2012年第32期（总第47期） 科技视界 Science &Technology Vision SCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界在城市公路穿越江河湖泊河建设中，隧道方案能够缩短行车里程，隧道监控系统在保障隧道运营安全方面也显得越来越重要。下面，就简单介绍一下隧道监控系统的设计方案。 1系统概述 公路隧道是公路上的特殊路段，由于空间环境相对狭窄、光线变化大、视野不清，存在潜在的交通事故危险。特别是发生火灾等紧急事件时，交通输导和救援工作与普通路段有很大区别，而且二次事故产生的后果远比原发性事故严重得多，因此长隧道内的安全保障是公路隧道建设和运营要特别关注的问题。 2系统组成及系统结构设计 康王路隧道监控系统包括中央控制管理、交通监控、通风及照明控制、紧急电话及有线广播、火灾报警、无线通信、电源及接地等系统，各系统之间既相对独立又相互联系，可独立发挥各个系统的作用又能相互协调、有机结合。 3 系统的功能设计 3.1 中央控制管理系统 中央控制管理系统是监控系统的核心,能够全面及时地掌握并控制整个隧道的运营情况，所有设备均与相应的监控系统、控制系统联动，实现自动控制，并有远程和现场控制功能。在各种情况下准确、可靠、迅速地做出反应，及时处理、协调各系统工作，以达到实时监控的目的。 3.2操作站 工作人员可根据隧道运行情况，按照操作权限，及时调整隧道运行参数和控制参数，对系统的资源、通信和设备进行设定、修改等操作。 3.3交通监控系统 交通监控系统是交通控制的重要组成部分，能实时检测路段上的各项交通参数，如：车流量、速度、密度、占有率等，然后上传到中心控制管理系统，以便分析、判断交通运行状况，当检测到交通异常状况时，由中心控制管理系统，通过ACU 向可变信息标志、可变限速标志、交通信号灯、车道指示器等设备发出控制指令，指挥、诱导、控制道路交通，防止重大交通事故的发生。3.3.1交通监测设施 交通监测设施主要用于检测隧道内交通信息，监视隧道内运营状况。 （1）车辆检测器 车辆检测器主要用于自动检测隧道内的交通参数，为制定交通控制方案提供依据。隧道内每隔500米设一处检测截面，并在每车道各埋设两个线圈，间距为4～6m ，能检测出每一车道上的车流密度、统计车流量，当车流达到预定值时，即向中心控制室报警，通过改变可变限速标志的显示，指示司机减速或停车。 （2）视频监控系统 视频监控系统主要用于监视隧道内外的交通运营情况和事故现场，以便隧道监控中心值班员对整条隧道的交通运行状况及相关设施实行全范围、全方位监视。在发生紧急情况下可对事故上传图像信息进行确认，为选择疏导方案提供依据。 系统由监控中心集中控制设备、隧道内的视频监视前端设备、前端编码器、相关控制室内的视频监视终端及传输通道组成。3.3.2交通控制及诱导设施 交通控制及诱导设施主要是用于协助疏导交通、给司机提供信息，以保证道路畅通。 （1）区域控制器ACU 区域控制器由微处理器及外围设备组成，通过设在车道内的车辆检测器，采集相关信息来进行车速、车流量、车辆占用率等的预处理，并接受交通监控计算机的控制命令，实施隧道交通调度控制。 （2）交通信号灯 在隧道两端入口前设置交通信号灯，用于表示此时隧道内的交通情况。在道路口、隧道入口处分别设置三显示交通信号灯用于车辆诱导控制。交通信号灯由红、黄、绿三色灯组成。 （3）车道指示器 车道指示器主要是用来指示车辆的通行和前进方向的一种信号灯，车道指示器安装在隧道内各车道中心线的正上方。车道信号灯由绿“↓”、黄灯和红“×”组成，正常情况下显示绿色“↓”，表示该车道打开；异常情况下显示黄灯或红色“×”，表示该车道故障或关闭。 （4）可变信息标志 可变信息标志是控制中心通过文字方式对进入隧道、路面的车辆进行诱导指示，发布交通信息、运营指令、路面情况、气象资料等综合信息的电子显示设备。 （5）可变限速标志 可变限速标志是用于在异常情况下发布隧道内交通提示信息和速度控制信息的电子设备。 （6）疏散诱导标志 疏散诱导标志是在紧急情况下疏散人员和车辆时显示，平时并不点亮。疏散诱导标志主要包括：紧急电话标志灯，人行横洞和车行横洞标志，消防箱、灭火器标志灯等。3.4通风及照明控制系统 通风及照明控制系统能完成对隧道内的通风系统、给排水及灭火系统、照明系统、电力监控系统的设备运行进行隧道自动化管理，完成监控及消防联动功能，实现节能、安全可靠运行的目的。通风及照明控制系统包括对排水泵、消防泵、自动消防系统、风机等设备的自动监测的启动。 3.4.1通风控制子系统 隧道内空气中的有害气体，汽车行驶排放的烟尘和带进的灰尘影响隧道内的能见度。为了保证行车安全，须对隧道内的气体浓度和能见度进行监测，当隧道内的气体浓度和能见度超过允许值时及时报警，并自动根据气体浓度和能见度指标及自然通风和季节等状况进行风机控制。 3.4.2照明控制子系统 根据洞口外部光线强弱控制隧道内照明灯组的开闭情况，以调节洞内光强，保持洞内外较小的光强反差，使驾驶员适应隧道内外亮度差，以保证行车安全。根据照度计实测的隧道外亮度值，对隧道内的照明进行自动控制，实时调节隧道内的照明，同时有效地降低照明的能源消耗。 