安全防范工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)講座(4)GPSGISGSM監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)

(4)2/6/20231GPS/GIS/GSM監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)

GPS（GlobalPositioningSystem）即全球定位系統(tǒng)，是由美國建立的一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，用戶可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維導(dǎo)航定位和測速；另外，利用該系統(tǒng)，用戶還能夠進(jìn)行高精度的時(shí)間傳遞和高精度的精密定位。GIS（GeographicInformationSystem,）即地理信息系統(tǒng)。是一種采集、處理、傳輸、存儲、管理、查詢檢索、分析、表達(dá)和應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它主要包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)和用戶等幾個(gè)部分。地理信息系統(tǒng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國土資源、地礦、軍事、交通、測繪、水利、廣播電視、通訊、電力、公安、社區(qū)管理、教育、能源等幾乎所有的行業(yè)。GSM(GlobalSystemforMobileCommunication)全球移動通訊系統(tǒng)。2/6/20232

重點(diǎn)討論以下內(nèi)容；●GPS定位原理和方法；●GPS布網(wǎng)方法；●城市汽車防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)；●城市汽車監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)性能比較；●地理信息系統(tǒng)GIS）；●GPS/GSM汽車防盜預(yù)警系統(tǒng)。2/6/202334.1GPS定位原理和方法

4.1.1GPS系統(tǒng)的定義GPS是利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測距、測速和定時(shí)，能夠?yàn)槿蚍秶鷥?nèi)海陸空各個(gè)用戶連接、實(shí)時(shí)、全天候地提供高精度的三給位置、三維速度和時(shí)間信息的空間無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。

全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)分為以下兩類：一類是美國的GPS另一類是俄羅斯的GLONASS美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS），它是繼阿波羅登月和航天飛機(jī)之后的第三航天工程，1973年美國授權(quán)研制第二代星基被動式無線導(dǎo)航定位系統(tǒng)，1993年全部發(fā)射部署完畢，1995年4月27日達(dá)到全運(yùn)動狀態(tài)。俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GLobalNavigationSatelliteSystem簡稱GLONASS，它是前蘇聯(lián)于1982年宣布研制開發(fā)的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，前蘇聯(lián)解體前發(fā)射10顆，隨后俄羅斯于1996年1月18日發(fā)射部署完畢，并投入全運(yùn)動狀態(tài)。2/6/20234

4.1.2GPS系統(tǒng)的組成

GPS系統(tǒng)由三部分組成：空間部分、地面控制部分和用戶部分。1.空間部分GPS的空間部分是由24顆飛行在20183公里高空的GPS工作衛(wèi)星所組成，這些GPS工作衛(wèi)星共同組成了GPS衛(wèi)星星座，其中21顆為可用于導(dǎo)航的衛(wèi)星，3顆為活動的備用衛(wèi)星[3]。這24顆衛(wèi)星分布在6個(gè)傾角為55°的軌道上繞地球運(yùn)動。衛(wèi)星的運(yùn)動周期約為12恒星時(shí)。每顆GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導(dǎo)航定位的信號。GPS用戶正是利用這些信號來進(jìn)行工作的。GPS衛(wèi)星發(fā)射兩種頻率的載波信號，即頻率為1575.42MHz的L1載波和頻率為1227.60HMz的L2載波，它們的頻率分別是其中頻率10.23MHz的154倍和120倍，它們的波長分別為19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分別調(diào)制著多種信號，這些信號主要有：C/A碼C/A碼又被稱為粗捕獲碼，它被調(diào)制在L1載波上，是1MHz的偽隨機(jī)噪聲碼（PRN碼），其碼長為1023位（周期為1ms）。由于每顆衛(wèi)星的C/A碼都不一樣，因此，我們經(jīng)常用它們的PRN號來區(qū)分它們。C/A碼是普通用戶用以測定測站到衛(wèi)星間的距離的一種主要的信號。P碼P碼又被稱為精碼，它被調(diào)制在L1和L2載波上，是10MHz的偽隨機(jī)噪聲碼，其周期為七天。在實(shí)施AS時(shí)，P碼與W碼進(jìn)行模二相加生成保密的Y碼，此時(shí)，一般用戶無法利用P碼來進(jìn)行導(dǎo)航定位。導(dǎo)航信息導(dǎo)航信息被調(diào)制在L1載波上，其信號頻率為50Hz，包含有GPS衛(wèi)星的軌道參數(shù)、衛(wèi)星鐘改正數(shù)和其它一些系統(tǒng)參數(shù)。用戶一般需要利用此導(dǎo)航信息來計(jì)算某一時(shí)刻GPS衛(wèi)星在地球軌道上的位置，導(dǎo)航信息也被稱為廣播星歷。2/6/20235

2.地面控制部分GPS的地面控制部分由分布在全球的由若干個(gè)跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成，根據(jù)其作用的不同，這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。主控站有一個(gè)，位于美國克羅拉多（Colorado）的法爾孔（Falcon）空軍基地，它的作用是根據(jù)各監(jiān)控站對GPS的觀測數(shù)據(jù)，計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)，它還對衛(wèi)星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當(dāng)工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)度備用衛(wèi)星，替代失效的工作衛(wèi)星工作；另外，主控站也具有監(jiān)控站的功能。監(jiān)控站有五個(gè)，除了主控站外，其它四個(gè)分別位于夏威夷（Hawaii）、阿松森群島（Ascencion）、迭哥伽西亞（DiegoGarcia）、卡瓦加蘭（Kwajalein），監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號，監(jiān)測衛(wèi)星的工作狀態(tài)；注入站有三個(gè)，它們分別位于阿松森群島（Ascencion）、迭哥伽西亞（DiegoGarcia）、卡瓦加蘭（Kwajalein），注入站的作用是將主控站計(jì)算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入到衛(wèi)星中去。2/6/20236

3.用戶部分GPS的用戶部分由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計(jì)算機(jī)氣象儀器等所組成。它的作用是接收GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號，利用這些信號進(jìn)行導(dǎo)航定位等工作。GPS接收機(jī)最簡單的使用是不組網(wǎng)單機(jī)使用，例如船用導(dǎo)航儀，陸用手持定位儀等。它包括以下內(nèi)容：有源天線（含前置放大器）；高頻信號識別和處理電路；微機(jī)、用于控制接收機(jī)捕捉數(shù)據(jù)、解釋導(dǎo)航電文；進(jìn)行差分基準(zhǔn)信號接收和差分運(yùn)算；操作鍵、顯示板和數(shù)據(jù)存儲器；其它附屬部件，如石英鐘、電源等。說明：歷書──GPS衛(wèi)星都播發(fā)有關(guān)它們自身導(dǎo)航信號，告訴接收機(jī)哪些衛(wèi)星處于工作之中，以及它們的位置。GPS用碼信號來識別它們的歷書，從而告訴接收機(jī)在地平線上的是哪些星可以接收。星歷──它是把衛(wèi)星的精確位置準(zhǔn)確地告訴接收機(jī)，每顆衛(wèi)星都播發(fā)自己的星歷。星歷是“超級歷書”。2/6/20237

