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移动目标的轨迹跟踪技术

要。
差分 有多种 方法 ,例如位置 差分 、伪距差 分 、载 波相位 差分 等,有 多种实 现途径 ,即可 在 用户机上 完成 ,也可 以在监控 中心完 成 根 据移 动 目标监控 的具体 需要 ,由监控 中心对 各 移动 目标 进行位置差 分 比较适宜 。该方法 主要 有 以 F 优 点: a )用 户机 器可 以使用普通 的 G P S接 收机 ,不 需要有差 分输 入接 口,简化 了用户机 的软 硬件 ,降低 了用户机 的成本 i b )不需要 通过监 控 中心 至用 户 的下 行信 道 向用 户传送差 分信息 ,减 少 了下行传 输的 数
分 精度 与 用户 距 中 心 的远 近 、 差 分 的 时 问 间 隔有 关 。 通常 可 见 卫 星 中 P D O P 值 小 于某 - r ] 限
的 星座组合 不是很 多 ,一台微机 完全 可 以胜任这 些计算 工作。
7 监 控 中心 数 字 ( 矢量 )地 图的 形成
监 控 中 心 计 算 机 为 了对 用 户 进 行 管 理 、 监 控 , 需将 用 户位 置 匹配 至 数 字 地 图 通 过 图 形
7 . 1 地 图的录入
首 先用户需选择 - N 合适 的地 图进 行扫描 . 地 图要求 比例精 确, 所反 映 的信 息清晰 可靠 地 图晟好 为最新 的城 市交 通 图。城市 的一 些街 道 、建筑物 可能有较大 变化 ,老 的市区地 图往 往 与实际情 况不符 . 不 能反映被 监控 目标所 处的真实 环境 为避 免地 图失真 带来 的定位误 差 , 应将 所选地 图与标准 地 图进 行核对 ,确定地 图的精确性后方可 使用 ,得到合适 的地 图后 ,通 过扫描 仪将地 图录入计 算机 。若 地 图小 于扫描仪 的最 大扫描 幅面 .经 过一 次扫 描可得 到地 图 的原 始图 形,否 则用 户还 需对地 图分块扫 描再经 多次拼接来 获取一副 原始 的数 字地图 在 进 行 扫描 时要注 意必须使 地图保持 垂直 ,如果 地图 正北 方 向发生倾斜 ,用户 须重新扫 描或使用 图形编 辑软件 进行校 正。 多幅地 图 的拼接要 注意 使接 合处相吻合 。在制作 原始地 图时 .扫 描 仪 本身及制 作过程 不 当都会 带来地 图的偏 差 .用户应尽量避 免 由此 带来的偏差 。在获取 一幅 精 确 的原始数字地 图后 ,要对 图形进 行修整 对 图形 的精修 可依托 图形编辑软 件 、用户 具体 算法 、手工 修整等方 法相结合 来完成 。 7 . 2 图形矢量 化,建 立相应数 据库 数字地 图可用 点阵图形或矢量 化 图形 来表示 。点阵图形表示 直接 ,用 户算法简单 ,但存 在数据量 大 ,放 大 、缩 小会引起 图形失真 的缺 点 使用矢量 化图形可 对其进行 无级缩放 而不 失真 ,对大 的数 字地 图而 言 .图形 经矢量化 后数据量会大 大减小 ,但 也增加 了处理方法 的复 杂 度 。用 户可根据 实 际情况选 择点 阵地 图或对 点阵地 图进 行矢量 化。对 图形矢量 化,可按 标 准 算法或采 用用 户 自定义 的算法进行 。监控 中心 在获 取用 户位 置后 ,往往 还要根据 位置 获取
信 设备的 性能 指标 ,只传 数据 ,可 以做到 单信 道每 分钟 监控 3 0 0个 目标 。
6 数 据 处 理
数据处 理包括 6 P S接 收 机 数 据 的 合 理 性 检 验 和 实 时 差 分
6 、 1 数据合理 性检验 由于城 市 高楼 林立 ,车辆在 市 内行 驶 时 ,街道 两侧 的高大建筑 对仰 角卫 星信 息存在 严 重遮 挡 ,使接收 的部分卫星 中断 ,可能 导致 G P S接收机 导航所用 卫星更换 ,甚至造 成 G P S接 收机 失锁 ,失去 定位 能力 。 当换星时 ,定位数据会 出现 突跳 ,尤其 是仅剩 三颗卫星 参与定位
息。
3 通 信 系 统
整 个 通信 系统 是 由卫星 电话 、海 事卫 星及 调制解 调器组 成 。G P S接 收机 把 实时 定位 数 据送给 调制解 调器 ,调制解调器把 送来 的数字信号 调制成模拟信 号 ,送 卫星 电话 。卫星 电话 把 信息发 送给海 事卫星 ,通过海 事卫 星再送 给监控 中心的卫星 电话 ,调制解 调器把送 来 的数 字 信号还 原成数 字信号送 到主监控 计算机 串 口。
随 时 可 调 出显 示 。
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移动 目标 的轨 迹跟 踪 技术
5 系统 可 监 控 的 目标 数
系统 可 监控 的 目标 数 ,取 决 于信 道 数量和 每一 个 目标 要 求的采样 间 隔 信道数 愈 多 ,
对 每 一 个 目标 要 求 的采 样 间 隔 愈 长 .则 监 控 的 目标 就 愈 多 ,从 原 理 上 讲 ,只要 有 足 够 的 信 道 , 采 用 时 分 加 频 分 体制 ,可 以完 成 对 大 量 目标 的 监 控 , 监 控 的 目标 数 没 有 限 制 。据 目前 移 动 通
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电子技 术参 考
2 0 0 0 年 第 3期
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移 动 目标 的 轨 迹 跟 踪 技 术