3.4.3给排水监控子系统 系统利用液位仪表实时地采集到雨水泵、废水泵、消火栓泵、水喷雾泵等工作状态及水位状态，并能对雨水泵、废水泵人工/远动控制。3.4.4电力监控子系统 电力监控系统对隧道变电所及箱式变电站的运行状态进行监视，并可对供配电系统设备及通风、照明回路进行控制。3.5紧急电话及呼救系统 紧急电话系统的作用是在隧道内发生各类交通事故时，车辆驾驶人员能及时向隧道管理中心人员呼叫求援。有线广播系统正常时主要用于隧道日常业务管理、播放背景音乐，并可传递公路养护施工状况或交通信息。当隧道内发生交通阻塞、交通事故、火灾等情况下，控制中心值班员可通过广播系统向隧道内进行扩音广播（下转第198页） 公路隧道监控系统设计方案 李庆刚陆海燕 （中铁第一勘察设计院〈集团〉有限公司通号处 陕西西安710043） 【摘要】本文简单介绍了隧道监控系统的设计，主要包括中央控制管理、交通监控、通风及照明控制、紧急电话及有线广播、火灾报警等系 统。 【关键词】交通监控；通风机照明控制；紧急电话及有线广播；火灾报警公路科技 185
北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后，第三个成熟的卫星导航系统。卫星导航系统是重要的空间基础设施，它综合了传统天文导航定位和地面无线电导航定位的优点，相当于一个设置在太空的无线电导航台，可带来巨大的社会经济效益。在测绘、电信、水利、公路交通、铁路运输、渔业生产、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域会逐步发挥重要作用。 世界上第一个全球卫星导航系统是美国从1973年开始实施的GPS系统，军民两用。但长期以来，美国对本国军方提供的是精确定位信号，对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号――也就是说，地球上任何一个目标的准确位置，只有美国人掌握，其他国家只知道个“大概”。为打破美国的垄断，俄罗斯耗资30多亿美元建起了自己的全球卫星导航系统GLONASS。2002年，欧盟启动了伽利略（Galileo）全球卫星导航定位系统计划，将在2008年投入运营，预计投资36亿欧元。2003年，我国与欧盟签署了有关伽利略计划的合作协定，目前双方合作项目已有14个。我国自上世纪80年代引进首台GPS接收机以来，已成为GPS应用大国。作为一个拥有广阔领土和海域的国家，中国有能力也有必要拥有自己的全球定位系统。 北斗卫星导航定位系统的系统构成有：由两颗地球静止卫星(800E和1400E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，定位精度可达20纳秒的同步精度，水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。其精度与GPS相当。工作频率为2491.75MHz，系统容纳的最大用户数达每小时540000户，短报文通信一次可传送多达120个汉字的信息（GPS不具备此项功能），精密授时的精度达20纳秒。 2007年2月3日，第四颗试验“北斗星”在西昌成功发射。 这一系统目前共有四颗导航定位卫星，其发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日，第三颗是备用卫星。 2007年2月3日，北斗导航试验卫星升空。 中国向着努力开发一个堪与美国GPS系统和欧洲伽利略系统(Galileo)媲美的定位系统又迈进了一步。“北斗”导航卫星通过“长征三号甲”运载火箭成功发射，凸显中国政府发展航天工业的决心。此前数周，中国用一种由导弹发射的“动能拦截器”击毁了一颗老化气象卫星，美国对此表示担忧。 北斗卫星导航定位系统——英文名为“Compass”——的计划一直处于保密状态，官方一再拒绝透露意图。不过，最近的卫星发射，似乎是要加强一个相对不很精确的系统，该系统以2000年至2003年发射的三颗北斗卫星为基础。今年初将发射两颗地球静止卫星，使北斗卫星导航系统到2008年能够覆盖中国全境和邻近国家部分区域。北斗卫星导航系统最终将通过由30颗非静止轨道卫星组成的卫星“星座”，扩展到覆盖全球。它将类似于美国的GPS系统（全球定位系统）和欧洲的伽利略卫星网络。 更为精确的定位，对于中国军队来说将是一项重大财富。扩展后的北斗卫星导航系统，将使用与伽利略系统相同的无线电频率，可能也会与GPS系统相同，在战时使敌方更难以干扰网络。 北斗卫星导航系统的开发，可能会对伽利略系统的商业成功构成挑战。虽然中国是伽利略项目的合作方之一，中国政府和企业在相关设施及商业应用研究方面投入了2亿欧元（合2.6亿美元），但中国正成为该 项目的一个潜在竞争者。
