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1 概 述 隨著我國北斗衛星導航產業的發展，許多院校已經認識到掌握衛星導航相關知識的重要性，相繼開設了衛星導航相關專業課程。但由于涉及到的相關知識比較多，包括無線通信、射頻、電子電路、計算機原理、基帶算法、地理信息等課程，課程中的知識相對都比較抽象，學習和理解起來會相對枯燥而吃力。 北斗/GPS綜合實驗平臺為配合學校GNSS（全球導航衛星系統）方面的教學而設計，該產品為學生提供開放式的實驗環境，使學生在真實設備、真實衛星信號環境下，親自動手進行實驗和編程，真正地了解衛星導航原理和實現。通過一系列實驗，讓學生理解和掌握GPS/BDS原理、特性和應用，加深對GPS/BDS系統結構、工作原理、工作過程的理解，掌握GPS/BDS接收機核心算法和導航解算過程。同時，通過慣性導航定位原理的了解，讓學生了解更多的定位方式方法，以及多種定位之間的互補，讓學生更好地了解和理解衛星導航在未來各個應用領域的發展與應用。   適用于通信、電子、信息、 計算機、測量、自動控制、導航、遙控遙測、環境監測、交通運輸、城市規劃、物聯網等專業本科生、研究生全球星基導航基礎教學和畢業設計及BDS/GPS應用系統的工程技術和維護人員培訓使用，是高等院校和科研院所全球星基導航和組合導航教學及培訓的理想實驗設備。 實驗平臺不僅適用于教學實驗，同時，也是一個二次開發平臺，可以作為衛星導航解算方法及其它項目的數據采集驗證平臺。 實驗覆蓋全面，包括基礎實驗，也可以增加擴展實驗及增強實驗，有較高的性價比，可為學校量身定制相關實驗內容，提供全面的相關教學和實驗配套服務，為廣大師生和開發技術人員服務。   2 實驗平臺配置 2.1 主要組件及作用 1）GNSS天線：接收北斗/GPS衛星信號； 2）GNSS接收板：接收北斗和GPS衛星信號，并進行實時基帶信號處理，并提供相應的原始數據及標準語句等； 3）433M無線電臺及天線：接收發送差分信號；       4）GPRS模塊及天線：提供 GSM 信息收發功能（板載內置）； 5）藍牙模塊及天線：同安卓平板電腦或手機通訊（板載內置）； 6）慣導組件：提供慣性原始數據及載體姿態信息； 7）控制器：通訊與協調等； 8）觸摸顯示屏：實驗功能切換、顯示實驗數據及結果等。   2.2 選配組件及作用 1）通用計算機系統：用于實驗平臺軟件運行，完成解算、顯示、仿真等操作等； 2）安卓平板電腦：用于顯示平臺提供的解算結果，比如 GPS 定位，北斗定位結果，載體姿態測量結果等 3）GNSS衛星信號轉發器：用于轉發放大外部GNSS接收天線的衛星信號，供各實驗平臺使用； 4）GNSS參考基準站：用于提供RTCM2.3或RTCM3.0差分信號； 5）GNSS衛星信號模擬器：用于模擬衛星信號。   3 實驗平臺特點及技術指標 3.1 特點 采用北斗、GPS及聯合定位，輸出標準語句和原始數據； 操作使用方便，便于搬動和攜帶，可到室外做實驗； 采用高精度多模板卡，除常規實驗外，還可以擴充高精度RTK實驗和學習； GNSS天線采用高精度全向天線，室內無需角度調整就能良好接收轉發器信號； 系統集成慣性測量單元，可以測量姿態和提供加速度、速率、磁強等原始數據； 配置高性能通訊芯片可以連接移動通訊網絡，可做GSM實驗； 內部配置電臺，可接收外部參考站發出的差分信號； 系統配有藍牙，可以和手持設備或安卓系統連接，實現嵌入式系統開發； 采用USB接口連接外部電腦，支持各種教學實驗。   3.2 技術指標 3.2.1 衛星信號接收 信號跟蹤：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* 授時精度：20ns 單點定位精度：H≦5m V≦3m；   靜態差分精度：H:±(2.5+10-6*D)mm  D為基線長度（單位：km） V:±(5.0+10-6*D)mm  D為基線長度（單位：km） 測速精度：≦02m /s（PDOP≦4） 組合導航精度：GNSS天線信號失鎖3s，精度保持厘米級                GNSS天線信號失鎖10s，精度保持米級 信號獲取：冷啟動：<30s  ； 熱啟動：<15s ；信號重捕獲 ：<1s 數據格式：標準NMEA-0183，CMR 支持，RTCM2.X支持，X 支持,MSM3-MSM7支持 通訊接口：RS232（默認115200bps） 數據更新率：定位數據更新率：1Hz、5Hz、10Hz、20Hz 功耗：小于1.0W RTK:    RTK 初始化時間 <10s 初始化置信度 >9% RTK精度  H：±(8+10-6*D)mm  D為基線長度（單位：km）           V：±(15+10-6*D)mm  D為基線長度（單位：km） 工作溫度：-40-+85度，儲存溫度：-55-+95度      

