專利名稱：救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統的制作方法
技術領域：
本發明提供一種救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統。 技術背景'
GPS全球定位系統是目前世界上應用范圍最廣、實用性最強的無線導航 系統，具有全球、全天候和定位精度高的特點，其應用之一是采用目前最完 善的GMS網絡傳輸遠端GPS定位信息對陸上移動物標進行位置監控和管理。 但對于偏遠山區和人煙稀少地區由于受到GMS信號覆蓋范圍制約還不能完 全實現，就是在GMS信號完全覆蓋的地方，如果遇到重大自然災難，如汶川 特大地震，GMS網絡完全癱瘓，遠端目標位置的跟蹤和監測就無法實現。
發明內容
本發明提供一種不依靠通信網絡可獨立運行，在救援條件下能夠方便、 準確地對特定目標進行搜索、定位和跟蹤的救援條件下特定目標的搜索、定 位和跟蹤系統。
本發明所提供的救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統由一臺主 機和受主機控制的多臺子機組成，所述的主機由計算機和主機數傳模塊、主 機數傳模塊天線構成，主機數傳模塊與計算機通過串口相連，所述的N臺子 機中的每一臺子機由搭載于被跟蹤的特定目標上的GPS定位模塊和帶有自身 ID碼的子機數傳模塊、子機數傳模塊天線構成，被跟蹤的特定目標上的GPS 定位模塊發送的特定目標定位信息通過子機數傳模塊、子機數傳模塊天線發 送。
受主機控制的每一臺子機中搭載于被跟蹤特定目標上的GPS定位模塊和 子機數傳模塊U1由一個與門電路U2連接，GPS定位模塊的串行數據發送端 TXD接與門電路的一個輸入端2，子機數傳模塊Ul的輸出控制端01接與門 電路的另一個輸入端1,與門電路的輸出端3接子機數傳模塊串行數據接收端 RXD。
本發明所提供的救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統工作原理 如下系統由一臺主機和多臺受主機控制的子機組成。主機通過計算機、主機數傳模塊和主機數傳模塊天線向搭載于特定目標上的子機發布命令，搭載
于被跟蹤特定目標上的GPS定位模塊負責接收全球定位系統衛星發送的導航 信息和時間信息，解算求出定位模塊的精確位置信息，即所跟蹤特定目標的 精確定位信息，并將特定目標的精確定位信息通過子機數傳模塊及其天線向 主機發送，主機的主機數傳模塊及其天線接收這些信息并通過計算機顯示出 來，這樣從主機上便可以隨時掌握特定目標的行蹤，特別是當特定目標遇險 (難)時，可及時對特定目標進行搜索、跟蹤、定位，為施救贏得寶貴的時 間。
由于本系統由一臺主機和受主機控制的多臺子機組成，也就是一臺主機 可以控制多臺子機對多個特定目標進行定位監測。為了便于對系統內各子機 的識別，以子機數傳模塊的ID碼為識別標志。當主機未向子機發出打開命令 時，各子機均處于"監聽"狀態。當主機需要了解某一臺子機所監測的特定 目標的定位信息時，主機由計算機通過與其串口相接的主機數傳模塊及其天 線向該子機發出打開"GPS"的命令，即發出該子機數傳模塊的ID碼，例如 向1號子機發出打開命令，此時各子機均處于"監聽"狀態，各子機同時接 收到該命令，各子機上的子機數傳模塊對接收到的命令編碼進行核對，只有1 號子機數傳模塊的ID碼符合命令編碼，于是1號子機數傳模塊發出確認信息， 并使1號子機數傳模塊的輸出控制01端呈高電平，使連接該子機搭載于被跟 蹤特定目標上的GPS定位模塊和子機數傳模塊的與門電路輸入端1處于高電 平，這時1號子機上的GPS定位模塊將所監測特定目標的定位信息通過搭建 于其上的子機數傳模塊及天線發送給主機，而其它子機由于接收到的命令編 碼與其子機數傳模塊的ID碼不符，仍處于"監聽"狀態。此時主機只能收到 1號子機發來的GPS定位信息。當主機需要了解另一臺子機所監測的特定目 標的定位信息時，首先關閉1號子機，然后再向需要了解的另一臺子機發出 打開命令，即發出另一臺子機上子機數傳模塊的ID碼，……。
本發明所提供的救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統通過數傳 電臺和GPS定位模塊實現對特定目標的精確定位和跟蹤。不依靠通信網絡可 獨立運行，在GMS網絡信號不能完全覆蓋的地方，或遇到不可抗的災害GMS 網絡完全癱瘓時，仍可實現對特定目標的精確定位和跟蹤，在救援條件下能 夠方便、準確地對特定目標進行搜索、定位和跟蹤，為搜救工作爭取寶貴的
4時間。
圖1本發明所提供救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統的構成 及工作原理示意圖2本發明所提供救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統中子機 的電路原理圖；.
