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項(xiàng)目的來源于國家項(xiàng)目，并已經(jīng)申請(qǐng)專利。 GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。本系統(tǒng)采用GPS技術(shù)、GIS技術(shù)，集通訊、報(bào)警、定位、防盜等功能于一體，專門用于各種車輛（移動(dòng)目標(biāo)）和固定目標(biāo)（儲(chǔ)蓄網(wǎng)點(diǎn)等）的定位跟蹤、報(bào)警監(jiān)控。 本系統(tǒng)由監(jiān)控調(diào)度指揮系統(tǒng)、車載設(shè)備和室內(nèi)報(bào)警系統(tǒng)三部分組成。監(jiān)控調(diào)度指揮系統(tǒng)由調(diào)度、報(bào)警、電子地圖及大型數(shù)據(jù)庫組成，基本設(shè)備是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通訊電臺(tái)以及大屏幕投影儀等，安裝在公安局110報(bào)警指揮中心（或保衛(wèi)部門）。車載設(shè)備由GPS衛(wèi)星接收機(jī)、計(jì)算機(jī)和電臺(tái)組成，安裝在車上。室內(nèi)報(bào)警系統(tǒng)由報(bào)警探頭和無線發(fā)射機(jī)或電話報(bào)警裝置組成，安裝在金庫、儲(chǔ)蓄所等重要場(chǎng)所。該系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的管理功能有： 1、調(diào)度：監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)可以和任何一臺(tái)車輛單獨(dú)通話，也可以和所有車輛同時(shí)進(jìn)行通話；還可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)每臺(tái)車的狀況（無須打擾司機(jī)），這樣便于車輛的集群調(diào)度。 2、定位跟蹤：將車輛的位置、速度信息顯示在電子地圖上，以便于監(jiān)控、調(diào)度。系統(tǒng)具有測(cè)量車輛行駛距離、保存并調(diào)閱車輛的歷史行車信息等多種功能。還有車輛越區(qū)報(bào)警功能，這一點(diǎn)對(duì)于銀行系統(tǒng)車輛尤為適用。 3、跟蹤報(bào)警：當(dāng)車輛遇到打劫時(shí)，司機(jī)只要觸動(dòng)暗藏開關(guān)，即可發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)告公安機(jī)關(guān)進(jìn)行處理。 系統(tǒng)還可對(duì)固定目標(biāo)（儲(chǔ)蓄網(wǎng)點(diǎn)）實(shí)施管理，當(dāng)儲(chǔ)蓄所、金庫等場(chǎng)合發(fā)生被盜、被搶、火災(zāi)等情況時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的無線發(fā)射機(jī)或電話報(bào)警系統(tǒng)立即向監(jiān)控調(diào)度指揮中心發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。 針對(duì)市場(chǎng)需要，已開發(fā)了三種GPS車輛跟蹤監(jiān)控定位報(bào)警系統(tǒng)： 1、監(jiān)控十臺(tái)運(yùn)鈔車, 適用于地市縣級(jí)銀行。 2、監(jiān)控300個(gè)用戶(包括50個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和250個(gè)固定點(diǎn))。 3、監(jiān)控2000個(gè)用戶(包括500個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和1500個(gè)固定點(diǎn))。