衛星時鐘使用在工業生產需要準確時間標準驅動的功能場合、公共生活領域需要計時的功能和時標的數據。這些場合的某些設備、系統、網絡的時間同步，可以使用本產品穩定、高效、便捷地獲得時間標準的持久支持。

由于衛星信號采用擴頻通信的機制，信號功率到達地球表面時的功率極低（一般認為SNR=-30dB）,因此非常容易受到有意或者無意的干擾，傳統北斗接收機如果不采取特別措施，在干擾環境中會大大降低導航定位的精度，甚至完全喪失定位能力。 抗干擾數字板基于陣列信號數字波束形成的基本原理，自適應地在強干擾方向形成波束零陷，提高輸出信號的信干噪比，使得導航定位接收機在強干擾環境下也能夠有足夠的導航定位能力和定位精度，提升了整個導航定位系統的穩健性。 本系統指標在國內領先，性能穩健。抑制單個寬帶干擾最大干信比：95 dB；抑制兩個寬帶干擾最大干信比：88dB；抑制三個寬帶干擾最大干噪比：78 dB。 信號處理板通過4個射頻通道與射頻天線端相連，并通過16位AD采集模擬信號送至FPGA進行抗干擾處理，把干擾抑制之后通過DA把數字信號轉換為模擬信號送至射頻天線前端進行模擬上變頻以送至標準解碼器，最后標準解碼器進行導航信息解碼并送至PC機顯示，如圖1。 針對實際空載應用，設計的面積更小的數字處理板尺寸為60mm×90mm，滿足空載空間有限的應用。輸入為4路AD信號和時鐘信號，輸出為模擬中頻信號，經過上變頻后采用標準接收機進行解碼，如圖2. 圖1 圓形干擾抑制數字板 圖2 小型長方形干擾抑制數字板及天線