北斗、Galileo、GLONASS、GPS定位导航系统对比 世界有四大定位导航系统，分别是中国的北斗卫星定位系统、欧盟的Galieo、俄罗斯的GLONASS、美国人的GPS定位系统。 1.GPS 2.GLONASS全球导航卫星系统 GLONASS的起步晚于GPS9年。从前苏联 1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星开始，到1996年，13年时间内历经周折，虽然遭遇了苏联的解体，由俄罗斯接替部署，但始终没有终止或中断GLONASS卫星的发射。1995年初只有16颗GLONASS卫星在轨工作，1995年进行了三次成功发射，将9颗卫星送入轨道，完成了24颗工作卫星加1颗备用卫星的布局。经过数据加载、调整和检验，已于 1996年1月18日．整个系统正常运行。 1卫星星座 GLONASS卫星星座的轨道为三个等间隔椭圆轨道，轨道面间的夹角为120度，轨道倾角 64．8度，轨道的偏心率为o．01，每个轨道上等间隔地分布8颗卫星。卫星离地面高度19100km，绕地运行周期约11小时15分，地迹重复周期8天，轨道同步周期17困。 由于GLONASS卫星的轨道倾角大于GPS卫星的轨道倾角，所以在高纬度(50度以上)地区的可视性较好。 每颗GLONASS卫星上装有艳原子钟以产生卫星上高稳定时标，并向所有星载设备的处理提供同步信号。星载计算机将从地面控制站接收到的专用信息进行处理，生成导航电文向用户广播。导航电文包括：
①星历参数；②星钟相对于GLONASS时的偏移值；③时间标记； ④GLONA SS历书。 GLONASS卫星向空间发射两种载波信号。L1频率为 1.602— 1.616MHz．L2频率为 1．246— 1．256MHz为民用，L2供军用。 2．地面探制系统 地面控制站组包括一个系统控制中心，一个指令跟踪站，网络分布于俄罗斯境内。 CTS跟踪着GLoNAs5可视卫星，它遥测所有卫星，进行测距数据的采集和处理，并向各卫星发送控制指令和导航信息。 3用户设备 接收GUNASS卫星信号并测量其伪距和速度，同时从卫星信号中选出并处理导航电文。 接收机中的计算机对所有输入数据处理并算出位置坐标的三个分旦、速度矢量的三个分量和时间。利用两个独立的卫星定位系统进行导航和定位测量，可有效地削弱美俄两国对各自定位系统的可能控制，提高定位的可靠性和安全性。 4伐罗斯联邦政府对GLONA5S系统的使用政策 早在1991年俄罗斯首先宣称；GLoNAs5系统可供国防民间使用、不带任何限制，也不计划对用户收费．该系统将在完全布满星座后遵照已公布的性能运行至少15年。民用的标准精度通道(csA)精度数据为：
网址：https://www.doczj.com/doc/bd11019999.html, 北斗gps卫星定位系统定位原理 北斗卫星定位系统哪家好？北斗卫星定位系统的原理是什么？八杰科技为您解答。 定位原理 35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。 事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成
网址：https://www.doczj.com/doc/bd11019999.html, 若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。 卫星定位实施的是“到达时间差”（时延）的概念：利用每一颗卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。 卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，供接收机接收。由于传输的距离因素，接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻延迟，通常称之为时延，因此，也可以通过时延来确定距离。卫星和接收机同时产生同样的伪随机码，一旦两个码实现时间同步，接收机便能测定时延；将时延乘上光速，便能得到距离。 每颗卫星上的计算机和导航信息发生器非常精确地了解其轨道位置和系统时间，而全球监测站网保持连续跟踪。 卫星导航原理 踪卫星的轨道位置和系统时间。位于地面的主控站与其运控段一起，至少每天一次对每颗卫星注入校正数据。注入数据包括：星座中每颗卫星的轨道位置测定和星上时钟的校正。这些校正数据是在复杂模型的基础上算出的，可在几个星期内保持有效。 卫星导航系统时间是由每颗卫星上原子钟的铯和铷原子频标保持的。这些星钟一般来讲精确到世界协调时（UTC）的几纳秒以内，UTC是由美国海军观象台的“主钟”保持的，每台主钟的稳定性为若干个10^-13秒。卫星早期采用两部铯频标和两部铷频标，后来逐步改变为更多地采用铷频标。通常，在任一指定时间内，每颗卫星上只有一台频标在工作。 卫星导航原理：卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。