圖3本發明所提供救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統中主機 接收界面示意圖4本發明所提供救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統主機中 計算機使用的程序流程圖。
具體實施例方式
下面結合
本發明的實施。本發明所提供救援條件下特定目標的 搜索、定位和跟蹤系統組成如圖1所示。該系統由一臺主機和受主機控制的 四臺子機組成，主機由計算機和主機數傳模塊、主機數傳模塊天線構成，主 機數傳模塊與計算機通過串口相連，四臺子機中的每一子機由搭載于被跟蹤 的特定目標上的GPS定位模塊和帶有自身ID碼的子機數傳模塊、子機數傳模 塊天線構成。子機上的GPS定位模塊負責接收GPS衛星的定位信息，并進行 解算得到特定目標準確的位置信息，這些位置信息通過子機數傳模塊及其天 線發送出去，主機通過主機數傳模塊及其天線接收這些信息，并通過計算機 顯示出特定目標的精確經、緯度，從而實現對特定目標的搜索、跟蹤與監測， 為實施救助提供可靠的依據。圖2為本發明所提供救援條件下特定目標的搜 索、定位和跟蹤系統中子機的電路原理圖。參見圖2，受主機控制的子機中搭 載于被跟蹤的特定目標上的GPS定位模塊和子機數傳模塊Ul由一個與門電 路U2連接，GPS定位模塊的串行數據發送端TXD接與門電路的一個輸入端 2，子機數傳模塊U1的輸出控制端01接與門電路的另一個輸入端1，與門電 路的輸出端3接子機數傳模塊的串行數據接收端RXD。由于跟蹤系統中主機 與各子機之間的通信采用相同的載頻，因此主機與各子機之間只能進行點對 點的通信。主機與子機通信以子機數傳模塊的ID碼為識別標志，當主機未發 出命令時，各子機均處于"監聽"狀態，當主機向發某個子機發出打開GPS的命令，如4號子機打開命令時，系統中各子機同時收到該命令，各子機對 命令進行核對，只有4號子機數傳模塊的ID碼符合命令編碼，于是4號子機 發出確認信息，并使數傳模塊的輸出控制01端呈高電平，使連接該子機搭載 于被跟蹤特定目標上的GPS定位模塊和子機數傳模塊Ul的與門電路U2輸入 端1處于高電平，這時4號子機上的GPS定位模塊所監測特定目標的定位信 息通過其上的子機數傳模塊及其天線發送給主機，而其它子機由于接收到的 命令編碼不符，仍處于"監聽"狀態。此時主機只能收到4號子機發來的監 測信息。當主機需要打開其它子機時，要先發出命令關閉4號子機。因為， 只有將剛打開的子機關閉后才有可能打開其它子機，這就從邏輯上保證了在 同一時間主機只能與一臺子機通信，避免發生系統紊亂。
主機上的主機數傳模塊及天線接收子機傳來的特定目標定位信息，并通 過串口送入計算機，由于GPS發送的定位信息是用NMEA0183格式輸出的， 這是一串由二進制編碼組成的數據信息流，計算機無法直接顯示，因而，必 須按照信息格式進行解讀，本系統采用VB語言編寫了接收和解讀程序，系統 中主機接收界面如圖3所示。界面左邊為串口設置信息，右邊為搜索、定位 信息；搜索信息每秒更新一次，它表明了特定目標所在位置的經度和緯度， 如果目標是運動的，還可以顯示特定目標的運動方向和速度，有效性表明定 位信息的可用性。"打開GPS"鍵為雙功能鍵，具有自鎖功能，第一次單擊 該鍵為"打開GPS"命令，打開成功后，該鍵變為"關閉GPS"命令鍵。
本發明的實施例中子機中搭載于被跟蹤特定目標上的GPS定位模塊采用 臺灣HOLUX公司生產的GR-89 GPS接收模塊。該模塊為二十通道單頻接收 機，接受L1波段衛星信號，接收衛星信號的最小強度為-159 dBm，定位精度 為7m，速度精度為0.1mps，冷啟動時間為42s，熱啟動ls。該模塊具有兩 個全雙工串行口，接口電平為3V,可在4800bps 38400bps之間選擇波特率， 采用NMEA0183 Version 2.2協議輸出5種NMEA信息。數據輸出周期最小 為ls， GPS模塊串口缺省設置為波特率4800bps,校驗位0，數據位8，停止 位1。實施例中主機數傳模塊與子機數傳模塊采用JZ875數傳模塊，視距可靠 傳輸距離可達2km 10km，采用GFSK的調制方式，其載頻為433MHz，也 可訂制315MHz 、 868MHz和915MHz等其他載頻，使用ISM頻段，無需申 請頻道。