項目的來源于國家項目，并已經申請專利。 GPS是全球衛星定位系統的簡稱。本系統采用GPS技術、GIS技術，集通訊、報警、定位、防盜等功能于一體，專門用于各種車輛（移動目標）和固定目標（儲蓄網點等）的定位跟蹤、報警監控。 本系統由監控調度指揮系統、車載設備和室內報警系統三部分組成。監控調度指揮系統由調度、報警、電子地圖及大型數據庫組成，基本設備是計算機系統和通訊電臺以及大屏幕投影儀等，安裝在公安局110報警指揮中心（或保衛部門）。車載設備由GPS衛星接收機、計算機和電臺組成，安裝在車上。室內報警系統由報警探頭和無線發射機或電話報警裝置組成，安裝在金庫、儲蓄所等重要場所。該系統對移動目標的管理功能有： 1、調度：監控調度系統可以和任何一臺車輛單獨通話，也可以和所有車輛同時進行通話；還可以隨時監測每臺車的狀況（無須打擾司機），這樣便于車輛的集群調度。 2、定位跟蹤：將車輛的位置、速度信息顯示在電子地圖上，以便于監控、調度。系統具有測量車輛行駛距離、保存并調閱車輛的歷史行車信息等多種功能。還有車輛越區報警功能，這一點對于銀行系統車輛尤為適用。 3、跟蹤報警：當車輛遇到打劫時，司機只要觸動暗藏開關，即可發出報警信號，報告公安機關進行處理。 系統還可對固定目標（儲蓄網點）實施管理，當儲蓄所、金庫等場合發生被盜、被搶、火災等情況時，現場的無線發射機或電話報警系統立即向監控調度指揮中心發出相應的報警信號。 針對市場需要，已開發了三種GPS車輛跟蹤監控定位報警系統： 1、監控十臺運鈔車, 適用于地市縣級銀行。 2、監控300個用戶(包括50個移動點和250個固定點)。 3、監控2000個用戶(包括500個移動點和1500個固定點)。

由于衛星信號采用擴頻通信的機制，信號功率到達地球表面時的功率極低（一般認為SNR=-30dB）,因此非常容易受到有意或者無意的干擾，傳統北斗接收機如果不采取特別措施，在干擾環境中會大大降低導航定位的精度，甚至完全喪失定位能力?？垢蓴_數字板基于陣列信號數字波束形成的基本原理，自適應地在強干擾方向形成波束零陷，提高輸出信號的信干噪比，使得導航定位接收機在強干擾環境下也能夠有足夠的導航定位能力和定位精度，提升了整個導航定位系統的穩健性。信號處理板通過4個射頻通道與射頻天線端相連，并通過16位AD采集模擬信號送至FPGA進行抗干擾處理，把干擾抑制之后通過DA把數字信號轉換為模擬信號送至射頻天線前端進行模擬上變頻以送至標準解碼器，最后標準解碼器進行導航信息解碼并送至PC機顯示，如圖1。針對實際空載應用，設計的面積更小的數字處理板尺寸為60mm×90mm，滿足空載空間有限的應用。輸入為4路AD信號和時鐘信號，輸出為模擬中頻信號，經過上變頻后采用標準接收機進行解碼，如圖2.

工業生產過程中，獲取工作人員實時位置非常重要。對室內作業人 員進行定位后，可非常便利的進行工業生產的人員生產過程中安全管 理、事故中的應急救援、工作中的任務監管和指派等功能。 超寬帶(Ultra Wide Band, UWB)全球定位系統(Global Positioning System, GPS)組合室內室外定位系統，可分為室內定位系統和室外定 位系統兩大組成部分，主要完

該巡檢儀屬專利技術，屬于線路維護與巡檢系統，主要適用鐵路、電力、通信線路巡檢裝備。 該巡檢儀主要解決的問題是：在戶外點多線長、環境惡劣、設備分散、獨立作業等情況下，輔助巡檢人員進行鐵路、電力、通信等設施的線路巡檢工作。本實用新型可以用于各種線路巡檢，實現巡檢過程記錄、巡檢監督管理、巡檢智能引導、巡檢設備診斷等功能，為重要的、安全相關的設施提供可靠的維護保障。 該巡檢系統主要包括：硬件部分采用微型GPS模塊、RFID模塊、大容量的Secure Digital存儲卡，由32位ARM處理器為嵌入式控制器來控制整個系統，實現巡檢數據的處理、儲存、傳輸以及路徑引導、遠程診斷等。嵌入式控制器還與LCD模塊、鍵盤相連，共同協調完成狀態顯示以及命令輸入等工作。 技術特點： ●采用了13．56MHz非接觸射頻識別(RFID)讀寫模塊讀取電子標簽上的巡檢數據，操作方便?；赗FID的電子標簽比起現有接觸式系統具有防水、防電、不易無損等優點。 ●采用嵌入式GPS模塊生成巡檢路徑數據和巡檢時間數據，考察了巡檢的路徑和巡檢時間間隔，相比以往方案，結果更加具體。LEA-4H是芯片級的GPS模塊，體積小，功耗低。 ●采用Secure Digital(SD)卡，采用FAT16／32文件系統。Secure Digital卡支持即插即用功能，保證了數據的安全完整性，讀寫速率高，最大容量可以達到2G Byte。Secure Digital(SD)卡小而且符合工業現場的要求，更適合用于便攜式巡檢設備。 ●讀取巡檢數據方便。既可以從即插即用的USB通信端口讀取，也可以從Secure Digital卡直接讀取。 ●采用基于LCD顯示和鍵盤的人機交互界面，把當前的GPS信息、路徑引導信息和記錄儀的工作狀態實時顯示在液晶上。巡檢員可以根據路徑引導信息尋找巡檢點并且修正巡檢路線，可以利用鍵盤和菜單對巡檢儀進行靈活的操作。 ●采用GSM／GPRS模塊發送設備診斷數據，實現遠程診斷，有利于快速解決現場故障。