一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介隨著公路交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)公路路面質(zhì)量及其養(yǎng)護(hù)提出了更高的要求。本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)既可以提供有效的路面信息，還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的圖像識(shí)別和信息定位，為其制定合理的養(yǎng)護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)，從而提高公路的養(yǎng)護(hù)水平。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度該項(xiàng)目技術(shù)成熟，在實(shí)際路面中進(jìn)行了實(shí)際檢驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)定。三、 技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文7篇，被三大檢索收錄6篇。四、 市場(chǎng)前景系統(tǒng)可以為省內(nèi)和國內(nèi)的公路養(yǎng)護(hù)部門節(jié)約大量的人力、物力和財(cái)力，減少人工進(jìn)行公路檢測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)，為他們提供有效的路面信息，為其制定合理的養(yǎng)護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)，從而提高公路的養(yǎng)護(hù)水平。五、 規(guī)模與投資需求本系統(tǒng)售價(jià)5萬（包括培訓(xùn)），加上服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件，總投資預(yù)計(jì)10萬元。六、 生產(chǎn)設(shè)備該系統(tǒng)只需配備一臺(tái)服務(wù)器，及相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件即可，服務(wù)器投資預(yù)計(jì)3萬元（采用聯(lián)想服務(wù)器），數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件（sql server 2萬）。七、 效益分析使用該系統(tǒng)為養(yǎng)護(hù)部門制定合理的養(yǎng)護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)，從而提高公路的養(yǎng)護(hù)水平。具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。八、 合作方式技術(shù)服務(wù)、協(xié)作開發(fā)、提供咨詢，具體事宜面議。九、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式侯向丹，e-mail: xdhou@hebut.edu.cn十、高清成果圖片

成果簡(jiǎn)介:大規(guī)模 GPS 信息定位接入與監(jiān)控云系統(tǒng)包括:大規(guī)模傳感信息接入與控制系 統(tǒng)、大規(guī)模物聯(lián)信息存儲(chǔ)系統(tǒng)、大規(guī)模家聯(lián)信息處理與分析系統(tǒng)(GPU 集群)、負(fù) 載均衡系統(tǒng)、目錄服務(wù)系統(tǒng)、跨系統(tǒng)用戶融合系統(tǒng)等具有廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支持 能力，該系統(tǒng)可以支持百萬級(jí)規(guī)模的 GPS 定位器的信息接入和監(jiān)控。該系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢(shì):1、利用普通的計(jì)算機(jī)集群和容錯(cuò)機(jī)制，具有很高的性能價(jià)格比。452、具有大規(guī)模支持能力. 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，

  本發(fā)明提供一種數(shù)字軌道地圖輔助GPS實(shí)現(xiàn)精確列車定位方法及系統(tǒng)。該列車定位方法主要包括GPS完好性監(jiān)測(cè)算法和列車定位解算算法兩個(gè)子算法。GPS完好性監(jiān)測(cè)算法通過建立一種基于軌道的本地坐標(biāo)系，并把WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為基于軌道的本地新坐標(biāo)系，用數(shù)字軌道地圖提供的地理信息來構(gòu)建余度方程和約束條件，從而監(jiān)測(cè)GPS偽距觀測(cè)量；列車定位解算算法負(fù)責(zé)建立列車位置解算模型和速度解算模型，并綜合這兩種模型實(shí)現(xiàn)列車定位解算功能。本發(fā)明所提出的列車定位方法不僅能在GPS完備條件下有效地提高列車定位的精度和穩(wěn)定性，而且還能在GPS不完備條件下提供較高精度的列車定位結(jié)果。

本發(fā)明公開了一種基于 GPS?RTK 和全景影像的自主定位定向測(cè)圖方法，本發(fā)明利用全景相機(jī)獲取 的全景影像和 GPS?RTK 測(cè)得的設(shè)站點(diǎn)坐標(biāo)，采用基于全景影像球體模型中量測(cè)交會(huì)角的三維立體前交 計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)兩組全景影像公共區(qū)域中地物的直接量測(cè)，從而快速獲取全景影像公共區(qū)域地物的三維 坐標(biāo)信息。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在全景影像上直接對(duì)地物進(jìn)行量測(cè)，可快速獲取地物數(shù)據(jù)及測(cè)點(diǎn)測(cè)距，從而獲 得三維建模、場(chǎng)景重建、數(shù)字城市建設(shè)等所需的地物信息。

具有語音GPS定位導(dǎo)航、影音娛樂（支持MP3和部分格式MP4播放）、圖片瀏覽、電子書閱讀、游戲功能，多種輸入方式（觸摸和紅外遙控），MicrosoftActiveSync（支持與PC同步）。GPS精度高，兼容性強(qiáng)，支持多種GPS地圖軟件，擴(kuò)展性好，支持串口、USB等多種通訊接口，利于功能擴(kuò)展和軟件升級(jí)服務(wù)，支持CF與SD/MMC存儲(chǔ)卡擴(kuò)展，利于地圖等文件資料的實(shí)時(shí)更新。可用于便攜式汽車導(dǎo)航、手持導(dǎo)航、軍用導(dǎo)航、地理勘探等!

