烽火台 GPS全球卫星监控调度管理系统
投标设计书
设计单位：安徽烽火台卫星监控科技有限公司
设计时间：2 0 0 6年4月
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前 言
根据《招标书》的具体要求，为确保达到预期效果，充分发挥我们自身的优势和成熟的技术，以“先进、实用、发展”为原则，经过我们技术人员认真研究、严谨的论证，精心编制了烽火台《GPS全球卫星监控调度管理系统工程招标设计书》（以下间称“设计书”）。
第一章 全球卫星定位（GPS）系统简介
一、GPS的由来 GPS即全球定位系统，是美国为满足军事战略需要从二十世纪七十年代开始研制、历时二十余年、耗资200亿美元、于1994年全面建成的、具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。 1、空间星座部分
空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。在地球上的任何地面位置、任何时间都可观测到四颗以上的卫星。 2、地面控制部分
地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站对地面监控部实行全面控制，主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。上行注入站的主要任务是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
3、地面用户GPS信号接收设备
GPS卫星所发送的信号，可供无限多用户共享，用户只需要接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备（即GPS信号接收机），就可以全天候用GPS信号进行导航定位测量，GPS信号接收机能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出运动（或静态）载体的位置、速度、高度、运动方向、时间等三维参数。
二、GPS的原理 - 2 -
卫星不间断地向地球发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算得出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。 2．1
系统原理图
GPRS基站 GPRS基站 监控分中心 ： ： Internet 数据宽带接入 通讯服务器 数据库服务器 GIS监控工作站 GIS监控工作站 GIS监控工作站 管理工作站 - 3 -
2．2 烽火台GPS系统实现结构：
不断的接收卫星信号 车 载 数据传送 终 GPRS 端 GSM 语音传送 航天导航卫星 GPS卫星 GSM 蜂窝基站 安装有GPS定位系统的汽车 移动公司通讯系统 后台 监控系统 移动数据通讯服 监控中心服务器系统 互连网 互连网 多级分监控中心 务器系统 互联网 三、GPS的特点 1．全球性、全天候连续不断
GPS能为全球任何地点或近地空间的各类用户提供连续的、全天侯的导航能力，用户不用发射信号，因而能满足无限多的用户使用。 2．实时导航、定位精度高、数据内容多
利用GPS定位时，在1s 内可以取得几次位置数据，这种近乎实时的导航能力对于高动态用户具有很大意义，同时能为用户提供连续的三维位置、三维速度和精确的时间信息，目前利用C/A码的实时定位精度可达20-50m，速度精度为0.1m/s，利用特殊处理可达0.005m/s，相对定位可达毫米级。 3．抗干扰能力强、保密性好
GPS采用扩频技术和和伪码技术，用户只需接收GPS的信号，自身不会发射信号，因而
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不会受到外界其他信号源的干扰。
4．功能多、用途广泛
GPS是军民两用的系统，其应用范围极其广泛，在军事上，GPS将成为自动化指挥系统，在民用上可广泛应用于农业、林业、水利、交通、航空、测绘、安全防范、军事、电力、通讯、城市多个领域，尤其以地面移动目标监控在GPS应用方面最具代表性和前瞻性。
第二章 烽火台GPS系统及产品简介
烽火台GPS汽车全球卫星定位系统的系列产品采用了世界领先的全球卫星定位技术（GPS）、全球移动通讯技术（GSM/GPRS）、地理信息系统（GIS）和计算机网络通信与数据处理技术。在GSM/GPRS通讯平台上自行研制开发的“汽车卫星定位系统”由监控中心和车载设备两大部分构成，两者之间采用GSM/GPRS无线数字通讯网络来实现相互间的数据传输和双向通讯，可以远程监控所有在GSM网覆盖范围内的车辆运行状态（位置、速度、运行方向），同时车辆的各类报警信号和数据通过GSM/GPRS网络传送至监控服务中心或用户监控终端。当车辆报警或用户监控时，目标车辆状态（位置、速度、运行方向）和车辆注册信息（用户/单位名称、车牌号码、司机/用户姓名、住址、联系电话等）在监控服务中心的电子地图上直观地显示出来，车主可自行或授权监控服务中心对报警车辆进行实时监控、锁定车辆位置、反控停车、启动声光报警和监听车内动静，或通过电话随时向车载终端发出指令，如启动汽车空调等。
一、烽火台卫星定位系统的组成 ◆GPS全球卫星定位系统（Global Positioning Systems）
系美国最初为军方服务而提出并实施的庞大的宇宙、航天工程。系统共有24颗卫星运行于太空特定的轨道上向地球发射定位信息，地面GPS接收机可获取经度、纬度、高度、方向、速度、时间等信息为其军事情报服务。随着科技的发展和民用需求，已全面对民用开放，被广泛用于航天、测绘、交通管理等领域，其中地面移动目标（如车辆等）的定位、监控是使用定位技术最为成功的行业。
◇GIS地理信息处理系统（Geographic Information System）
本系统是为了获取、储存、显示、查询定位数据而建立的计算机数据库管理系统。它将所需要的信息和资料直观、形象地在电子地图上以图形或表格的形式显示出来，为GPS卫星定位提供良好的地图环境。它能将空间信息与属性信息的处理完美结合起来，以直观的方式显示车辆的位置和状态等信息。本系统的电子地图可对任意指定区域的车辆进行查询，可根据需要显示信息；可任意放大、缩小、移动；可进行同屏多窗口显示监控，或将目标锁定在某窗口，自动跟踪等。
◆GSM通讯网络系统（Global System for Mobile communication）
GSM/GRPS全球数字移动系统是目前国内覆盖范围最广广、可靠性高、容量大、保密性较强的数字移动蜂窝通讯系统。依托GSM/GPRS通讯网络作为烽火台GPS系统的无线数据传输平台，确保了报警信号和数据传输通道的可靠性。车辆终端上的GPS接收机获取车辆的实际位置、速度、运行方向等信息经过处理后通过GSM/GPRS网络传送到客户服务中心，中心可以对车辆进行管理、调度和控制。
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