4.1.3GPS定位原理和方法

1．工作原理GPS是采用交互定位的原理。已知幾個(gè)點(diǎn)的距離，則可求出未知點(diǎn)所處的位置。對GPS而言，已知點(diǎn)是空間和衛(wèi)星，未知點(diǎn)是地面某一移動目標(biāo)。衛(wèi)星的距離由衛(wèi)星信號傳播時(shí)間來測定，將傳播時(shí)間乘上光速可求出距離為：R=Vt其中：無線信號傳輸速度為V=3×108米/秒，衛(wèi)星信號傳到地面時(shí)間為t（衛(wèi)星信號傳輸?shù)降孛娲蠹s需0.06秒）。最其本的問題是要求衛(wèi)星和用戶接收機(jī)都配備很精確的時(shí)鐘，但一般為降低成本，用戶接收機(jī)都用石英鐘，衛(wèi)星上采用的原子鐘。由于光速很快，要求衛(wèi)星和接收機(jī)相互間同步精度達(dá)到納秒級（10-6秒），而接收機(jī)是石英鐘，測量時(shí)就會產(chǎn)生較大的誤差，該誤差可通過計(jì)算機(jī)加以清除。因?yàn)槊款w衛(wèi)星之間的時(shí)鐘同步性十分精確，因此同時(shí)跟蹤四顆GPS可見衛(wèi)星后就能解算出徑、緯度、高度及接收機(jī)鐘差，在數(shù)學(xué)上由四個(gè)方程求解四個(gè)未知數(shù)是典型的運(yùn)算。所以一個(gè)GPS接收機(jī)必須同時(shí)接收四顆衛(wèi)星才能進(jìn)行三維定位，而對于實(shí)時(shí)厘米級定位精度，則要求五顆或更多的衛(wèi)星。在理想情況下，因?yàn)镚PS系統(tǒng)有24顆衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動，通常在水平角10度以上都能觀測到七顆衛(wèi)星。但如果附近有山、建筑物或其它遮蔽，那么可見的衛(wèi)星會減到四顆、三顆或更少，這樣接收機(jī)就很難定位，故有的應(yīng)用還要與慣性導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合。2/6/20238

2．GPS定位方法GPS定位的方法是多種多樣的，用戶可以根據(jù)不同的用途采用不同的定位方法。GPS定位方法可依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，作如下劃分：根據(jù)定位所采用的觀測值在GPS定位中，經(jīng)常采用下列觀測值中的一種或幾種進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以確定出待定點(diǎn)之間的基線向量：L1載波相位觀測值L2載波相觀觀測值（半波或全波）調(diào)制在L1上的C/A碼偽距調(diào)制在L1上的P碼偽距調(diào)制在L2上的P碼偽距L1上的多普勒頻移L2上的多普勒頻移實(shí)際上，在進(jìn)行GPS定位時(shí)，除了大量地使用上面的觀測值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以外，還經(jīng)常使用地面的觀測值通過某些組合而形成的一些特殊觀測值，如寬巷觀測值（Wide-Lane）、窄巷觀測值（Narrow-Lane）、消除電離層延遲的觀測值（Ion-Free）來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2/6/20239

偽距定位偽距定位所采用的觀測值為GPS偽距觀測值，所采用的偽距觀測值既可以是C/A碼偽距，也可以是P碼偽距。偽距定位的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)處理簡單，對定位條件的要求低，不存在整周模糊度的問題，可以非常容易地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位；其缺點(diǎn)是觀測值精度低，C/A碼偽距觀測值的精度一般為3米，而P碼偽距觀測值的精度一般也在30個(gè)厘米左右，從而導(dǎo)致定位成果精度低，另外，若采用精度較高的P碼偽碼觀測值，還存在AS的問題。載波相位定位戴波相位定位所采用的觀測值為GPS的載波相位觀測值，即L1、L2或它們的某種線性組合。載波相位定位的優(yōu)點(diǎn)是觀測值的精度高，一般優(yōu)于2個(gè)毫米；其缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜，存在整周模糊度的問題。根據(jù)定位的模式絕對定位絕對定位又稱為單點(diǎn)定位，這是一種采用一臺接收機(jī)進(jìn)行定位的模式，它所確定的是接收機(jī)天線的絕對坐標(biāo)。這種定位模式的特點(diǎn)是作業(yè)方式簡單，可以單機(jī)作業(yè)。絕對定位一般用于導(dǎo)航和精度要求不高的應(yīng)用中。2/6/202310

相對定位相對定位又稱為差分定位，這種定位模式采用兩臺以上的接收機(jī)，同時(shí)對一組相同的衛(wèi)星進(jìn)行觀測，以確定接收機(jī)天線間的相互位置關(guān)系。根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間實(shí)時(shí)定位實(shí)時(shí)定位是根據(jù)接收觀測到的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地解算出接收機(jī)天線所在的位置。非實(shí)時(shí)定位非實(shí)時(shí)定位又稱后處理定位，它是通過對接收機(jī)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理以進(jìn)行定位得方法。2/6/202311

根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)動態(tài)定位所謂動態(tài)定位，就是在進(jìn)行GPS定位時(shí)，認(rèn)為接收機(jī)的天線在整個(gè)觀測過程中的位置是變化的。也就是說，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將接收機(jī)天線的位置作為一個(gè)隨時(shí)間的改變而改變的量。動態(tài)定位又分為Kinematic和Dynamic兩類。靜態(tài)定位所謂靜態(tài)定位，就是在進(jìn)行GPS定位時(shí)，認(rèn)為接收機(jī)的天線在整個(gè)觀測過程中的位置是保持不變的。也就是說，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將接收機(jī)天線的位置作為一個(gè)不隨時(shí)間的改變而改變的量。在測量中，靜態(tài)定位一般用于高精度的測量定位，其具體觀測模式多臺接收機(jī)在不同的觀測站上進(jìn)行靜止同步觀測，時(shí)間由幾分鐘、幾小時(shí)甚至數(shù)十小時(shí)不等。2/6/202312

4.1.4GPS定位的誤差因素和提高精度的方法

1．GPS定位的誤差因素在利用GPS進(jìn)行定位時(shí)，會受到各種各樣的因素的影響。影響GPS定位精度的因素可以分為以下四大類；（1）與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素SA美國政府從其國家利益出發(fā)，通過降低廣播星歷精度（技術(shù)）、在GPS在基準(zhǔn)信號中加入高頻抖動（技術(shù)）等方法，人為降低普通用戶利用GPS進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)的精度。衛(wèi)星星歷誤差在進(jìn)行GPS定位時(shí)，計(jì)算在某時(shí)刻GPS衛(wèi)星位置所在的衛(wèi)星軌道參數(shù)是通過各種類型的星歷提供的，但不論采用哪種類型的星歷，所計(jì)算出的衛(wèi)星位置都會與其真實(shí)位置有所差異，這就是所謂的星歷誤差。衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星鐘差是GPS衛(wèi)星上所安裝的原子鐘的鐘面時(shí)與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之間的誤差。衛(wèi)星信號發(fā)射天線相位中心偏差衛(wèi)星信號發(fā)射天線相位中心偏差是GPS衛(wèi)星上信號發(fā)射天線的標(biāo)稱相位中心與其真實(shí)相位中心之間的差異。2/6/202313

與傳播途徑有關(guān)的因素電離層延遲由于地球周圍的電離層對電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為電離層延遲。電磁波所受電離層折射的影響與電磁波的頻率以及電磁波傳播途徑上電子總含量有關(guān)。對流層延遲由于地球周圍的對流層對電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為對流層延遲。電磁波所受對流層折射的影響與電磁波傳播途徑上的溫度、濕度和氣壓有關(guān)。多路徑效應(yīng)由于接收機(jī)周圍環(huán)境的影響，使得接收機(jī)接收到的衛(wèi)星信號中還包含有各種反射和折射信號的影響，這就是所謂的多路徑效應(yīng)。2/6/202314

與接收機(jī)有關(guān)的因素接收機(jī)鐘差接收機(jī)鐘差是GPS接收機(jī)所使用的鐘的鐘面時(shí)與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間的差異。接收機(jī)天線相位中心偏差接收機(jī)天線相位中心偏差是GPS接收機(jī)天線的標(biāo)稱相位中心與其真實(shí)的相位中心之間的差異。接收機(jī)軟件和硬件造成的誤差在進(jìn)行GPS定位時(shí)，定位結(jié)果還會受到諸如處理與控制軟件和硬件等的影響。

其它因素●GPS控制部分人為或計(jì)算機(jī)造成的影響；●由于GPS控制部分的問題或用戶在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)引入的誤差等；●數(shù)據(jù)處理軟件的影響；●數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對定位結(jié)果的影響。