1 概 述 隨著我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，許多院校已經(jīng)認(rèn)識(shí)到掌握衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)知識(shí)的重要性，相繼開設(shè)了衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)專業(yè)課程。但由于涉及到的相關(guān)知識(shí)比較多，包括無線通信、射頻、電子電路、計(jì)算機(jī)原理、基帶算法、地理信息等課程，課程中的知識(shí)相對(duì)都比較抽象，學(xué)習(xí)和理解起來會(huì)相對(duì)枯燥而吃力。 北斗/GPS綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為配合學(xué)校GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）方面的教學(xué)而設(shè)計(jì)，該產(chǎn)品為學(xué)生提供開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使學(xué)生在真實(shí)設(shè)備、真實(shí)衛(wèi)星信號(hào)環(huán)境下，親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和編程，真正地了解衛(wèi)星導(dǎo)航原理和實(shí)現(xiàn)。通過一系列實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生理解和掌握GPS/BDS原理、特性和應(yīng)用，加深對(duì)GPS/BDS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理、工作過程的理解，掌握GPS/BDS接收機(jī)核心算法和導(dǎo)航解算過程。同時(shí)，通過慣性導(dǎo)航定位原理的了解，讓學(xué)生了解更多的定位方式方法，以及多種定位之間的互補(bǔ)，讓學(xué)生更好地了解和理解衛(wèi)星導(dǎo)航在未來各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用。   適用于通信、電子、信息、 計(jì)算機(jī)、測(cè)量、自動(dòng)控制、導(dǎo)航、遙控遙測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通運(yùn)輸、城市規(guī)劃、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)本科生、研究生全球星基導(dǎo)航基礎(chǔ)教學(xué)和畢業(yè)設(shè)計(jì)及BDS/GPS應(yīng)用系統(tǒng)的工程技術(shù)和維護(hù)人員培訓(xùn)使用，是高等院校和科研院所全球星基導(dǎo)航和組合導(dǎo)航教學(xué)及培訓(xùn)的理想實(shí)驗(yàn)設(shè)備。 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅適用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)，也是一個(gè)二次開發(fā)平臺(tái)，可以作為衛(wèi)星導(dǎo)航解算方法及其它項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集驗(yàn)證平臺(tái)。 實(shí)驗(yàn)覆蓋全面，包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，也可以增加擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)及增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，有較高的性價(jià)比，可為學(xué)校量身定制相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提供全面的相關(guān)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)配套服務(wù)，為廣大師生和開發(fā)技術(shù)人員服務(wù)。   2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)配置 2.1 主要組件及作用 1）GNSS天線：接收北斗/GPS衛(wèi)星信號(hào)； 2）GNSS接收板：接收北斗和GPS衛(wèi)星信號(hào)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)基帶信號(hào)處理，并提供相應(yīng)的原始數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)語句等； 3）433M無線電臺(tái)及天線：接收發(fā)送差分信號(hào)；       4）GPRS模塊及天線：提供 GSM 信息收發(fā)功能（板載內(nèi)置）； 5）藍(lán)牙模塊及天線：同安卓平板電腦或手機(jī)通訊（板載內(nèi)置）； 6）慣導(dǎo)組件：提供慣性原始數(shù)據(jù)及載體姿態(tài)信息； 7）控制器：通訊與協(xié)調(diào)等； 8）觸摸顯示屏：實(shí)驗(yàn)功能切換、顯示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果等。   