传 输 ,进 给 主 控 室计算 机 进 行 实时 监控 在 电子 地 图 上进行 轨 迹 跟 踪显 示 .并 在 实际 系统
中获 得应 用 。
图像 的动态显 示 .可形象 、直接 地描述 目标 的位 置及状态 .从而 更好地起 到跟踪 监控作 用 在利用数 字地 图对 目标位 置进行 匹配 时, 目标在数 字地图上 的定位误差 由 G P s系统固有 误差 和数字地 图的偏 差两部 分构 成,只有 获取 高精度数 字地 图,降低地 图偏 差带来 的影响 ,才可 真实地 反映用 户位置 ,分离 G P s系统定位 误差 。对 监控中心的功 能要求 不 同,数 字地 图所 含 信息 的侧重则 不同 ,在 无法直接 获取数字 地 图时.用户需 自己生成所需 的数字地 图。生成 ~ 副精确美 观的数 字地 图需 以下的步 骤 :
n 是 当前给 定 的一个 常系数 ,不同的移动 目标 , n 有所不 同。
6 、 2 实 时 差 分
由于误差源 的影响 ,G P S接 收机 单机 实 时定位精 度仅能达 到 1 0 0 米左右 ,不 能满 足一些 有着较 高精度 需求 的用户 需要 .同时监控 中心在数 字地图上精确显示 目标轨迹 也要求 获取精 确 的用 户位置信 息。采用 差分技 术可 以得 到优于 5 米 的定位 精度 ,能满足绝 大部分用 户 的需

高度 : 一1 0 0 0英 尺 ~ 6 0 0 0英 尺 :
皇 王 垫查 兰耋
竺 ! 兰苎 塑
基准 面 :1 8 9种 标 准 基 准 面 , 5种 用 户 自定 义 基 准 面 ,缺 省 为  ̄ ' 6 S - 8 4 :
天线 :可配 有 源微 带扁片 天线 模块 ,接 收扳 提供 电源 ( 2 5 m A , 5 V )或配 无源 天 线 ( 电缆
定 的门限 ,则认 为野值 ,剔 除不用 ,再接收新 的数据 。即设 当前 时刻和前一 时刻接 收机输 出
的位置, 速度数据分别为 ( t . L 。 B V ) 、 ( t 一 ,L 一 1 B V 一 , ) , 如果 一 一 I l < 、 l B— B t — I 1 < 、E =n( V + v ) ( t i - t , )则认为当 前位置数据合理,否则认为是野值。
捕 获 时 间 :T T F F的 典 型 重 捕 获 时 间 2 . 0秒 , 典型 温 启 动 1 5秒 , 典型 初 始 化 启 动 4 5秒 ,
典型冷 启动 1 2 0 秒 ( 测试温度 一3 O ℃~+ 8 5 ℃) : 定位 精度 :小 于 2 5米 ( 无s A时 ) ,小于 1 0 0米 2 d P  ̄ I S( 有S A时 ) ; 定 时精度 :l p p s秒脉 冲输 出,精 度 l s 频 率输 出:l O k H z 频 率输 出,与 l p p s 信 号 同步 ,精度 1 p s ; 输 出信息 : 经度 、 纬度 、 高度 、 速度 、 航向、 时 间、 载波相位 、 自检 等几 十个 数据 ( R o c k w e l 1 二 进制格式 ) ,输 出间隔可调 :
损 耗< 3 d B ) ;
电源 :直 流 5 V4 - 0 . 2 5 V ,抗 l O O m V( 晟 大 )峰 峰 纹波 电压 干扰 ; 功 耗 :在 5 v ±0 2 5 V时 ,典 型 2 0 5 m A / l O 2 5 m W ,最大 2 4 0 m A / 1 2 0 0 m W ; 尺 寸/ 重量 :4 1 m m×7 l Ⅱ I n l ×1 1 m m.2 5克 ;
关 键 词 垡 i 旦
1 概述
电 子 地 图 , 墼 奎 堕
对 于 跟 踪 远 距 离 的 移 动 目标 ,主 控 室必 须 实 时 掌 握 目标所 处 的位 置 、动 作 情 况 等状 态 信
息 ,由 G P S系统 、卫星通信和 计算机软 、硬件 技术相 结合,构成 一套实时 、远距 离的监控 系 统 ,完成对 移动 目标 的轨迹跟踪
据量。
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电 技 术参 考
2 0 0 0年 第 3期
监控 中心要求配 置 一多通道基准 G P S接收机 ,接 收视 野 内所有 卫星 信 号,输 出各星 的伪 距和 伪距变 化 率。 中心根据 当前用户 导航 所 用 的星座 .利用基准接 收机输 出的伪 距和伪距 变 化 率计 算各 组星座 的定位 结果 .与基 准值 比较 ,得到 差分量 ,修正用 户送来 的 定位数 据 。差
2 G P S系统
G P S 是一种全球 卫星定位 导航 系统 .具有 定位精度 高,实时性 强,全球 全天候定位 且成
本 便 宜 等 优 点 ,受 到 移 动 定 位 用户 的 青 睐 。 该 系 统 使 用 的 G P S接 收 机 是 美 国 R o c k w e 1 l公 司
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