的产品研发、生产服务，以及中心软件的开发等一条龙服务。 公司具有高度的社会责任感，将继续依托自身技术优势，探索改革和创新，不断为客户提供各种性能优越的产品，为客户定制各种特色的产品。公司长期以来一直致力于ITS智能交通系统综合GPS设备信息平台设备和远程设备信息化领域的研究、开发、生产和销售。公司主要业务包括基于各种通信平台的GPS远程目标定位、调度、监控、防盗、导航等系统的设计和工程服务；GPS信息终端设备的开发、生产、销售；现在已经开发出了集家居防盗、远程目标调度管理系统、油田设备监控管理、视频抓拍设备管理等多系列产品。 多年来，本公司以 科技创新、优质服务、诚信为本、安全至上 为宗旨。第1章 相关技术介绍系统设计方案将采用了以下应用技术做为技术支撑点：GPS（全球卫星定位系统）、GPRS（通用无线数据分组技术）、GIS（电子地理信息系统）及互联网TCP/IP通信技术等，下面分别对上述应用技术做简要说明。1.1 GPS卫星轨道分布图GPS（全球卫星定位系统）GPS系统由空间卫星系统、地面控制系统、用户设备（接收机）三大部分组成。空间卫星部分由载有高精度时钟的21颗卫星及3颗备用卫星组成，它们分布在六条与赤道平面成55度角的轨道平面上运行，每个轨道平面配备4颗卫星，卫星轨道的半径为20200公里，卫星运行一周需12小时。每颗卫星对地球的可见面积为地球总面积的38%，且发射的无线电信号到达地球表面较均匀。这种配置可使地球上任一开阔点在任意时刻都至少可以接收到4颗以上卫星信号，满足用户的定位需求。美国于2000年五月在GPS应用方面取消了SA政策，定位精度已达到了10米。地面控制部分由一个主控制站和分布在全球各地的多个监测站组成，负责卫星的监测定位和数据加载。各监测站跟踪其视野内的所有卫星，并将收集到的卫星距离、时钟等信息送往主站，主站将这些数据与以前观测的卫星数据进行综合分析比较处理，得出卫星运行状态等结果，并根据这些结果求出校正的轨道参数，然后通过某个监测站将这些数据加载到卫星上，使卫星的运行数据更加准确。用户设备是一部可以在地球上任何地点（需要一定的视野）利用GPS导航卫星提供的信号确定位置和时间、指示运动速度和方向等信息的信号接收处理机。接收机按接收信道方式可分为并行和串行两种。并行方式的接收机具有多个信道，每信道分别跟踪一颗卫星信号，并同时解调各个信道的信号；串行方式的接收机只有一个信道，需要利用内部切换机制来处理各个卫星信号。1.2 GPRSGPRS（通用无线分组传输系统）是中国移动2002年下半年开始在全国范围内推出的一种数据通信业务。该系统与GSM网络兼容，完全基于IP的无线通信网络，具有极好的实时性和极低的使用费用（1K字节1分钱）,随着该系统的完善，GPRS将会成为GPS的主要通信方式。GPRS具有极快的响应速度和极低的使用费用。用GPRS通讯网络作为卫星定位设备通讯系统的无线数据传输平台将确保报警信号和数据传输通道的可靠性。监控目标终端上的GPS接收机获取监控目标的实际位置、速度、运行方向等信息经过处理后通过GPRS网络传送到监控管理中心，中心可以对监控目标进行管理、调度和控制。1.3 GIS（地理信息系统）地理信息系统（GIS）系统对监控目标的GPS信息进行显示，根据用户的要求对监控目标进行控制处理。它本身具有GIS的一些必要的功能，同时它又与中心数据库系统相关。其功能包括：目标监控、区域监控等等，GPS监控用GIS软件它除了GIS软件常用功能外，提供了多种针对GPS应用的专项功能，具有快速、高效、实时等特点，我公司的GPS监控用GIS软件是专门针对GPS需求进行特殊优化的GIS平台，功能强大，提高了项目应用的开发效率和系统性能。1.4 系统简述远程监控调度指挥系统是集全球定位技术(GPS)、蜂窝移动通信技术(GSM)及地理信息系统技术(GIS)于一体，实现监控目标的防盗报警、调度指挥，为及企、事业单位及个人用户实现监控目标管理现代化提供了强有力的技术支持。监控目标防盗报警及指挥调度系统的主要功能是将装有GPS接收机的移动目标的动态位置（经度、纬度）、时间、状态等信息，实时地通过无线通讯链路传输至监控中心站，而后在具有强大的地理信息查询功能的电子地图上进行移动目标位置及运动轨迹的显示，并对目标的速度、运动方向、监控目标状态等用户感兴趣的参数进行监控和查询，为调度指挥提供可视化依据，提高运营效率，并确保监控目标的安全。特别适合银行、保险、机场、变电房设备、工厂、油田开采等单位对监控目标的监控和调度指挥。