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俄羅斯發(fā)射的導(dǎo)航定位星壽命是3年，到期要發(fā)射新星替補(bǔ)，從綜合國力講，很難保證GLONASS導(dǎo)航衛(wèi)星的空間實(shí)際飛行數(shù)量，可能會減少。這并不是講LGANOSS應(yīng)用的價(jià)值，現(xiàn)在很多國家都研制生產(chǎn)一種GPS和GLANOSS兼容接收機(jī)，平時(shí)可增加接收導(dǎo)航星的捕捉速度，戰(zhàn)時(shí)，在多極世界，總有一個(gè)空間導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)可使用，不可能同時(shí)與美俄作戰(zhàn)。同時(shí)利用GPS加GLONASS可增加提高定位精度。從GPS技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成速，剩下來要解決的問題有二個(gè)：解決城市樓群樹村遮擋影響；降低成本。對我國而言，要避開中央占領(lǐng)兩廂，即避開GPS核心部件的開發(fā)，占領(lǐng)：電子地圖和地理信息系統(tǒng)的開發(fā)；2/6/202316

GPS應(yīng)用系統(tǒng)的外圍設(shè)備的開發(fā)和生產(chǎn)。GPS應(yīng)用領(lǐng)域很廣闊，就城市范圍而言，有下列幾種：公檢法系統(tǒng)警車金融系統(tǒng)運(yùn)鈔車郵政急救特種運(yùn)輸公交車輛電子站牌出租車及家庭私車軍隊(duì)車輛及訓(xùn)練GPS系統(tǒng)工程目前正處在一個(gè)發(fā)展高峰期，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，應(yīng)用的領(lǐng)域會越來越寬廣，國民經(jīng)濟(jì)和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域均可應(yīng)用，除了系統(tǒng)組網(wǎng)外，還用于個(gè)人手持機(jī)、一般性導(dǎo)航定位、高檔賓館的時(shí)鐘系統(tǒng)等等。2/6/202317

GPS使用的術(shù)語GPS使用的術(shù)語有：1.坐標(biāo)(coordinate)坐標(biāo)有2維（經(jīng)度、緯度）、3維（經(jīng)度、緯度、高度）兩種。當(dāng)只能收到3顆衛(wèi)星的信號時(shí)，顯示2維坐標(biāo)（可能還會顯示高度數(shù)據(jù)，但這數(shù)據(jù)是無效的）；當(dāng)只能收到4顆衛(wèi)星的信號時(shí)，顯示3維坐標(biāo)。2．GPS的經(jīng)緯度GPS的經(jīng)緯度地球子午線長是39940.67公里，一緯度合110.94公里，一分合1.849公里，一秒合30.8米；赤道圈是40075.36公里，北京地區(qū)的經(jīng)度一度合276公里，一分合1.42公里一秒合23.69米。3．路標(biāo)(LandmarkorWaypoint)是GPS數(shù)據(jù)核心，它是構(gòu)成“路線”的基礎(chǔ)，路標(biāo)是GPS主要功能之一。4.路線(ROUTE)是GPS內(nèi)存中存儲的一組數(shù)據(jù)，包括一個(gè)起點(diǎn)和一個(gè)終點(diǎn)的坐標(biāo)，還可以包括若干中間點(diǎn)的坐標(biāo)。2/6/202318

5.前進(jìn)方向(Heading)GPS沒有指南針的功能，靜止不動時(shí)它是不知道方向的。一旦動了起來，它就能知道自己的運(yùn)動方向。GPS每隔一秒更新一次當(dāng)前地點(diǎn)信息，每一點(diǎn)的坐標(biāo)和上一點(diǎn)的坐標(biāo)一比較，就可以知道前進(jìn)的方向，6.導(dǎo)向(Bearing)●以設(shè)定"走向"(GOTO)目標(biāo)。"走向"目標(biāo)的設(shè)定可以按"GOTO"鍵，然后從列表中選擇一個(gè)路標(biāo)。以后"導(dǎo)向"功能將導(dǎo)向此路標(biāo)?！衲壳坝谢钴S路線(Activityroute)。活躍路線一般在設(shè)置->路線菜單下設(shè)定。如果目前有活動路線，那么"導(dǎo)向"的點(diǎn)是路線中第一個(gè)路點(diǎn)，每到達(dá)一個(gè)路點(diǎn)后，自動指到下一個(gè)路點(diǎn)。在"導(dǎo)向"頁面上部都會標(biāo)有當(dāng)前導(dǎo)向路點(diǎn)名稱("ROUTE"里的點(diǎn)也是有名稱的)。它是根據(jù)當(dāng)前位置，計(jì)算出導(dǎo)向目標(biāo)對你的方向角，以與"前進(jìn)方向"相同的角度值顯示。同時(shí)顯示離目標(biāo)的距離等信息。讀出導(dǎo)向方向，按此方向前進(jìn)即可走到目的地。有些GPS把前進(jìn)方向和導(dǎo)向功能結(jié)合起來，只要用GPS的頭指向前進(jìn)方向，就會有一個(gè)指針箭頭指向前進(jìn)方向和目標(biāo)方向的偏角，跟著這個(gè)箭頭就能找到目標(biāo)。2/6/202319

7.日出日落時(shí)間(Sunset/raisetime)GPS能夠顯示當(dāng)?shù)氐娜粘?、日落時(shí)間，這個(gè)時(shí)間是GPS根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)度和日期計(jì)算得到的，是指平原地區(qū)的日出、日落時(shí)間，在山區(qū)因?yàn)橛猩郊拐趽酰照諘r(shí)間根據(jù)情況要早晚各少半個(gè)小時(shí)以上。8.足跡線(Plottrail)GPS每秒更新一次坐標(biāo)信息，記載自己的運(yùn)動軌跡。2/6/2023204.2GPS布網(wǎng)方法

4.2.1GPS布網(wǎng)中使用的坐標(biāo)系統(tǒng)一個(gè)完整的坐標(biāo)系統(tǒng)是由坐標(biāo)系統(tǒng)和基準(zhǔn)兩方面要素所構(gòu)成的。坐標(biāo)系指的是描述空間位置的表達(dá)形式，而基準(zhǔn)指的是為描述空間位置而定義的一系列點(diǎn)、線、面。在大地測量中的基準(zhǔn)一般是指為確定點(diǎn)在空間中的位置，而采用的地球橢球或參考橢球的幾何參數(shù)和物理參數(shù)，及其在空間的定位、定向方式，以及在描述空間位置時(shí)所采用的單位長度和定義。１．坐標(biāo)系的分類正如前面所提及的，所謂坐標(biāo)系指的是描述空間位置的表達(dá)形式，即采用什么方法來表示空間位置。人們?yōu)榱嗣枋隹臻g位置，采用了多種方法，從而也產(chǎn)生了不同的坐標(biāo)系，如直角坐標(biāo)系，極坐標(biāo)系等。在測量中，常用的坐標(biāo)系有以下幾種：空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于參考橢球的中心，Z軸指向參考橢球的北極，X軸指向起始子午面與赤道的交點(diǎn)，Y軸位于赤道面上，且按右手系與X軸呈90°夾角。某點(diǎn)在空間中的坐標(biāo)可用該點(diǎn)在此坐標(biāo)系的各個(gè)坐軸上的投影來表示。如圖4-1所示。2/6/202321

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平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系是利用投影變換，將空間坐標(biāo)（空間直角坐標(biāo)或空間大地坐標(biāo)）通過某種數(shù)學(xué)變換映射到平面上，這種變換又稱為投影變換。投影變換的方法有很多，如UTM投影、Lambuda投影等，在我國采用的是高斯-克呂格投影，也稱為高斯投影。２．基準(zhǔn)所謂基準(zhǔn)是指為描述空間位置而定義的點(diǎn)、線、面，在大地測量中，基準(zhǔn)是指用以描述地球形狀的參考橢球的參數(shù)，如參考橢球的長短半軸，以及參才橢球在空間中的定位及定向，還有在描述這些位置時(shí)所采用的單位長度的定義。2/6/202324

GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則１．出發(fā)點(diǎn)GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是在保證質(zhì)量的前提下，盡可能地提高效率，努力降低成本。因此，在進(jìn)行GPS的設(shè)計(jì)和測設(shè)時(shí)，既不能脫離實(shí)際的應(yīng)用需求，盲目地最求不必要的高精度和可靠性；也不能為追求高效率和低成本，而放棄對質(zhì)量的要求。２．GPS網(wǎng)布網(wǎng)作業(yè)準(zhǔn)則選點(diǎn)選點(diǎn)有以下準(zhǔn)則：為保證對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測和衛(wèi)星信號的質(zhì)量，要求測站上空盡可能的開闊，在10°~5°高度角以上不能有成片的障礙物。為減少各種電磁波對GPS衛(wèi)星信號的干擾，在測站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾源，如大功率無線電發(fā)射設(shè)施、高壓輸電線等。為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生，測站應(yīng)遠(yuǎn)離對電磁波信號反射強(qiáng)烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。為便于觀測作業(yè)和今后的應(yīng)用，測站應(yīng)選在交通便利，上點(diǎn)方便的地方。測站應(yīng)選擇在易于保存的地方。2/6/202325

提高GPS網(wǎng)可靠性的方法提高GPS網(wǎng)可靠性的方法如下：增加觀測期數(shù)（增加獨(dú)立基線數(shù)）。在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，適當(dāng)增加觀測期數(shù)（時(shí)段數(shù)）對于提高GPS網(wǎng)的可靠性非常有效。因?yàn)椋S著觀測期數(shù)的增加，所測得的獨(dú)立基線數(shù)就會增加，而獨(dú)立基線數(shù)的增加，對網(wǎng)的可靠性提高是非常有業(yè)的。保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)。保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)，可確保GPS網(wǎng)的可靠性。一方面，通過在同一測站上的多次觀測，可有效地發(fā)現(xiàn)一些人為錯誤；另一方面，重復(fù)設(shè)站次數(shù)的增加，也意味著觀測期數(shù)的增加。不過，需要注意的是，當(dāng)同一臺接收機(jī)在同一測站上連續(xù)進(jìn)行多個(gè)時(shí)段的觀測時(shí)，各個(gè)時(shí)段間必須重新安置儀器，以更好地消除各種人為操作誤差和錯誤。保證每個(gè)測站至少與三條以上的獨(dú)立基線相連，這樣可以使得測站具有較高的可靠性。在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，各個(gè)點(diǎn)的可靠性與點(diǎn)位無直接關(guān)系，而與該點(diǎn)上所連接的基線數(shù)有關(guān)，點(diǎn)上所連接的基線數(shù)越多，點(diǎn)的可靠性則越高。在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，檢查GPS觀測值（基線向量）質(zhì)量的最佳方法是異步環(huán)閉合差，而隨著組成異步環(huán)的基線向量數(shù)的增加，基檢驗(yàn)質(zhì)量的能力將逐漸下降。2/6/202326

（3）提高GPS網(wǎng)精度的方法提高GPS網(wǎng)精度的方法如下：為保證GPS網(wǎng)中各相鄰點(diǎn)具有較高的相對精度，對網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測，以獲得它們間的直接觀測基線。為提高整個(gè)GPS網(wǎng)的精度，可以在全面網(wǎng)之上布設(shè)框架圖，以框架網(wǎng)作為整個(gè)GPS網(wǎng)的骨架。在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條。在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，引入高精度激光測距邊，作為觀測值與GPS觀測值（基線向量）一同進(jìn)行聯(lián)合平差，或?qū)⑺鼈冏鳛槠鹚氵呴L。若要采用高程擬合的方法，測定網(wǎng)中各點(diǎn)的正常高/正高，則需在布網(wǎng)時(shí)選定一定數(shù)量的水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)竟可能的多，且應(yīng)在網(wǎng)中均勻分布，還要保證有部分點(diǎn)分布在網(wǎng)中的四周，將整個(gè)網(wǎng)包含在其中。為提高GPS網(wǎng)的尺度精度，可采用如下方法：增設(shè)長時(shí)間、多時(shí)段的基線向量。2/6/202327

（4）布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算點(diǎn)的選取與分布若要求所布設(shè)的GPS網(wǎng)的成果與舊成果吻合最好，則起算點(diǎn)數(shù)量越多越好，若不要求所布設(shè)的GPS網(wǎng)的成果完全與舊成果吻合，則一般可選3~5個(gè)起算點(diǎn)，這樣既可以保證新老坐標(biāo)成果的一致性，也可以保持GPS網(wǎng)的原有精度。為保證整網(wǎng)的點(diǎn)位精度均勻，起算點(diǎn)一般應(yīng)均勻地分布在GPS網(wǎng)的周圍。要避免所有的起算點(diǎn)分布在網(wǎng)中一側(cè)的情況。（5）布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算邊長的選取與分布在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，可以采用高精度激光測距邊作為起算邊長，激光測距邊的數(shù)量可在3~5條左右，它們可設(shè)置在GPS網(wǎng)中的任意位置。但激光測距邊兩端點(diǎn)的高差不應(yīng)過分懸殊。（6）布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算方位的選取與分布在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，可以引入起算方位，但起算方位不宜太多，起算方位可布設(shè)在GPS網(wǎng)中的任意位置。2/6/202328

4.2.3GPS基線向量網(wǎng)的布網(wǎng)形式GPS網(wǎng)常用的布網(wǎng)形式有以下幾種：跟蹤站式會戰(zhàn)式多基準(zhǔn)站式（樞紐點(diǎn)式）同步圖形擴(kuò)展式單基準(zhǔn)站式跟蹤站式布網(wǎng)形式若干臺接收機(jī)長期固定安放在測站上，進(jìn)行常年、不間斷的觀測，即一年觀測365天，一天觀測24小時(shí)，這種觀測方式很象是跟蹤站，因此，這種布網(wǎng)形式被稱為跟蹤站式。特點(diǎn)由于在采用跟蹤站式的布網(wǎng)形式布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，接收機(jī)在各個(gè)測站上進(jìn)行了不間斷的連續(xù)觀測，觀測時(shí)間長、數(shù)據(jù)量大，而且在處理采用這種方式所采集的數(shù)據(jù)時(shí)，一般采用精密星歷，因此，采用此種形式布設(shè)的GPS網(wǎng)具有很高的精度和框架基準(zhǔn)特性。每個(gè)跟蹤站為保證連續(xù)觀測，一般需要建立專門的永久性建筑即跟蹤站，用以安置儀器設(shè)備，這使得這種布網(wǎng)形式的觀測成本很高。此種布網(wǎng)形式一般用于建立GPS跟蹤站（AA級網(wǎng)），對于普通用途的GPS網(wǎng)，由于此種布網(wǎng)形式觀測時(shí)間長、成本高，故一般不被采用。2/6/202329

２．會戰(zhàn)式布網(wǎng)形式在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，一次組織多臺GPS接收機(jī)，集中在一段不太長的時(shí)間內(nèi)，共同作業(yè)。在作業(yè)時(shí)，所有接收機(jī)在若干天的時(shí)間里分別在同一批點(diǎn)上進(jìn)行多天、長時(shí)段的同步觀測，在完成一批點(diǎn)的測量后，所有接收機(jī)又都遷移到另外一批點(diǎn)上進(jìn)行相同方式的觀測，直至所有的點(diǎn)觀測完畢，這就是所謂的會戰(zhàn)式的布網(wǎng)。特點(diǎn)采用會戰(zhàn)式布網(wǎng)形式所布設(shè)的GPS網(wǎng)，因?yàn)楦骰€均進(jìn)行過較長的時(shí)間、多時(shí)段的觀測，所以可以較好地消除SA等因素的影響，因而具有特高的尺度精度。此種布網(wǎng)方式一般用于布設(shè)A、B級網(wǎng)。2/6/202330