2.2 選配組件及作用 1）通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：用于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件運(yùn)行，完成解算、顯示、仿真等操作等； 2）安卓平板電腦：用于顯示平臺(tái)提供的解算結(jié)果，比如 GPS 定位，北斗定位結(jié)果，載體姿態(tài)測(cè)量結(jié)果等 3）GNSS衛(wèi)星信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器：用于轉(zhuǎn)發(fā)放大外部GNSS接收天線的衛(wèi)星信號(hào)，供各實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用； 4）GNSS參考基準(zhǔn)站：用于提供RTCM2.3或RTCM3.0差分信號(hào)； 5）GNSS衛(wèi)星信號(hào)模擬器：用于模擬衛(wèi)星信號(hào)。   3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo) 3.1 特點(diǎn) 采用北斗、GPS及聯(lián)合定位，輸出標(biāo)準(zhǔn)語句和原始數(shù)據(jù)； 操作使用方便，便于搬動(dòng)和攜帶，可到室外做實(shí)驗(yàn)； 采用高精度多模板卡，除常規(guī)實(shí)驗(yàn)外，還可以擴(kuò)充高精度RTK實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)； GNSS天線采用高精度全向天線，室內(nèi)無需角度調(diào)整就能良好接收轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)； 系統(tǒng)集成慣性測(cè)量單元，可以測(cè)量姿態(tài)和提供加速度、速率、磁強(qiáng)等原始數(shù)據(jù)； 配置高性能通訊芯片可以連接移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)，可做GSM實(shí)驗(yàn)； 內(nèi)部配置電臺(tái)，可接收外部參考站發(fā)出的差分信號(hào)； 系統(tǒng)配有藍(lán)牙，可以和手持設(shè)備或安卓系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)； 采用USB接口連接外部電腦，支持各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)。   3.2 技術(shù)指標(biāo) 3.2.1 衛(wèi)星信號(hào)接收 信號(hào)跟蹤：965通道   定位：北斗:BDS-2(B1 I，B2 I，B,3 I) BDS-3(B1 I,B3 I,B1 C,B2a，B2b*） GPS: L1 ,L1C,L2C,L2P,L5 GLONASS  G1,G2,G3* GALILEO: E1,E5a，E5b，E6C,AltBOC* QZSS:L1,L2C,L5* SBAS:L1* IRNSS:L5* 授時(shí)精度：20ns 單點(diǎn)定位精度：H≦5m V≦3m；   靜態(tài)差分精度：H:±(2.5+10-6*D)mm  D為基線長(zhǎng)度（單位：km） V:±(5.0+10-6*D)mm  D為基線長(zhǎng)度（單位：km） 測(cè)速精度：≦02m /s（PDOP≦4） 組合導(dǎo)航精度：GNSS天線信號(hào)失鎖3s，精度保持厘米級(jí)                GNSS天線信號(hào)失鎖10s，精度保持米級(jí) 信號(hào)獲取：冷啟動(dòng)：<30s  ； 熱啟動(dòng)：<15s ；信號(hào)重捕獲 ：<1s 數(shù)據(jù)格式：標(biāo)準(zhǔn)NMEA-0183，CMR 支持，RTCM2.X支持，X 支持,MSM3-MSM7支持 通訊接口：RS232（默認(rèn)115200bps） 數(shù)據(jù)更新率：定位數(shù)據(jù)更新率：1Hz、5Hz、10Hz、20Hz 功耗：小于1.0W RTK:    RTK 初始化時(shí)間 <10s 初始化置信度 >9% RTK精度  H：±(8+10-6*D)mm  D為基線長(zhǎng)度（單位：km）           V：±(15+10-6*D)mm  D為基線長(zhǎng)度（單位：km） 工作溫度：-40-+85度，儲(chǔ)存溫度：-55-+95度      