該模塊可提供16個信道，如果用戶需要，可擴展到32信道，串口速率可在1200 bps之間38400bps中任選。為了保證信息正確、可靠地傳輸， 該系統中每個子機上的子機數傳模塊都設有唯一的ID碼數傳模塊的ID碼是 子機在系統中的身份編碼，模塊的ID碼可通過模塊的生產廠家的軟件來設置， 該實施例中系統中主機設為OO，各子機的子機數傳模塊分別設為Ol、 02、… 等。各個模塊的打開或關閉通過通信協議來完成。通信協議字共由13個字節 構成，分別是打開命令字和打開確認命令字、關閉命令字和確認關閉命令字。 打開命令字是主機發給子機的打開命令，其中包含有子機的ID碼，當子機收 到與自已ID碼相同的打開命令時，主動向主機回復其打開確認命令字。同理， 當主機發出關閉命令字時，相應的子機回應關閉確認命令字。其格式如下
幀頭方向碼地址碼長度功能碼數據域校驗結束符
40402600010780120101420D0A
在請求通信時先發送打開命令字，若主機隨后收到打開確認命令字說明
子機打開成功。同理；在請求關閉時先發送關閉命令字，隨后若收到關閉命 令字說明子機關閉成功。
本發明所提供救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統在VB6.0平 臺上，應用通信MSComm控件完成對GPS定位模塊發送數據的接收和處理， 其程序包括串口初始化、請求打開與確認，數據接收、處理及顯示和請求關 閉與確認等，其程序如圖4所示。
本發明所提供救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統綜合應用了 GPS定位技術、數據無線傳輸技術及VB6.0語言，實現對定位信息的提取、解 析和顯示。本系統的顯著特點是不依賴任何網絡、可獨立運行、耗電省、待 機時間長，具有較高的可靠性、穩定性和實用性。從該系統實際運行的情況 來看，能很好地完成所賦予的使命。本系統可應用于海上、陸地移動物標的 跟蹤和監測，如失事飛機的救援等。
權利要求
1、一種救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統，其特征是由一臺主機和受主機控制的N臺子機組成，其中N≥1，所述的主機由計算機和主機數傳模塊、主機數傳模塊天線構成，主機數傳模塊與計算機通過串口相連，所述受主機控制的N臺子機中的每一臺子機由搭載于被跟蹤特定目標上的GPS定位模塊和帶有自身ID碼的子機數傳模塊、子機數傳模塊天線構成，被跟蹤的特定目標上的GPS定位模塊發送的特定目標定位信息通過子機數傳模塊、子機數傳模塊天線發送。
2、 根據權利要求1所述的救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統， 其特征是所述受主機控制的每一臺子機中搭載于被跟蹤特定目標上的GPS定 位模塊(GPS)和子機數傳模塊(Ul)由一個與門電路(U2)連接，GPS定位 模塊的串行數據發送端(TXD)接與門電路的一個輸入端(2)，子機數傳模塊(Ul)的輸出控制端(01)接與門電路的另一個輸入端(1)，與門電路的輸 出端(3)接子機數傳模塊串行數據接收端(RXD)。
全文摘要
本發明提供一種救援條件下特定目標的搜索、定位和跟蹤系統。系統由一臺主機和受主機控制的多臺子機組成，主機由計算機和主機數傳模塊、主機數傳模塊天線構成，每一臺子機由搭載于被跟蹤特定目標上的GPS定位模塊和帶有自身ID碼的子機數傳模塊、子機數傳模塊天線構成，被跟蹤的特定目標上的GPS定位模塊發送的特定目標定位信息通過子機數傳模塊、子機數傳模塊天線發送給主機。系統通過數傳電臺和GPS定位模塊實現對特定目標的精確定位和跟蹤。不依靠通信網絡可獨立運行，在GMS網絡信號不能完全覆蓋的地方，或GMS網絡完全癱瘓時，仍可實現對特定目標的精確定位和跟蹤，為搜救工作爭取寶貴的時間。
文檔編號G01S5/02GK101561491SQ200910116950
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月31日 優先權日2009年5月31日
發明者張元帥克 申請人:張元帥克
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