隧道车辆智能监控系统 一．需求分析与设计 （1）多级系统结构： 采用分级管理模式，建立多平台，多系统下的统一管理平台，能够通过总监控中心对所有系统内的分监控中心以及各本地监控室的主机及监控设备进行统一有序的调配、管理。而分监控中心在服从总监控中心调度指挥的同时，也在自己职能范围内管理和调度其所管辖各车站内的监控设备，从而达到集中与分散相结合的多级用户管理模式。 （2）数据传输方式 根据要求，本系统所涉及所有前端音视频信号、控制信号等均通过光纤传输到本地监控室，接入数字硬盘录像主机。 （3）设备选用要求 摄像机采用强光抑制型低照度日夜转换枪式摄像机，彩色480电视线/黑白600电视线，最低照度0.004Lux，彩色黑白自动转换，感应红外，电子快门可调，带宽动态功能，适合用于夜间识别车牌以及其它强逆光环境。 视频录像主机采用H.264压缩方式，每秒显示25帧，显示清晰度最高能够达到704*576。 （4）语音功能：要求实现各级监控室对前端监控点的广播功能； （5）防雷及电涌保护：能够防感应雷和雷电波，综合接地电阻小于1欧。 二．系统设计 （1）总监控中心 总监控中心由中心服务器、视频工作站、电子地图/报警主机/数字矩阵主机、电视墙等部分组成。
（2）本地监控端 车站本地监控端包括前端设备和节点监控室设备两部分。 1、前端设备包括：彩转黑日夜两用摄像机、防护罩、云台、解码器、号角扬声器、光端机(发射机)、周边防护设备等。 隧道内百万像素高清摄像机以100 米间距布置，以监视图像的连续性（没有盲区）为基准，隧道内沿一侧隧道壁分别设置低照度日夜型百万像素高清摄像机；在隧道出入口和匝道出入口开阔区域设置一台彩色360 度旋转高清摄像机云台。 2、监控室设备包括：十二路全实时数字硬盘录像主机、光端机（接收机）、广播设备等。 三、系统功能 （1）视频监控系统功能： 1、监控隧道出入口周围的情况，一旦出入口出现交通事故，进行实时监控并录像报警反馈。 2、隧道入口车辆高度检测 3、自动检测道路交通流量 4、异常行车状况（行车缓慢、拥堵、逆行、违停） 5、路面遗留物检测 6、行人穿行检测 （2）环境检测系统： 1、能见度检测 2、通风检测系统 3、照明检测系统： （3）报警设备 1、交通事件检测器 2、隧道内车辆着火，烟雾检测报警。 四．硬件需求与分析 视频监控摄像机功能规格限制： 1.摄像机保护罩同样要防水、防尘，密闭性必须达IP66以上，因为隧道结构在养护时必需要用高压水喷洗隧道壁面， 因此摄像机本体也须要有一定的防水防尘等级。
中国北斗卫星导航系统（COMPASS，中文音译名称BeiDou，北斗政府网站：https://www.doczj.com/doc/bd11019999.html,），作为中国独立发展、自主运行的全球卫星导航系统，是国家正在建设的重要空间信息基础设施，可广泛用于经济社会的各个领域。 北斗卫星导航系统能够提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，具有导航和通信相结合的服务特色。通过１９年的发展，这一系统在测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的经济效益和社会效益，特别是在四川汶川、青海玉树抗震救灾中发挥了非常重要的作用。 中国北斗卫星导航系统是继美国ＧＰＳ、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后，全球第四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统２０１２年将覆盖亚太区域，２０２０年将形成由３０多颗卫星组网具有覆盖全球的能力。高精度的北斗卫星导航系统实现自主创新，既具备ＧＰＳ和伽利略系统的功能，又具备短报文通信功能。 北斗卫星导航系统的建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和３０
颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。 按照“三步走”的发展战略，北斗卫星导航系统将于２０１２年前具备亚太地区区域服务能力，２０２０年左右建成由２０余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的、覆盖全球的大型航天系统。 北斗卫星导航系统的建设历程我国建设北斗导航检测认证体系 “三步走”计划 第一步即区域性导航系统，已由北斗一号卫星定位系统完成，这是中国自主研发，利用地球同步卫星为用户提供全天候、覆盖中国和周边地区的卫星定位系统。中国先后在２０００年１０月３１日、２０００年１２月２１日和２００３年５月２５日发射了３颗“北斗”静止轨道试验导航卫星，组成了“北斗”区域卫星导航系统。北斗一号卫星在汶川地震发生后发挥了重要作用。 第二步，即在“十二五”前期完成发射１２颗到１４颗卫星任务，组成区域性、可以自主导航的定位系统； 第三步，即在２０２０年前，有３０多颗卫星覆盖全球。北斗二号将为中国及周边地区的军民用户提供陆、海、空导航定位服务，促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用，为航天用户提供定位和轨道测定手段，满足导航定位信息交换的需要等。北斗闪耀星空照亮国人 之路——访中国航天科技集团公司总经理马兴瑞
