一種基于北斗定位技術(shù)的槍支指揮監(jiān)管系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及軍備物資管理、北斗定位技術(shù)、太陽能利用等技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是一種基于北斗定位技術(shù)的槍支指揮監(jiān)管系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDouNavigat1n Satellite System，BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GL0NASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0003]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш健⒍ㄎ缓褪跁r能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。
[0004]衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。中國高度重視衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，一直在努力探索和發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2000年，首先建成北斗導(dǎo)航試驗系統(tǒng)，使我國成為繼美、俄之后的世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運輸、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等諸多領(lǐng)域，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。特別是在2008年北京奧運會、汶川抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。為了更好地服務(wù)于國家建設(shè)與發(fā)展，滿足全球應(yīng)用需求，我國啟動實施了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)。
[0005]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展，以應(yīng)用推廣和產(chǎn)業(yè)發(fā)展為根本目標，不僅要建成系統(tǒng)，更要用好系統(tǒng)，強調(diào)質(zhì)量、安全、應(yīng)用、效益，遵循以下建設(shè)原則:
[0006]1、開放性。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)、發(fā)展和應(yīng)用將對全世界開放，為全球用戶提供高質(zhì)量的免費服務(wù)，積極與世界各國開展廣泛而深入的交流與合作，促進各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)間的兼容與互操作，推動衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
[0007]2、自主性。中國將自主建設(shè)和運行北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可獨立為全球用戶提供服務(wù)。
[0008]定位原理
[0009]35顆衛(wèi)星在離地面2萬多千米的高空上，以固定的周期環(huán)繞地球運行，使得在任意時刻，在地面上的任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛(wèi)星。
[0010]由于衛(wèi)星的位置精確可知，在接收機對衛(wèi)星觀測中，我們可得到衛(wèi)星到接收機的距離，利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置(X，Y，Z)?？紤]到衛(wèi)星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經(jīng)瑋度和高程。
[0011]事實上，接收機往往可以鎖住4顆以上的衛(wèi)星，這時，接收機可按衛(wèi)星的星座分布分成若干組，每組4顆，然后通過算法挑選出誤差最小的一組用作定位，從而提高精度。
[0012]衛(wèi)星定位實施的是“到達時間差”(時延)的概念:利用每一顆衛(wèi)星的精確位置和連續(xù)發(fā)送的星上原子鐘生成的導(dǎo)航信息獲得從衛(wèi)星至接收機的到達時間差。
[0013]衛(wèi)星在空中連續(xù)發(fā)送帶有時間和位置信息的無線電信號，供接收機接收。由于傳輸?shù)木嚯x因素，接收機接收到信號的時刻要比衛(wèi)星發(fā)送信號的時刻延遲，通常稱之為時延，因此，也可以通過時延來確定距離。衛(wèi)星和接收機同時產(chǎn)生同樣的偽隨機碼，一旦兩個碼實現(xiàn)時間同步，接收機便能測定時延;將時延乘上光速，便能得到距離。
[0014]每顆衛(wèi)星上的計算機和導(dǎo)航信息發(fā)生器非常精確地了解其軌道位置和系統(tǒng)時間，而全球監(jiān)測站網(wǎng)保持連續(xù)跟蹤。
[0015]衛(wèi)星導(dǎo)航原理
[0016]追蹤衛(wèi)星的軌道位置和系統(tǒng)時間。位于地面的主控站與其運控段一起，至少每天一次對每顆衛(wèi)星注入校正數(shù)據(jù)。注入數(shù)據(jù)包括:星座中每顆衛(wèi)星的軌道位置測定和星上時鐘的校正。這些校正數(shù)據(jù)是在復(fù)雜模型的基礎(chǔ)上算出的，可在幾個星期內(nèi)保持有效。
[0017]衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時間是由每顆衛(wèi)星上原子鐘的銫和銣原子頻標保持的。這些星鐘一般來講精確到世界協(xié)調(diào)時(UTC)的幾納秒以內(nèi)，UTC是由美國海軍觀象臺的“主鐘”保持的，每臺主鐘的穩(wěn)定性為若干個10—13秒。衛(wèi)星早期采用兩部銫頻標和兩部銣頻標，后來逐步改變?yōu)楦嗟夭捎勉滎l標。通常，在任一指定時間內(nèi)，每顆衛(wèi)星上只有一臺頻標在工作。
[0018]衛(wèi)星導(dǎo)航原理:衛(wèi)星至用戶間的距離測量是基于衛(wèi)星信號的發(fā)射時間與到達接收機的時間之差，稱為偽距。為了計算用戶的三維位置和接收機時鐘偏差，偽距測量要求至少接收來自4顆衛(wèi)星的信號。