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（2）特點(diǎn)采用多基準(zhǔn)站式的布網(wǎng)形式所布設(shè)的GPS網(wǎng)，由于在各個(gè)基準(zhǔn)站之間進(jìn)行了長時(shí)間的觀測，因此，可以獲得較高精度的定位結(jié)果，這些高精度的基線向量可以作為整個(gè)GPS網(wǎng)的骨架。另外一方面，其余的進(jìn)行了同步觀測的接收機(jī)間除了自身間有基線向量相連外，它們與各個(gè)基準(zhǔn)站之間也存在有同步觀測，因此，也有同步觀測基線相連，這樣可以獲得更強(qiáng)的圖形結(jié)構(gòu)。2/6/202332

４．同步圖形擴(kuò)展式（1）布網(wǎng)形式所謂同步圖形擴(kuò)展式的布網(wǎng)形式，就是多臺接收機(jī)在不同測站上進(jìn)行同步觀測，在完成一個(gè)時(shí)段的同步觀測后，又遷移到其它的測站上進(jìn)行同步觀測，每次同步觀測都要以形成一個(gè)同步圖形，在測量過程中，不同的同步圖形間一般有若干個(gè)公共點(diǎn)相連，整個(gè)GPS網(wǎng)由這些同步圖形構(gòu)成。（2）特點(diǎn)同步圖形擴(kuò)展式的布網(wǎng)形式具有擴(kuò)展速度快，圖形強(qiáng)度較高，且作業(yè)方法簡單的優(yōu)點(diǎn)。同步圖形擴(kuò)展式是布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)最常用的一種布網(wǎng)形式。2/6/202333

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2/6/2023374.3城市汽車防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)

4.3.1城市汽車防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)簡介建立城市汽車防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)的必要性隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車業(yè)的高速發(fā)展和進(jìn)入家庭，汽車防盜就日益突出，這促進(jìn)了汽車防盜反劫報(bào)警技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。因此，汽車防盜反劫報(bào)警應(yīng)用領(lǐng)域潛力很大。據(jù)南方某中等城市統(tǒng)計(jì)，平均每日被盜被劫車輛達(dá)4-5輛，找回概率占20％，以每輛車20萬元計(jì)算，每年保險(xiǎn)公司就損失人民幣2.6億元。如果安裝防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)后，提高破案率以80％計(jì)算，每年可使保險(xiǎn)公司減少損失達(dá)人民幣2億元。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國每天有340輛車被盜被搶，這給企業(yè)、事業(yè)單位和個(gè)人帶來很大損失和不便，同時(shí)也給保險(xiǎn)公司每年帶來幾百億人民幣的損失。建立城市汽車防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)是非常必要的。2/6/202338

國內(nèi)外城市汽車防盜反劫的狀況國外汽車防盜技術(shù)也是經(jīng)過機(jī)械式、電子電路式和無線電方式的發(fā)展過程。采用無線電防盜劫技術(shù)在國外已有10多年的歷史，美國超過15個(gè)城市建立了無線電定位跟蹤系統(tǒng)，兼有車輛防盜反劫及調(diào)度管理功能，使數(shù)十萬輛汽車受益。美國在各大城市建立汽車防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)全國漫游。國內(nèi)，在北京、天津、上海、深圳等城市已有少量汽車構(gòu)成試驗(yàn)性無線防盜報(bào)警系統(tǒng)。影響系統(tǒng)廣泛應(yīng)用有三個(gè)因素：一是技術(shù)設(shè)備的穩(wěn)定性可靠性；二是資金；三是人們認(rèn)識的局限性。譬如車主不愿花錢買車載設(shè)備和付入網(wǎng)費(fèi)，設(shè)備價(jià)貴是一個(gè)原因，更主要的原因是汽車上了保險(xiǎn)，車被盜劫有保險(xiǎn)公司進(jìn)行賠付，個(gè)人經(jīng)濟(jì)損失不大。所以降低車載設(shè)備的價(jià)格和保險(xiǎn)公司的保賠付率，也許能促進(jìn)城市汽車防盜反劫行業(yè)發(fā)展之路。2/6/202339

建立城市汽車防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)的可行性城市汽車防盜反劫方法也是多種多樣的?，F(xiàn)在普遍采用的方法有機(jī)械方式、電子遙控方式和無線通訊方式。方向盤鎖、排擋等方法屬機(jī)械方式，電子遙控方式是利用聲光報(bào)警，通常稱為遙控報(bào)警器，還可切斷點(diǎn)火電路，使車輛不能發(fā)動處于停止?fàn)顟B(tài)。隨著防盜反劫報(bào)警技術(shù)的發(fā)展，犯罪的手段也不斷提高。因此能不能不驚動罪犯而遇盜劫時(shí)進(jìn)行車輛定位跟蹤和報(bào)警，這就是現(xiàn)時(shí)最好的一種防盜反劫報(bào)警新技術(shù)──無線防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)。４．聯(lián)網(wǎng)當(dāng)然，“科技強(qiáng)警”，意在加強(qiáng)安全防范，加強(qiáng)防盜反劫的警力。智能犯罪也在不斷提高作案手段，僅僅依靠技術(shù)設(shè)備的“唯武器論”是不可取的，任何時(shí)候離不開公安人員。聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)雖然在我國發(fā)展歷史還不長，也已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣的體系，有的利用無線尋呼系統(tǒng)，有的利用公用有線和無線通信系統(tǒng)，有的建立專門的無線電發(fā)射接收系統(tǒng)，目前主要有GPS系統(tǒng)、GSM系統(tǒng)和CAS系統(tǒng)等。但是不論體系如何，它都必須至少具備網(wǎng)絡(luò)中心、車載裝置兩大部分。網(wǎng)絡(luò)中心監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)中的各車輛并且管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，車載裝置擔(dān)任車輛的防范并且和網(wǎng)絡(luò)中心保持聯(lián)系（在防范要求上它應(yīng)和上述車輛防盜報(bào)警系統(tǒng)的功能基本相同，而由于聯(lián)網(wǎng)的需要，它必然還有信息收發(fā)和顯示功能）。不言而喻，網(wǎng)絡(luò)型系統(tǒng)的優(yōu)勢是“技防”加“人防”，也就是說，你的愛車可以隨時(shí)隨地被“關(guān)注”。在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，入網(wǎng)的車輛與網(wǎng)絡(luò)中心之間保持著聯(lián)系，車輛若發(fā)生警情便能夠得到現(xiàn)場救援，具有定位、跟蹤功能時(shí)不僅救援會及時(shí)，還能對車輛準(zhǔn)確地實(shí)施追堵。2/6/202340

目前，一些城市的安全技術(shù)防范管理部門對車輛防盜防搶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)積極推廣、加強(qiáng)管理，使它成為車輛防范的新軍。聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崟r(shí)控制和“人防”的召之即來，不僅使車輛在停放時(shí)防盜、也能在行駛中防搶劫，具有以上非聯(lián)網(wǎng)的防盜產(chǎn)品所沒有的優(yōu)勢。由于聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)普及應(yīng)用的歷史還不長，價(jià)格也高一些。城市汽車防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)的要求：實(shí)時(shí)性好可靠性高定位精度較高價(jià)廉物美（６）城市汽車防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)有四種類型：全球衛(wèi)星定位監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)（簡稱GPS監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)）無線測向定位報(bào)警系統(tǒng)路標(biāo)報(bào)警──電話電纜報(bào)警系統(tǒng)倒GPS報(bào)警系統(tǒng)2/6/202341

4.3.2GPS車載定位監(jiān)控系統(tǒng)GPS監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)包括三大部分：移動目標(biāo)的定位控制單元、監(jiān)控報(bào)警中心和無線傳輸網(wǎng)。GPS監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4-9所示。2/6/202342