防盗报警及指挥调度系统主要由三大部分组成，GPS部分（包括GPS星座，GPS接收机及相应天线），GSM通信部分（包括通信控制器，GSM通信模块，GSM网以及数字数据网）和GIS处理部分（包括硬件服务器，软件电子地图，信息数据库、显示等）。本系统中移动目标与调度监控中心之间定位信息与控制信息的发送与接收亦可分成两部分，在移动目标与短消息中心之间利用GSM网，在短消息中心与调度指挥中心之间采用现有的有线数据传输网（如DDN，ISDN等）。定位信息的传输除了GSM通信方式外，还有其他若干种方式可以考虑，如集群电台、单信道电台等。鉴于GPS系统可以快速、精确的给出移动目标的位置信息，监控终端中的通信控制器可以实时给出移动目标的状态信息，所以通过GSM网的通信功能就可以在远端实时获取该移动目标的位置、状态信息，再通过大屏幕电子地图显示，就相当于将远端的移动目标虚拟到调度指挥中心从而实现了移动目标的调度指挥。第2章 行业分析远程目标管理的最终目标是降低成本、提高服务水平。企业或个人能够及时、准确、全面的掌握远程目标的信息，对远程目标实现实时监控调度。现代科技、通讯技术的发展，GPS/GIS技术的成熟和GSM无线通讯技术的广泛应用，为远程设备的管理提供了强大而有效的工具。3G(GPS/GIS/GSM)对企业优化资源配置、提高市场竞争力，将会起到积极的促进作用。行业的需求特点-设备覆盖地域广，监管有难度-远程目标众多，信息量大-对远程目标安全保障要求高-对系统响应要求灵活、及时-需要位置服务信息的用户多-数据共享程度要求高-需要完善远程目标统一信息管理 第3章 系统设计原则监控调度系统是整个运营网的核心。在设计系统的技术实现方案时遵循以下几个原则：l 可靠性：本系统是一个长期运行的系统，保证系统稳定可靠的运行是首先要考虑的。设计时要充分考虑后备以及灾难恢复系统，使系统在部分故障时仍然能够提供对用户的服务，并且能够很快的排除故障使其正常运行。l 扩展性：业务的发展是有一个过程的，相应的负荷也是一个由小到大的过程。按最经济的原则，规划成一个扩展性很强而且在扩容升级时浪费最少的系统。遵循开放性原则，能够支持多种硬件设备和网络系统，软硬件支持二次开发。数据库系统和信息通讯枢纽采用标准数据接口，具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力；计算机网络系统适应将来的广域扩展。l 安全性：本系统的数据涉及用户的隐私，而且通过Internet对外提供服务，数据的安全性予以高度重视，网络系统采取防范措施防止黑客的入侵。对于内部的员工以及调度客户也安排足够的权限控制，避免用户能够操作到不属于自己的数据。提供系统总体闭环检测及网管方案，实现对整个网络的自检、实时监控和自动故障报警检测以及一定程度的自恢复。l 标准性：系统实现时尽量采用符合工业标准的技术，保证技术实现的质量，以及便于日常维护和系统的扩展。l 系统可靠稳定性：系统由应用层、通信层、终端用户层组成。其中应用层中心系统软件、硬件在生产及配置上均按照高稳定性、高可靠性的要求进行。通信层运用国家GPRS通讯网，数据传输运用国家公众网等高可靠稳定性网络。第4章 控制中心系统4.1 控制中心系统功能设计监控中心（包括分控中心） 1) 电子地图显示功能：实现电子地图的缩放显示、地图的平移、距离测量，属性信息查询、机构的重要信息查询等；2) 中心监控：多目标监控、轨迹的存储与回放、失控监控目标的重新监控与调度和通讯指令的下达等；监控目标调度功能：根据呼救地址来指挥最优位置的监控目标，使其在最短的时间内到达呼救位置，实现对监控目标进行科学合理的智能调度；对监控目标的不同状态可以进行区别显示及分组显示；3) 报警处理：自动接受监控目标的报警信号，在地图上将对该目标进行鲜明色彩及图标的突出显示并以声音报警提醒值班员注意，同时在屏幕上显示该移动目标的用户卡片资料。4) 数据管理：监控目标用户资料管理、紧急状态控制管理。5) 系统管理：数据库的备份与恢复，系统登入权限管理、GPS用户的管理；通过对用户身份的验证控制用户所能使用的功能及所能浏览的监控目标等。6) 打印输出：随时打印实时显示的地图图样及统计资料的信息。4.2 系统的主要指标和特点4.2.1 系统的主要设计指标1) 通讯覆盖范围：与中国移动GPRS系统的覆盖范围相同；2) 系统容量：可随所用通信系统的扩容无限制扩容；3) 定位精度： 15米；4) 目标速度：0～545米/秒；5) 监控、调度、指挥统一采用GPS时间基准；6) 刷新速度： 4秒；7) 多目标分屏监控： 5；8) 与原有信息（如110）系统无缝联接；9) 系统报警响应时间 15秒10)呼叫间隔时间 5秒。