无线通信-多目标电子海图监控系统中GPS信号的处理.pdf

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1、多目标电子海图监控系统中GPS信号的处理丁振国，许红亮，刘志娟（西安电子科技大学计算机学院，西安710071）摘要：对GPS信号的接收和处理是GPS监控系统实现的基础。本文讨论了如何根据实际情况选择GPS信息的格式，以及在Win32环境下通过RS232串口接收和处理GPS信息的整个过程和有关实现技术。关键词：GPS，多目标，串口通信，电子海图中图分类号：TN967.7文献标识码：BProcessingofGPSsignalsinmulti-objectelectronicchartmonitoringsystemDingZhenguo，XuHon

2、gliang，LiuZhijuan(InstituteofComputer,XidianUniversity,Xi’an710071)Abstract:InGPS-basedsystems,itisafoundationtoreceiveandprocessGPSsignals.ThispaperdealswiththeproblemsofGPSsignals’receivingandprocessinginWin32systemsthroughCOMprots,includingthechoosingofGPSinformation’sform

3、atbasedonspecialsituations.keywords:GPS,multi-object,COMportcommunication,electronicchart1引言本文研究的多目标监控系统是采用GPS全球卫星定位系统和计算机技术，在现有的通信技术基础上开发出来的一套基于GPS的多目标电子海图实时监控系统。通过该系统，远程监控所辖区域内运动目标的航行动态信息，促进辖区安全监督管理的高度现代化。在多目标监控系统中，将GPS接收机装在需要实时监控的目标上，各个动态目标接收自身所处的位置、航向和航速等信息，并利用无线电台将这些信息发送

4、出去，监控中心接收这些信息，经计算机处理将各个运动目标所处的实时位置、运行轨迹实时地在电子海图上显示出来。在这些过程中，对各个运动目标运行轨迹的正确显示和存储均建立在正确及时地接收GPS信息的基础上，因此，对GPS信息的接收和处理是多目标监控系统中至关重要的一个环节。基金项目：国防科工委预研项目（项目编号：C0800a005）作者简介：丁振国（1959年生），男，陕西省三元人，教授，西安电子科技大学网络教育学院硕士研究生导师。2多目标监控系统功能简介多目标监控系统是集GPS通信技术、人工智能技术、计算机技术及网络技术于一体的现代化交通管理监控系统

5、。主要有以下功能：(1)电子海图功能以电子海图形式将辖区地图显示在计算机屏幕上，并进行多种海图操作，包括：分层显示功能，通过菜单或鼠标选择隐藏或查看指定图层，实现图层叠加显示；海图缩放控制；海图漫游功能，使在此状态下的被跟踪船只始终处于海图屏幕的中央位置；信息查询功能，查询运动目标所在位置附近的地物标志、水深和水下设施信息等；图上测量和计算功能，计算两点间距离和航行时间，两直线间夹角，船只的偏航距和航向偏差等；图上标绘功能，手工在图上添加标注，标记参考点、线等。(2)多目标监控功能在系统运行过程中，在海图上实时显示GPS测得的各个运动目标（船只）

6、的航行轨迹；可以同时打开多个窗口对不同目标进行监控，最多可以打开16个窗口。(3)航线规划功能在每一次航行开始之处，进行航线规划，预设目标的航路和就位点，以及航路上各段上的航向、航行速度和航行时间等，生成航线与船只对应关系表。(4)航迹回放功能在航行过程中记录每个目标的航行轨迹，在航行结束后，实现任意选择目标，从任意时间开始，以可变速度回放。便于事后对航行过程进行研究、检查航行中发生事故的原因并积累航行经验。(5)网络数据库通信功能在监控中心，可以将各个目标的GPS数据信息实时写入网络数据库中进行存储，也可以从网络数据库中读取目标的定位信息在电子

7、海图计算机上显示，此时网络间数据交换具有在10ms传输1K至10K字节数据的实时性。利用此功能，在电子海图上显示非GPS系统测量的其他目标的定位信息。3对GPS信息的接收3.1GPS数据信息格式的选择GPS系统有多种数据格式可供选择，如何选择适合本系统实际情况的数据格式呢？根据辖区一定的地理条件和资源条件，选择工作在特高频（UHF，300～3000MHz）波段的无线电信号，它在短距离内可以进行可靠的数据通信。UHF遥测电台接收各个目标的船载GPS接收机发出的GPS定位信息，并以时分多路复用（TDMA）的方式为每个目标分配一定的时隙（如图1，图中设

8、采样周期为1s，共有8条船只），之后电台通过RS232串口将一个采样周期的多个目标的GPS定位信息传送给计算机进行处理。从通信角度看，监