車載定位控制單元接收導(dǎo)航定位衛(wèi)星的信號，同時(shí)接收差分基準(zhǔn)信號，進(jìn)行差分運(yùn)算后給出車載位置數(shù)據(jù)，通過無線通訊網(wǎng)傳送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心接收到數(shù)據(jù)信息后，在電子地圖上顯示出車載位置。如信息中有報(bào)警信息，監(jiān)控中心也給出聲光報(bào)警，接警后處警，可與110、122聯(lián)網(wǎng)。2/6/202343

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（1）監(jiān)控報(bào)警中心的功能尋找車輛位置監(jiān)控中心可隨時(shí)查詢車輛的當(dāng)前位置和精確坐標(biāo)。對3G系統(tǒng)應(yīng)采用后向差分技術(shù)提高定位精確。移動車輛跟蹤實(shí)施跟蹤一個(gè)或多個(gè)指定的車輛，隨著車輛的運(yùn)動能自動縮放電子地圖，使目標(biāo)始終落在窗口內(nèi)，并以設(shè)定的時(shí)間隔按跟蹤優(yōu)先級對車輛進(jìn)行跟蹤，形成直觀的運(yùn)動軌跡。警情處理監(jiān)控中心接到報(bào)警后，通過聲光報(bào)警方式告知值班人員，并將報(bào)警車輛移動屏幕中心，顯示出報(bào)警車輛的坐標(biāo)位置、屬性和圖片、警情類別、發(fā)生時(shí)間等，以幫助警方進(jìn)行處警。車輛監(jiān)控可方便的選擇車輛編號和操作指令來實(shí)現(xiàn)位置查詢和控制，車輛編號可從列表中選擇，也可直接輸入；操作指令只能以列表方式選擇。操作指令包括：訪問車輛一次位置信息和一段時(shí)間信息（時(shí)間可任意設(shè)置）；要求車輛以一定的時(shí)間間隔自動顯示位置信息、開關(guān)油路控制、開關(guān)車門控制、監(jiān)聽開啟/結(jié)束；要求車輛主動向中心撥號進(jìn)行通話等。2/6/202346

系統(tǒng)管理監(jiān)控中心程序啟動時(shí)必須輸入操作人員的號碼和口令，系統(tǒng)可設(shè)置管理人員和管理操作人員的權(quán)限和修改口令，各種控制功能受權(quán)限控制。指令行駛路線和越界報(bào)警對車輛監(jiān)控時(shí)，能對不同車輛指定其運(yùn)動路線，由軟件對其自動監(jiān)管，一旦偏離指定路線一定距離，就向監(jiān)控中心發(fā)出報(bào)警。軌跡回放對車輛運(yùn)動軌跡可進(jìn)行存儲和回放，要隨時(shí)查詢某車輛的運(yùn)動軌跡和相關(guān)信息。記錄打印對電子地圖和車輛運(yùn)動軌跡，警情受理、均可記錄打印。信息傳送和系統(tǒng)擴(kuò)展通過有線（或無線、光纖）通訊接口，可把各車輛的監(jiān)控報(bào)警信息傳送到對應(yīng)的二級監(jiān)控中心（分中心）。數(shù)據(jù)查詢功能包括GIS數(shù)據(jù)庫、警力分布數(shù)據(jù)庫、車輛數(shù)據(jù)庫和行車軌跡數(shù)據(jù)庫（如號碼、運(yùn)行路線、速度、方向等）。多級聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控報(bào)警該系統(tǒng)可與110、122、119等系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，便于接警處警。2/6/202347

（2）系統(tǒng)的主要技術(shù)性能指標(biāo)GPS技術(shù)指標(biāo)GPS信道頻率（L波段）1575.42mhz；8通道或12通道；工作方式：GPS多星冗余三維定位；定位精度： 無SA情況精度≤30米； 有SA情況精度<80-100米； 差分定位精度≤10-15米，相位差分精度<1米；測速精度：0.02米/秒，大動態(tài)下0.2米/秒，（無SA情況下）；有SA情況下0.1米/秒，大動態(tài)下0.8米/秒；輸入/輸出數(shù)據(jù)：輸入──自動/人工設(shè)置選星、可輸入初始位置、速度、時(shí)間等；輸出──位置、速度、時(shí)間、偽距、偽距率、載波相位、電文、GPS衛(wèi)星信息等；初始定位時(shí)間：冷啟動（盲收<30分鐘）； 熱啟動<1.5分鐘； 再捕獲時(shí)間≤秒（記憶跟蹤20秒）；數(shù)據(jù)更新率：1-10次/秒（可選）；功耗：10W．2/6/202348

系統(tǒng)主要性能指標(biāo)容量200輛車（可擴(kuò)容）；用單點(diǎn)頻專用通訊網(wǎng)，數(shù)據(jù)速率1.2－1.4Kｂ／ｓ，輪巡速度2-4輛/秒；用GSM公用通訊網(wǎng)，數(shù)傳速率33.6Kｂ／ｓ，輪巡速度每個(gè)蜂窩小區(qū)200輛/秒；數(shù)據(jù)誤碼率≤10；巡回查詢時(shí)間（0.5-2）秒×車輛數(shù)；在無干擾情況下報(bào)警誤報(bào)率為0，漏報(bào)率0，遙控指令準(zhǔn)確率為1。系統(tǒng)安全可靠性根據(jù)不同的模塊和層次，設(shè)有不同權(quán)限的口令，以便在系統(tǒng)功能和信息上為不同的系統(tǒng)操作人員提供不同的接觸級別，防止非本職人員誤操作。車載設(shè)備有IC卡，亦可加密鑰傳輸車載設(shè)備和監(jiān)控中心之間數(shù)據(jù)通訊，進(jìn)行信道編碼和多數(shù)判別，以保證信息傳輸和動作執(zhí)行和正確和可靠。車載設(shè)備應(yīng)耐高低溫，有防塵和防震措施。車載設(shè)備安裝要隱蔽和偽裝，防智能犯罪分子破壞。2/6/202349

３．無線通訊網(wǎng)有專用通訊和公用通訊網(wǎng)專用通訊網(wǎng)可用基高頻VHF、超高頻UHF、800MHz頻段進(jìn)行數(shù)/話傳輸，可建單點(diǎn)頻或多信道的常規(guī)網(wǎng)，并可建集群通訊網(wǎng)。公用通訊網(wǎng)主要指蜂窩移動通訊網(wǎng)，又稱全球移動通訊網(wǎng)（Globalsystｅｍmformobilecommunication簡稱GSM）無線分組數(shù)傳網(wǎng)等。（1）采用專用無線通訊網(wǎng)能夠有效、自動地將信道分配給移動用戶，大大提高頻率利用率；移動用戶可獲得專線電話，具有電話保密性；易于系統(tǒng)管理。（2）采用專用無線通訊網(wǎng)的缺點(diǎn)因?yàn)闊o線頻率資源有限，申請無線頻點(diǎn)較難；基站要架鐵塔建站址，配置收發(fā)訊機(jī)、電源、天線、繢線等，投資高。特別是地形復(fù)雜，覆蓋面積大，需建多個(gè)中繼站、或直放站、或基站、投資更高；基站和中繼站等日常設(shè)備維護(hù)工作量大；監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)受無線通訊范圍限制，不能跨省跨區(qū)漫游。2/6/202350