[0019]由于衛(wèi)星運行軌道、衛(wèi)星時鐘存在誤差，大氣對流層、電離層對信號的影響，使得民用的定位精度只有數(shù)十米量級。為提高定位精度，普遍采用差分定位技術(shù)(如DGPS、DGNSS)，建立地面基準站(差分臺)進行衛(wèi)星觀測，利用已知的基準站精確坐標，與觀測值進行比較，從而得出一修正數(shù)，并對外發(fā)布。接收機收到該修正數(shù)后，與自身的觀測值進行比較，消去大部分誤差，得到一個比較準確的位置。實驗表明，利用差分定位技術(shù)，定位精度可提高到米級。
[0020]現(xiàn)有技術(shù)在進行槍支跟蹤定位管理上，多采用GPS系統(tǒng)定位，存在安全性差的問題，同時，在進行供電時也多采用市電進行充電供電不利于野外拉練使用。
【實用新型內(nèi)容】
[0021]本實用新型的目的在于設(shè)計出一種基于北斗定位技術(shù)的槍支指揮監(jiān)管系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)由于采用GPS定位而存在的安全性差，且不能在野外長期使用的不足之處，利用具有保密性及可靠性皆較高的北斗定位系統(tǒng)進行跟蹤定位管理，能夠有效的保障數(shù)據(jù)安全，同時采用雙電源供電模式，避免野外長期使用時出現(xiàn)因供電不足而造成通訊中斷的情況發(fā)生。
[0022]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種基于北斗定位技術(shù)的槍支指揮監(jiān)管系統(tǒng)，包括中央控制器、北斗定位芯片、北斗定位天線、后臺監(jiān)管系統(tǒng)、雙電源供電系統(tǒng)及移動控制系統(tǒng)，所述后臺監(jiān)管系統(tǒng)通過北斗通信網(wǎng)絡(luò)與北斗定位天線連接，所述北斗定位天線連接北斗定位芯片，所述北斗定位芯片連接中央控制器，所述雙電源供電系統(tǒng)連接中央控制器，所述移動控制系統(tǒng)連接中央控制器。
[0023]為進一步的更好的實現(xiàn)本實用新型，能夠通過商用通訊網(wǎng)絡(luò)對槍支進行移動監(jiān)管，能夠及時知曉槍支的使用情況及具體位置，特別設(shè)置有下述結(jié)構(gòu):所述移動控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有通訊電路及移動終端設(shè)備，所述移動終端設(shè)備通過3G網(wǎng)絡(luò)與通訊電路連接，所述通訊電路與中央控制器連接。
[0024]進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，能夠通過移動、聯(lián)通及電信的3G網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信，使三種用戶的使用者都可以利用移動終端設(shè)備對槍支的使用情況及所處位置進行定位，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述通訊電路內(nèi)設(shè)置有⑶MA2000通訊模塊、W⑶MA通訊模塊、TD-SCDMA通訊模塊中的任意一種或兩種以上的組合。
[0025]進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，能夠在條件允許的情況下采用市電對鋰電池進行充電，而當在野外長期使用槍支時，又可以通過光伏發(fā)電的形式對鋰電池進行充電，保障與后臺監(jiān)管系統(tǒng)之間的通信不間斷，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述雙電源供電系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有鋰電池、電源控制器、光伏供電電路及市電供電電路，所述光伏供電電路及市電供電電路皆與電源控制器相連接，所述電源控制器連接鋰電池，所述鋰電池連接中央控制器，所述鋰電池及電源控制器安裝在所述槍支的槍托內(nèi)。
[0026]進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，在野外使用槍支時可利用光伏發(fā)電所產(chǎn)生的電能直接對中央控制器進行供電，使其持續(xù)工作，且可以節(jié)約鋰電池內(nèi)的電能，有效保障與后臺監(jiān)管系統(tǒng)之間的通信不間斷，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述的光伏供電電路還直接與中央控制器相連接。
[0027]進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，能夠提高鋰電池的續(xù)航能力，使得與后臺監(jiān)管系統(tǒng)之間能夠長期的保持通訊暢通，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述鋰電池采用2930mAh高聚能鋰電池。
[0028]進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，能夠縮小定位模塊的體積，便于安裝在槍支上，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu):所述北斗定位天線采用北斗定位扁平高頻天線。
[0029]進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，能夠縮小定位模塊的體積，便于其安裝在槍支上，同時能夠提高其實用壽命，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu):所述中央控制器、北斗定位芯片、北斗定位天線集成在一個模塊上，且安裝在所述槍支的槍托內(nèi)。
[0030]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0031](I)本實用新型解決現(xiàn)有技術(shù)由于采用GPS定位而存在的安全性差，且不能在野外長期使用的不足之處，利用具有保密性及可靠性皆較高的北斗定位系統(tǒng)進行跟蹤定位管理，能夠有效的保障數(shù)據(jù)安全，同時采用雙電源供電模式，避免野外長期使用時出現(xiàn)因供電不足而造成通訊中斷的情況發(fā)生。
[0032](2)本實用新型所述光伏供電電路能夠當使用者在野外使用時，將光能轉(zhuǎn)換為電能并供給中央控制器，使其能夠長期使用，而不會出現(xiàn)斷電的情況。