衛(wèi)星時(shí)鐘使用在工業(yè)生產(chǎn)需要準(zhǔn)確時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)的功能場(chǎng)合、公共生活領(lǐng)域需要計(jì)時(shí)的功能和時(shí)標(biāo)的數(shù)據(jù)。這些場(chǎng)合的某些設(shè)備、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步，可以使用本產(chǎn)品穩(wěn)定、高效、便捷地獲得時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的持久支持。

由于衛(wèi)星信號(hào)采用擴(kuò)頻通信的機(jī)制，信號(hào)功率到達(dá)地球表面時(shí)的功率極低（一般認(rèn)為SNR=-30dB）,因此非常容易受到有意或者無意的干擾，傳統(tǒng)北斗接收機(jī)如果不采取特別措施，在干擾環(huán)境中會(huì)大大降低導(dǎo)航定位的精度，甚至完全喪失定位能力。 抗干擾數(shù)字板基于陣列信號(hào)數(shù)字波束形成的基本原理，自適應(yīng)地在強(qiáng)干擾方向形成波束零陷，提高輸出信號(hào)的信干噪比，使得導(dǎo)航定位接收機(jī)在強(qiáng)干擾環(huán)境下也能夠有足夠的導(dǎo)航定位能力和定位精度，提升了整個(gè)導(dǎo)航定位系統(tǒng)的穩(wěn)健性。 本系統(tǒng)指標(biāo)在國內(nèi)領(lǐng)先，性能穩(wěn)健。抑制單個(gè)寬帶干擾最大干信比：95 dB；抑制兩個(gè)寬帶干擾最大干信比：88dB；抑制三個(gè)寬帶干擾最大干噪比：78 dB。 信號(hào)處理板通過4個(gè)射頻通道與射頻天線端相連，并通過16位AD采集模擬信號(hào)送至FPGA進(jìn)行抗干擾處理，把干擾抑制之后通過DA把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)送至射頻天線前端進(jìn)行模擬上變頻以送至標(biāo)準(zhǔn)解碼器，最后標(biāo)準(zhǔn)解碼器進(jìn)行導(dǎo)航信息解碼并送至PC機(jī)顯示，如圖1。 針對(duì)實(shí)際空載應(yīng)用，設(shè)計(jì)的面積更小的數(shù)字處理板尺寸為60mm×90mm，滿足空載空間有限的應(yīng)用。輸入為4路AD信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，輸出為模擬中頻信號(hào)，經(jīng)過上變頻后采用標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)進(jìn)行解碼，如圖2. 圖1 圓形干擾抑制數(shù)字板 圖2 小型長(zhǎng)方形干擾抑制數(shù)字板及天線

由于衛(wèi)星信號(hào)采用擴(kuò)頻通信的機(jī)制，信號(hào)功率到達(dá)地球表面時(shí)的功率極低（一般認(rèn)為SNR=-30dB）,因此非常容易受到有意或者無意的干擾，傳統(tǒng)北斗接收機(jī)如果不采取特別措施，在干擾環(huán)境中會(huì)大大降低導(dǎo)航定位的精度，甚至完全喪失定位能力。抗干擾數(shù)字板基于陣列信號(hào)數(shù)字波束形成的基本原理，自適應(yīng)地在強(qiáng)干擾方向形成波束零陷，提高輸出信號(hào)的信干噪比，使得導(dǎo)航定位接收機(jī)在強(qiáng)干擾環(huán)境下也能夠有足夠的導(dǎo)航定位能力和定位精度，提升了整個(gè)導(dǎo)航定位系統(tǒng)的穩(wěn)健性。信號(hào)處理板通過4個(gè)射頻通道與射頻天線端相連，并通過16位AD采集模擬信號(hào)送至FPGA進(jìn)行抗干擾處理，把干擾抑制之后通過DA把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)送至射頻天線前端進(jìn)行模擬上變頻以送至標(biāo)準(zhǔn)解碼器，最后標(biāo)準(zhǔn)解碼器進(jìn)行導(dǎo)航信息解碼并送至PC機(jī)顯示，如圖1。針對(duì)實(shí)際空載應(yīng)用，設(shè)計(jì)的面積更小的數(shù)字處理板尺寸為60mm×90mm，滿足空載空間有限的應(yīng)用。輸入為4路AD信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，輸出為模擬中頻信號(hào)，經(jīng)過上變頻后采用標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)進(jìn)行解碼，如圖2.