基于北斗导航系统的移动监控管理系统研究(修改稿)

1、基于北斗导航系统的移动监控管理系统研究张习国刘建（武汉理工大学信息工程学院,武汉430070）（北京神州天鸿科技有限公司,北京100080）E-mail: HYPERLINK mailto: 摘要：神州天鸿移动监控管理系统是基于我国自主研制的北斗卫星导航系统开发的民用定位导航系统，对于我国发展自己的卫星导航定位系统具有重要意义。讨论了神州天鸿移动监控管理系统的原理和组成，重点对其设计与实现进行了分析，并将其与目前广泛应用的GPSGSM系统进行比较，阐述了该系统的特点。关键词：神州天鸿系统；移动监控管理系统；地理信息系统中图分类号：文献标识码：A收稿日期：作者简介：张习国（1974），男，北京人

2、，武汉理工大学信息学院硕士研究生基金项目：86313计划项目（批准号：2003AA134010）1引言北斗导航系统是我国自主研制的卫星导航定位系统，在民用方面由神州天鸿网管中心负责收发、处理信息。神州天鸿移动监控管理系统是基于“北斗一号”卫星导航定位系统民用信息服务平台，借助神州天鸿网管中心的高速数据分发和处理功能，实现了基于“北斗一号”卫星定位导航系统的移动目标监控调度和综合管理应用。神州天鸿移动监控管理系统是融北斗卫星定位导航技术、地理信息技术（GIS）和现代通讯技术于一体的高科技系统。该系统基于北斗卫星定位技术,将移动目标的动态位置（经度、纬度）、时间、状态等信息通过网管中心实时传送至监

3、控中心,监控中心可以在电子地图上查找下属移动终端运动的轨迹,并对终端的位置、速度、运动方向、报警信息等用户感兴趣的参数进行监控和查询,同时,监控中心也可以向终端发送相应的控制指令（如自动切断电路,关油门等）,以确保车辆的安全,方便调度管理。2系统的设计与实现系统功能【2】神州天鸿移动监控管理系统主要实现以下功能：（1）激发终端定位和监控终端位置信息：监控所有下属用户终端的定位位置信息，并可以实现基于GIS的实时位置显示。也可以通过发送激发定位指令到被激发终端实现激发终端定位的功能，从而实现主动管理功能。（2）与终端通信和监控终端收发信息：指挥中心系统通过GIS平台，实时的监控所辖终端的所有通信

4、信息，可以充分的了解所属用户的运行情况。同时，还可以实现同下属终端的实时消息通信。（3）通播：神州天鸿移动监控管理系统通过发送指定目的地址为通播号IDk的通播信息，所有写有此通播IDk号码的终端均可接收此通播信息。系统架构神州天鸿移动监控管理系统以提供移动指挥管理为目标，以提供多种接入手段为目的，整个系统的结构如图1所示：神州天鸿网管中心图1神州天鸿移动监控管理系统结构系统实现的方法：假设移动管理中心IDm,下属终端为IDiIDn,系统通播IDk。终端ID1至终端IDn归移动管理机IDm管理，终端ID1至IDn都写有通播IDk，注册时，把终端ID1至IDn以及管理机IDk注册到网管中心。所有有

5、关终端ID1至IDn的活动信息（定位、通信）通过网管中心实时的发送到移动监控管理系统，从而实现对下属用户的监控。同时，移动监控管理系统通过发布广播信息实现对下属终端的调度和指挥。系统软件结构神州天鸿移动监控管理系统软件主要由三部分组成：移动监控管理系统接口部分、移动监控管理系统核心服务和上层GIS监控系统。神州天鸿移动监控管理系统软件组成如图2所示：图2移动监控管理系统软件结构（1）GIS上层监控系统分监控中心子系统在监控调度系统中居于核心地位，是一个GIS系统，它是基于神州天鸿自主研发的GaeaMap电子地图平台开发的，GaeaMap电子地图平台是高水平的地理信息系统，充分结合当前最先进计算

6、机技术，在地图显示效果、浏览速度、数据存储技术、复合查询、双语地图等方面极具特色。GaeaMap具有强大的空间数据管理功能，通过GaeaMap可以对数据库中的空间数据信息，如：街道（线）、建筑（点）等地图信息数据进行方便地查询、显示、修改等操作。当被监控车辆的位置信息返回时，通过GaeaMap得到车辆所在位置的文本信息描述，同时在地图上画出它的图标。根据需要，还可显示受控车辆某一段时间的运行轨迹。系统还可以通过GaeaMap对空间数据信息进行必要的修改、添加，以利于满足特定用户的需要。为了给用户提供完备的图形界面，采用VisualBasic6.0开发。用户界面主要由通信数据接收显示窗口和定位数

7、据GIS显示窗口组成，提供用户监控终端地理位置和收发通信信息。（2）系统核心服务系统核心服务主要负责终端通信、定位数据的处理，进行数据过滤、存储，并把终端数据提交给GIS上层监控部分进行显示，同时接收上层应用操作响应服务。系统还提供用户二次开发接口，以满足用户开发专业应用系统的需要。提供用户编程接口，双方之间采用TCP长连接，移动管理系统作为TCP连接的服务方，用户以TCP客户端的方式连接到移动管理系统，移动管理机提供用户连接的固定端口号，支持最多的客户连接数可以配置，但一个客户端应用程序最多可以建立一个连接链路。（3）系统接口服务神州天鸿移动监控管理系统接口主要是负责接收串口或网管中心系统的