該系統是一個GPS車載智能終端平臺，能實現對不同層次用戶對車輛定位、調度、追蹤、安全運輸等管理的需求。為客戶提供一套便于功能升級、模塊可互換、適應不同車輛環境下的高性價比的模塊式GPS車載智能終端的解決方案，滿足不同客戶的個性化需求。該系統具有車輛定位跟蹤功能，車輛監視功能，報警功能，拍照功能，調度功能，車輛控制功能，對講監聽功能，碰撞檢測功能，黑匣子記錄功能，業務及增值業務功能。隨著我國經濟的發展，一旦各城市的公交車和出租車項目啟動，特別是長途運輸車輛的應用實施，車載導航市場將出現爆發性增長的勢頭其應用市場需求迫切，潛力巨大。本系統先后在北京市、浙江省、江蘇省、廣東省等全國各地區30余家用戶的推廣使用，已經銷售了4204臺，營業額達到了1217萬元，產生巨大的經濟社會效益。本產品的主要客戶有：江西長運股份有限公司、廣東省江門市汽運集團，蘇州雙牛電子有限公司，揚州中興通訊設備有限公司，金華青年汽車制造有限公司，東美實業有限公司撫州公司，東風汽車公司撫州銷售技術服務站，贛州新世紀汽運有限公司，贛州車圣導航科技有限公司等。2007年該項目榮獲江西省科技進步貳等獎。

一、 項目簡介隨著公路交通運輸業的發展，人們對公路路面質量及其養護提出了更高的要求。本系統的實現既可以提供有效的路面信息，還能實現自動化的圖像識別和信息定位，為其制定合理的養護決策提供科學依據，從而提高公路的養護水平。二、 項目技術成熟程度該項目技術成熟，在實際路面中進行了實際檢驗，運行穩定。三、 技術指標項目發表高水平學術論文7篇，被三大檢索收錄6篇。四、 市場前景系統可以為省內和國內的公路養護部門節約大量的人力、物力和財力，減少人工進行公路檢測的風險，為他們提供有效的路面信息，為其制定合理的養護決策提供科學依據，從而提高公路的養護水平。五、 規模與投資需求本系統售價5萬（包括培訓），加上服務器及數據庫系統軟件，總投資預計10萬元。六、 生產設備該系統只需配備一臺服務器，及相應的數據庫系統軟件即可，服務器投資預計3萬元（采用聯想服務器），數據庫系統軟件（sql server 2萬）。七、 效益分析使用該系統為養護部門制定合理的養護決策提供科學依據，從而提高公路的養護水平。具有良好的經濟效益和社會效益。八、 合作方式技術服務、協作開發、提供咨詢，具體事宜面議。九、 項目具體聯系人及聯系方式侯向丹，e-mail: xdhou@hebut.edu.cn十、高清成果圖片