隧道安全监控系统隧道人员考勤定位系统隧道门禁系统人员芯片卡 第一章概述 1、1系统背景 随着国家经济的迅速发展,我国的隧道建设更就是日新月异。由于城市地铁、铁路隧道与高速公路隧道改善了路线技术指标、缩短了路程与行车时间,提高了运营效益,因此国家在不断加大隧道的建设力度;然而隧道建设的造价高、运营管理相对复杂,所以各地对隧道的建设都十分重视,不敢掉以轻心。 目前的远程信息管理系统往往只就是对行政与技术文件的管理,而无法实时地获取施工信息,更不能对施工现场与施工人员的信息 有一个全面、及时、准确的掌握,从而导致很多事故的发生。为此各级政府高度重视工程建设安全生产问题,并采取一系列措施不断加强安全生产工作。如何改变目前隧道施工过程安全监管落后的管理模式,实现管理的现代化、信息化、智能化,成为管理者研究的 重要课题。 因此,能够实现灾害预防、事故救助、信息化管理等先进的管理手段将就是隧道安全建设的必然选择。苏州木兰电子科技有限公司针对以上情况提出了“隧道人员考勤定位系统的解决方案”,为隧道的安全建设提供了崭新的安全管理理念与强有力的保证。 1、2 系统简介 隧道人员考勤定位系统就是集隧道视频监控系统、施工人员考勤、区域定位、安全预警、灾后急救、日常管理等功能于一体,也就是国内技术领先、运行稳定、设计专业化的隧道施工现场监测系统。使管理人员能够随时掌握施工现场人员、设备的分布状况与每个人
员与设备的运动轨迹,便于进行更加合理的调度管理以及安全监控管理。当事故发生时,救援人员可根据该系统所提供的数据、图形,迅速了解有关人员的位置情况,及时采取相应的救援措施,提高应急救援工作的效率。这一科技成果的实现,促使隧道建设的安全生产与日常管理再上新台阶。 该隧道人员考勤定位系统既可以单纯的实现考勤或定位也可以同时实现考勤与定位两种功能。而且该系统软件我们设计了安装版与网络版两种,既可以进行现场监控也可以实现远程监控,极大的满足了不同用户的不同需求。 第二章系统设计 2、1 系统构成 隧道人员安全管理系统总共由五部分组成,分别就是:视频监控系统、考勤定位系统、LED显示系统、无卡报警系统、管理系统。
北斗星导航系统与GPS系统比较 1、覆盖范围：北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70°一140°，北纬5°一55°。GPS是覆盖全球的全天候导航系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。 2、卫星数量和轨道特性：北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。航卫星为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。 3、定位原理：北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。GPS是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自己三维定位数据。“北斗一号”的这种工作原理带来两个方面的问题，一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性，这在军事上相当不利，另一方面由于设备必须包含发射机，因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。 4、定位精度：北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。 5、用户容量：北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。GPS 是单向测距系统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此GPS 的用户设备容量是无限的。 6、生存能力：和所有导航定位卫星系统一样，“北斗一号”基于中心控制系统和卫星的工作，但是“北斗一号”对中心控制系统的依赖性明显要大很多，因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。为了弥补这种系统易损性，GPS正在发展星际横向数据链技术，使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行。而“北斗一号” 系统从原理上排除了
xxxx导航系统定位原理及其应用 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。四颗导航定位卫星的发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日， 2007年4月14日，第三、四颗是备用卫星。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥?双保险?作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU登记的无线电频段为L波段。北斗一号系统的基本功能包括： 定位、通信（短消息）和授时。北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。 其工作原理如下： ?北斗一号?卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标