(3)采用公眾數(shù)字移動通訊網(wǎng)有很大的優(yōu)越性無需建無線專用通訊網(wǎng)，系統(tǒng)工程投資成本大大下降；利用GSM系統(tǒng)，不但開放語音，還可開放數(shù)據(jù)和中文短信息業(yè)務(wù)，這不僅可傳送GPS定位數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)控中心還可通過短數(shù)消息業(yè)務(wù)直接發(fā)布指揮調(diào)度命令；只要GPS數(shù)字移動通訊網(wǎng)開通雙向傳輸功能，就不只是通話和傳送數(shù)據(jù)信息，還可監(jiān)聽到車內(nèi)的聲音和動態(tài)；若轉(zhuǎn)發(fā)失敗，手機(jī)或SMS會自動重發(fā)GPS定位信息。車輛多，短信息不會發(fā)生碰撞，因?yàn)槎绦畔⒉恢皇窃谝粋€(gè)信道上傳送，且到移動通訊網(wǎng)管接收后是自動排隊(duì)，再通過有線傳到監(jiān)控中心；（sms-shorfmessayeseruice）由于公眾服務(wù)網(wǎng)是跨省互聯(lián)網(wǎng)，所以采用GSM技術(shù)傳輸GPS定位信息，可以跨省跨區(qū)漫游；系統(tǒng)建成后，服務(wù)費(fèi)也很低廉，每月短信息業(yè)務(wù)費(fèi)只要10-20元。（4）采用GSM公眾服務(wù)網(wǎng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)通訊網(wǎng)容量較緊張，短信息排隊(duì)傳送數(shù)據(jù)影響實(shí)時(shí)性。這可與電信部門協(xié)商，采用優(yōu)先級傳送，或建立獨(dú)立的高速短消息服務(wù)中心，以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性；GSM沒有通用標(biāo)準(zhǔn)接口，GSM與GPS之間要加一塊接口卡，將GSM數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口。綜上所述，采用GSM數(shù)字移動通訊系統(tǒng)傳送GPS數(shù)據(jù)，是利大于弊，且性能價(jià)格比最佳的優(yōu)選方案。由于GSM發(fā)展日趨完善，數(shù)據(jù)速率已達(dá)到33.6kbps，是未來無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹髁鞣较颉?/6/202351

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（２）DMS監(jiān)控報(bào)警中心功能它是以計(jì)算機(jī)控制和信息處理為中心，其功能如下：接收各基站傳送來的車載單元的方向信息，并解算出車輛的位置，實(shí)時(shí)監(jiān)視車輛狀況；接收各基站的車輛狀況信息，判斷處理結(jié)果，并通過發(fā)射機(jī)發(fā)出點(diǎn)名、檢查等指令；實(shí)時(shí)監(jiān)控所有基站的工作狀況；提供必要的顯示操作界面，一般用Mapinfor開發(fā)平臺的電子地圖；提供與110、122等特殊服務(wù)中心的接入手段，以便聯(lián)網(wǎng)。５．車載追蹤臺車載追蹤臺是可移動的基站，基組成和功能與基站類同。通過測量到的報(bào)警車輛方位信算實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確追蹤。一般作用距離為4公里。６．無線測向定位報(bào)警系統(tǒng)的主要技術(shù)性能指標(biāo)系統(tǒng)容量10萬-100萬輛車；遇警隨機(jī)突發(fā)，有效發(fā)射時(shí)間為100毫秒，報(bào)警平均時(shí)間間隔5秒；基站作用距離15公里，基站間距小于10公里。三個(gè)基站覆蓋800平方公里。定位精度：方向精度為1°，隨距離增大，誤差也增大，按15公里計(jì)算定位精度為100-250米。發(fā)射功率1瓦，監(jiān)控中心發(fā)射功率視監(jiān)控范圍決定。工作強(qiáng)度-40℃－+50℃2/6/202357

７．DMS系統(tǒng)功能組網(wǎng)功能本地系統(tǒng)擴(kuò)容；與本地110、122指揮中心連接，系統(tǒng)支持110、122互相聯(lián)網(wǎng)；與其他城市實(shí)現(xiàn)漫游。服務(wù)功能防盜反劫報(bào)警遇交通事故報(bào)警，用自動/人工操作遙控器，發(fā)出求救信號；車輛遇警時(shí)定位，可對單車或多車定位跟蹤。監(jiān)控管理和維護(hù)功能中心控制──點(diǎn)名、檢查等指令；中心顯示；軌跡存儲、回放、打印；自動巡檢。2/6/202358

8．DMS系統(tǒng)特點(diǎn)無線電測向定位報(bào)警系統(tǒng)是采用改進(jìn)型多譜勒測向技術(shù)和數(shù)字化解調(diào)技術(shù)，利用方案和技術(shù)物先進(jìn)性來簡化設(shè)備配置及降低系統(tǒng)復(fù)雜性，使系統(tǒng)簡單易行，又?jǐn)U展方便。定位追蹤；采用較低頻率的信號，發(fā)揮其繞射效應(yīng)，以適應(yīng)城市高樓林立的環(huán)境；主動防盜；自動接警處警；可聯(lián)網(wǎng)漫游；配置簡單、成本低、投資??；可擴(kuò)展性好。2/6/202359

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接收基站一般安裝在路邊的金融、企事業(yè)單位或街道辦事處，或派出所等室內(nèi)，當(dāng)這些單位遇到警情時(shí)，可通過緊急報(bào)警開關(guān)向CAS中心報(bào)警。接收基站設(shè)置一般每200米安裝一個(gè)基站。２．CAS的功能多種報(bào)警功能遙控自動報(bào)警（車上可以裝門磁開關(guān)等傳感器，實(shí)現(xiàn)防盜自動報(bào)警）；緊急報(bào)警開關(guān)；網(wǎng)絡(luò)接收基站報(bào)警。警情分析處理功能報(bào)警點(diǎn)和相關(guān)信息（車號、車型、警力布置等）顯示；電話、尋呼機(jī)等聯(lián)絡(luò)指揮處警；可遙控車輛斷電斷油，關(guān)閉發(fā)動機(jī)（此時(shí)要求CAS中心能向車發(fā)射遙控指令，車載設(shè)備要有接收能力）。2/6/202361

其他功能統(tǒng)一頻率可全國聯(lián)網(wǎng)；在警情繁忙時(shí)，采用多碼方式防止大信號堵塞；設(shè)置車載報(bào)警檢查站，確保報(bào)警器的正?？煽抗ぷ?。３．CAS的特點(diǎn)采用無線有線相結(jié)合的傳輸方式和多布路標(biāo)基站的代價(jià)，以降低車載無線報(bào)警器的造價(jià)，使基吸引更多的車輛入網(wǎng)；系統(tǒng)簡單、可靠性高；CAS監(jiān)控報(bào)警中心對車輛不查詢，只處于等待狀態(tài)，是被動報(bào)警方式，不能調(diào)度管理；報(bào)警有效范圍受路標(biāo)接收基站的布站限制。覆蓋范圍大，要求布站多，相應(yīng)造價(jià)又增加，且有線傳輸比無線傳輸局限性大。售后維修工作量大，要有一支常年維修隊(duì)伍。2/6/202362

４．CAS主要性能技術(shù)指標(biāo)有效報(bào)警范圍為200米半徑范圍內(nèi)；頻率范圍廣130-800MHz內(nèi)任一點(diǎn)頻均可以使用；車載無線報(bào)警器發(fā)射功率0.8瓦；路標(biāo)接收基站的接收靈敏度40μV；報(bào)警20時(shí)間秒；監(jiān)控范圍是電話區(qū)號相同的地區(qū)有效；入網(wǎng)容量104-105輛車。2/6/202363

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地理信息系統(tǒng)(GIS)地理信息系統(tǒng)的設(shè)備主要是工作站和微機(jī)。地理信息系統(tǒng)的軟件主要是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)UNIX、Windows9X、WindowsNT、Windows2000、Macintosh等。地理信息系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件主要是ARC/INFO、MGE、GeoMedia、GenaMap、MapInfo、AutoDeskMap、ArcView、MapObjects、MapX、Maptitude、MapGIS、GeoStar、MapEngine等。地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)主要是比例尺為1:400萬、1:100萬、1:25萬、1:5萬、1:1萬、1:2000、1:1000和1:500等；基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)種類為數(shù)字線劃圖（DLG）、數(shù)字柵格圖（DRG）、數(shù)字正射影象圖（DOQ）和數(shù)字高程模型（DEM）等。GIS地理信息系統(tǒng)由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)建設(shè)提供環(huán)境；數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容；方法為GIS建設(shè)提供解決方案；人員是系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵和能動性因素，直接影響和協(xié)調(diào)其它幾個(gè)組成部分。硬件主要包括計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)輸入、顯示和輸出的外圍設(shè)備等等。2/6/202365