11)同时跟踪容量 512台（可扩展）。12)报警复核时间 60秒4.2.2 系统的特点1) 通信系统选择合理、覆盖区域广、系统投资少、设备的性价比高无需专门架设费用昂贵的通信系统，也无需为频率资源的申请而费心，而且覆盖范围广泛，用户容量有充分的保障。相对应设备的成本较低。设备提供的功能包括GPS实时定位与监控、资讯服务、运营数据采集。1）留有原有信息系统的接口可实现与原有信息系统协同工作。2) 系统安全可靠性设有多级操作权限和身份验证，并自动留下操作记录备查，并采用防火墙技术，软件设计及数据调度中采用纠错冗余技术，保证系统安全及可靠性。3) 系统扩展性系统中心采用模块化结构和网络化设计，有利于工程的分步实施及服务的升级，无论是系统的容量还是系统的功能，均有良好的可扩展性。4) 系统稳定性具有严格的质量保障体系，对系统进行严格的运行测试，确保系统每天24小时不停机工作。5) 应用的分布性用户除了通过电话向监控中心查询监控目标的位置信息或对监控目标进行控制外，还可通过互联网输入用户注册号和密码后，网络服务器将会下传一幅电子地图给用户，用户监控目标信息和状态直接在计算机上显示出来。此外，在单位用户授权的情况下，监控中心和分级别管理者用密码可以通过Internet查询单位内部有关监控目标的实时运行轨迹，或调出监控目标详细信息，该功能对于分局，分中心部署带来极大的方便。第5章 系统的软件设计5.1 概述主监控中心主要由GPS通信管理机、GIS工作站、管理工作站等组成。GPS通信管理机主要完成通信及数据登入库和调度指派等功能；GIS工作站以直观的方式显示各种信息，并完成监控、调度数据处理等功能；管理工作站的功能面向系统管理人员，主要完成管理、统计分析等功能。5.2 监控中心功能5.2.1 监控目标监控与调度信息 (1)监控目标显示地图显示监控目标位置：对不同类型监控目标使用不同的符号显示。使之能清楚的区分。对处于不同工作状态的监控目标也用不同颜色进行显示。监控目标与对象有明显区别，反应速度快。不同类型监控目标可用不同符号来显示。可显示轨迹。监控目标实时跟踪中的监控目标选择列表列出了当前所有在线监控目标及其是否点名、是否显示两种状态，监控目标选择中被选中的监控目标为主跟踪监控目标，主跟踪监控目标在地图上用红色标识出来，其它非主跟踪监控目标在地图上用灰色标识。监控目标状态显示：用文字方式显示所在点经纬度、监控目标的速度、定位时间、监控目标运行或所处的状态等实时状态信息（执行任务或是待命等）。监控目标参考位置：文字显示监控目标所处位置的处的可参照物，如路名、重要单位及附近的建筑物名称等。(2)报警处理提供操作人员对于监控目标发出的不同类型的报警可做出不同处理的手段。(3)轨迹回放对一监控目标在某段时间内的行驶路线可以重现。可以对这段轨迹进行数量统计。也可将这段轨迹保存成地图上的路线。可查询轨迹上每个点当时的状态。(4)监控目标监控与调度信息监控目标单元设置：遥控设置监控目标单元的基本参数。如中心通信号码、用户代号、发送定位信息的间隔、越界区域值等。监控目标单元检测：检测监控单元是否正常工作。监控目标单元控制：向监控目标单元发送特定的监视、控制指令，如监听等。 (5)监控目标位置和属性查询查询监控目标当前位置及工作状态。监控目标属性查询：根据监控目标的位置及工作状态查询监控目标的属性。5.2.2 报警定位处理自动接受监控目标的报警信号，在地图上将对该目标进行鲜明色彩及图标的突出显示并以声、光报警提醒值班员注意，同时在屏幕上显示该移动目标的用户卡片资料；具有报警确认、报警取消、越界报警、限速报警等辅助决策功能。5.2.3 监控目标跟踪能够实现对选定监控目标进行实时跟踪，并返回监控目标所在地的地理名称；查询某地点范围内所有监控目标的分布情况；本地监控人员可通过控制中心向远端监控目标上的人员发送信息。5.2.4 监控中心事件记录中心应对设备所有发送的消息存储，作为历史资料查询。5.2.5 历史行程跟踪历史行程跟踪可以根据用户需要，对监控目标的历史行程情况进行查询。历史行程跟踪显示的是过去某段时间内监控目标的运行轨迹，这段轨迹是根据这段时间内监控目标点名时回传的监控目标位置描绘出来的，因而在这段时间内点名次数越多，轨迹描绘越细致、准确。