8、数据，屏蔽各种接口数据的差异，统一系统服务数据接口格式，实现用户数据的透明传输。神州天鸿移动监控管理系统提供三种方式的数据接入手段：1）基于北斗终端的数据接入应用模式：以北斗终端为基础构建硬件无线通信链路，通过串口与计算机连接，从而实现软件移动管理系统的数据采集和发布。神州天鸿移动指挥管理系统不仅实现了普通终端民用的定位、通信、授时的功能外，还实现作为移动指挥管理系统所需要的监控管理功能，从而实现了对下属用户的监控调度管理功能，能够监控多台终端的定位、双向通信收发的功能。2）基于陆地网络的数据接入应用模式：以神州天鸿网管中心应用平台为基础，通过专线、PSTN、GPRS/CDMA无线网络等基础通

9、信链路构建的神州天鸿移动指挥管理系统，实现了基于“北斗一号”卫星定位导航系统的移动指挥管理系统的定位、通信、授时功能，同时，还实现作为移动指挥管理系统所需要的监控管理功能，从而实现了对下属用户的监控调度管理功能，能够监控多台终端的定位、双向通信收发的功能。3）同时兼容北斗及陆地网络两种数据接入手段的应用模式：该模式提供两种接口同时兼容的数据收发模式，在这种应用模式下，神州天鸿移动指挥管理系统一方面通过“北斗一号”终端连接，实现通过“北斗一号”系统的数据接收和发送，另一方面通过专线、PSTN、GPRS/CDMA无线网络等基础通信链路与神州天鸿网管中心的应用平台的连接，神州天鸿移动指挥管理系统具有

10、定位、通信、授时的功能外，还实现作为移动监控管理系统所需要的监控管理功能，从而实现了对下属用户的监控调度管理功能，能够监控多台终端的定位、双向通信收发的功能。3神州天鸿移动监控管理系统与GPSGSM系统的比较【3】【5】神州天鸿移动监控管理系统是基于我国自主研制的北斗卫星导航通信系统，与目前广泛应用的GPSGSM系统相比，主要具有以下特点：（1）神州天鸿系统不仅具有GPS所具有的定位、导航、授时功能，还具有通信功能，每次可以收发120个汉字字符或相应的BCD码，这在某些场合非常有用。而GPS必须与GSM等系统结合才具有通信功能。（2）就覆盖范围而言，使用卫星显然要比GSM更容易达到无缝覆盖。G

11、SM为蜂窝通信系统，总是存在蜂窝盲区和蜂窝临界区。而神州天鸿则不存在这样的问题，对于某些对通信可靠性要求高的应用场合，譬如水文监测、防汛指挥等，GPS+GSM系统显然不能满足应用要求，而神州天鸿则是用户的最佳选择。（3）就首次定位时间而言，GPS最短的首次定位时间也需要1分钟以上，而神州天鸿系统用户终端只需要数秒钟即可实现定位。对于那些要求快速定位的应用场合，譬如防汛指挥，石油管道监测，森林防火等，神州天鸿移动指挥管理系统显然要比GPS+GSM系统可以更可靠地实现自己的需求。4结束语通过实际跑车实验,在经过定位数据与电子地图的简单匹配后，图上量测定位精度小于30m,现场监控与通信调度功能都令人

12、非常满意。当然,系统还有一些有待深入研究的问题,如电子地图的精度分析与误差控制,系统数据库的快速更新机制等等。神州天鸿移动监控管理系统具有我国自主知识产权，随着我国经济的飞速发展，必然将在各个领域中得到更广泛的应用。参考文献：胡吉明,霍其润.移动车辆监控系统的研究与设计.电脑与信息技术.2002年第4期.1518任晓明,刘建.神州天鸿系统在智能交通中的应用研究.交通与计算机.2003年第5期.2830李永泉,高成发.北斗导航定位系统简介.江苏测绘.2003年12月.1011李孟山.商用汽车高效管理基础神州天鸿卫星监控调度系统.2002年7月.6667冀常鹏，包剑,刘建辉.GPS/GSM车辆监控

13、系统研究.微计算机信息.2003年第9期.4446MobileMonitorandDisptachingSystemBasedonTheBeidouSatelliteNavigationalSystemZhangXiGuoLuiJianAbstract:TheChinaTopCommunicationMobileMonitorandDisptachingSystem,basedonTheBeidouSatelliteNavigationalSystem，isaSatellitePositioningSystemthatChinaresearchedindependently.ThesystemisveryimportanttodevelopChineseindependentSatellitePositioningSystem.ThepaperdiscussestheprincipleandcompositionoftheMobileMonitorandDisptachingSystem,thenemphaticallyanalyzesdesignandrealization.Moreover,thepaperilluminatesthesystemsadvantagesb