軟件主要包括以下幾類：●操作系統(tǒng)軟件；●數(shù)據(jù)庫管理軟件；●系統(tǒng)開發(fā)軟件；●GIS軟件，等等。GIS軟件的選型，直接影響其它軟件的選擇，影響系統(tǒng)解決方案，也影響著系統(tǒng)建設(shè)周期和效益。數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容，也是GIS系統(tǒng)的靈魂和生命。數(shù)據(jù)組織和處理是GIS應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及許多問題：●應(yīng)該選擇何種比例尺的數(shù)據(jù)？●已有數(shù)據(jù)可靠性如何？●數(shù)據(jù)精度是否能滿足要求？●數(shù)據(jù)格式是否能被已有的GIS軟件集成？●應(yīng)采用何種方法進(jìn)行處理和集成？●采用何種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新和維護(hù)，等等。方法指系統(tǒng)需要采用何種技術(shù)路線，采用何種解決方案來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。方法的采用會直接影響系統(tǒng)性能，影響系統(tǒng)的可用性和可維護(hù)性。2/6/202366４．6GPS/GSM汽車防盜預(yù)警系統(tǒng)4.6.1GSM系統(tǒng)GSM系統(tǒng)(GSMGlobalSystemforMobileCommunication),中文為全球移動通訊系統(tǒng),俗稱"全球通"。GSM起源于歐洲的移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是第二代移動通信技術(shù),GSM開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個(gè)移動電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。GSM系統(tǒng)主要由移動臺（MS）、移動網(wǎng)子系統(tǒng)（NSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）和操作支持子系統(tǒng)（OSS）、遠(yuǎn)距離通信5部分組成,如圖4-19所示。2/6/202367

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基站子系統(tǒng)（BSS）在移動臺（MS）和移動網(wǎng)子系統(tǒng)（NSS）之間提供和管理傳輸通路，特別是包括了MS與GSM系統(tǒng)的功能實(shí)體之間的無線接口管理。NSS是整個(gè)GSM系統(tǒng)的控制和交換中心，它負(fù)責(zé)所有與移動用戶有關(guān)的呼叫接續(xù)處理、移動性管理、用戶設(shè)備及保密性等功能,并提供GSM系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡(luò)之間的連接。MS、BSS和NSS組成GSM系統(tǒng)的實(shí)體部分，操作支持子系統(tǒng)（OSS）則提供運(yùn)營部門一種手段來控制和維護(hù)這些實(shí)際運(yùn)行部分。2/6/202369

4.6.2GPS/GSM車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)功能1.GPS/GSM車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)基本功能●定位監(jiān)控車載終端通過GPS接收單元，確定車輛的位置、速度、方向、時(shí)間及狀態(tài)等信息回傳給監(jiān)控中心；●信息發(fā)布由監(jiān)控中心發(fā)出任意(可以是中文和英文的任意組合，由于受短消息長度的限制，加上除去協(xié)議控制字符，一條信息最多不能超過70個(gè)字（中文）或160字符（英文）)文本信息，車載終端的顯示單元顯示調(diào)度信息；2/6/202370

固定短語回傳車載終端通過操作界面可以上傳預(yù)制的固定短語信息到監(jiān)控中心；防劫、防盜報(bào)警功能：具有手動報(bào)警、防盜報(bào)警功能。由司機(jī)腳踩或手按隱蔽報(bào)警按鈕，持續(xù)2秒以上，此時(shí)終端上傳人工報(bào)警信息，并處于被動監(jiān)視狀態(tài)，在收到中心確認(rèn)命令前，終端不斷上傳帶報(bào)警狀態(tài)的定位信息；車載終端劫警通過短信和話音"雙保險(xiǎn)"；監(jiān)聽功能中心可以對車輛實(shí)施主動和被動監(jiān)聽。中心通過特定話機(jī)（實(shí)際上是特定號碼）撥打到終端，終端檢測到該特定號碼后自動進(jìn)入被監(jiān)聽狀態(tài)；也可中心通過短信發(fā)送一條指令給終端，終端自動撥打指令中設(shè)定的回?fù)芴柎a，接通后自動進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)；2/6/202371

●鎖車功能控制中心發(fā)出命令后，設(shè)備斷電/斷油控制信號線被接地，使斷電/斷油控制繼電器動作，切斷電源供應(yīng)，鎖定車輛●登錄和脫網(wǎng)車載終端在啟動和進(jìn)入省電模式時(shí)自動上傳定位信息給監(jiān)控中心，告知車載終端登錄或脫網(wǎng)狀態(tài)；●其他異常情況告警GPS接收機(jī)故障、LCD故障、車輛越界報(bào)警、登錄密碼輸入錯誤、翻車、超速報(bào)警、車載喇叭響、ACC線故障報(bào)警等異,常情況車載終端將自動上傳一條告警信息；●選配功能（需相應(yīng)的硬件支持）●車載電話車載終端支持話音通信功能，可用作車載移動電話，同時(shí)可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，互不影響；2/6/202372

●個(gè)人私密功能監(jiān)控中心監(jiān)控坐席無法跟蹤到已經(jīng)進(jìn)行了個(gè)人私密設(shè)置的入網(wǎng)車輛；●信息語音提示可以對車載終端收到的信息進(jìn)行語音播放提示給車內(nèi)使用者；●黑匣子功能可以記錄車輛最近一段時(shí)間內(nèi)的定位數(shù)據(jù)和車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)；●進(jìn)出站點(diǎn)報(bào)警可以設(shè)定一定數(shù)目的進(jìn)出站點(diǎn)，車輛進(jìn)入或者駛出該設(shè)定的站點(diǎn)，車載終端自動上傳一條進(jìn)站報(bào)警或者出站報(bào)警信息●安防狀態(tài)指示車門開啟、車輛設(shè)防、報(bào)警器斷電等異常狀況發(fā)生時(shí)，都可以通過車載終端及時(shí)上傳給監(jiān)控中心；必須要配備防盜報(bào)警和相應(yīng)的接口才行。2/6/202373

2.GPS/GSM車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)功能（1）GPS/GSM監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)GPS/GSM監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)是專門為利用公共通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行GPS車輛監(jiān)控和綜合信息服務(wù)而設(shè)計(jì)的多重構(gòu)架監(jiān)控系統(tǒng)，它支持多個(gè)分監(jiān)控中心，通過數(shù)據(jù)專線、ISDN等撥號連接總監(jiān)控中心，每個(gè)分監(jiān)控中心還可以掛接數(shù)個(gè)子中心系統(tǒng)，擴(kuò)展靈活便捷。主要適合GSM系統(tǒng)的短信息等公共通信網(wǎng)絡(luò)中心直接相連的系統(tǒng)運(yùn)營商，系統(tǒng)可進(jìn)一步支持GPRS，CDMA等新一代的通信方式。同時(shí)提供INTERNET查詢服務(wù)系統(tǒng)模塊，成為公用GPS監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度綜合服務(wù)系統(tǒng)。（2）支持多種接口協(xié)議GPS/GSM車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)SMPPV3.3/V3.4，CMPPV1.1/V1.2/V2.0，VASV1.6等短信平臺接口協(xié)議。●支持手機(jī)查詢系統(tǒng)支持手機(jī)查詢車輛位置功能,通過短信發(fā)送指令給監(jiān)控中心，中心回傳要查詢的車輛的位置和狀態(tài)信息；●支持WebGIS發(fā)布