隧道人员精准定位方案（精度小于0.5米） 北京华星北斗智控技术有限公司 2020年3月
目录 一、技术先进性简介 (3) 二、定位原理 (4) 三、系统拓扑图 (5) 3.1、网桥传输模式 (5) 3.1、有线传输模式 (7) 四、定位系统功能介绍 (8) 4.1、精确的定位功能 (8) 4.2、自动考勤统计功能 (10) 4.3、轨迹回放功能 (12) 4.4、一键呼救功能 (13) 4.5、电子围栏功能 (14) 4.6、标签基站管理功能 (16) 4.7、长时间静止报警功能 (17) 4.8、气体检测功能 (18) 4.9、LED投屏功能 (21) 五、定位基站的供电 (22) 六、定位标签的供电 (23) 七、定位基站的安装 (24) 八、定位基站参数 (27) 九、定位标签参数 (30) 十一、项目案例 (33) 2
一、技术先进性简介 华星智控隧道人员定位管理系统采用我司具有自主知识产权的UWBLOC技术，该技术基于无线脉冲通信原理实现定位，UWBLOC技术利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWBLOC能在300米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。 UWBLOC技术抗干扰性能强，传输速率高，系统容量大发送功率非常小。UWBLOC系统发射功率非常小，通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。而且，发射功率小，其电磁波辐射对人体的影响不到手机千分之一。 UWBLOC隧道人员定位系统定位精度最高可以做到10厘米，毫秒级的延迟实时显示人员的位置，可以实现隧道内的2维或1维精确定位。 UWBLOC系统信号几乎不对工作于同一频率的无线设备造成干扰，信号具有极强的穿透能力，可在室内和地下空间比如隧道、管廊等进行精确定位，相比于GPS卫星定位系统只能工作在露天环境，在定位卫星的可视范围之内；UWBLOC定位系统可以实现室内室外的精确定位，部署更为方便价格更为便宜。 3
北斗卫星导航系统常识简介一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可 在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、 定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性 空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对 保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象 等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。
2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之 后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗导航系统是 覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°-55°。北斗卫星系统已经对实现全覆盖。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等 诸多领域，产生显着的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。 北斗产业应用前景广阔，预计到2020年，仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，年复合增长率达到40%以上。”中国科学院院士、中国工程院院士、着名测量与遥感学家李德仁介 绍说 二、卫星定位原理 北斗卫星导航系统35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而
隧道/轨交施工人员定位技术选型方案 广州仙农信息科技有限公司高远 1.应用场景需求 隧道/轨交施工人员定位应用场景常规需求如下： ●监控入洞人数，进入工作面的人数，遏制超定员生产。 ●监控进入危险区域的人员，及时发现误入危险区域人员，防止发生 伤亡事故。 ●实时监测人员出/入洞，及时发现超时作业和未出洞人员，以便及时 采取措施，防止发生意外。 ●通过对入洞作业人员，出/入洞和路径监测，及时掌握入井工作人员 是否按规定出/入洞，是否按规定到达指定作业地点等。 ●及时了解事故时入洞人员总数、分布区域、人员信息等基本情况， 在事故后，可通过软件历史轨迹，判断被困人员和尸体大致位置， 以便及时搜救和清理。 2.前期试点技术路线与试点结果 最近十年隧道/轨交施工人员定位项目实施了较多的案例，主要采用两种技术方案：有源RFID与UWB，其它如蓝牙BLE、ZigBee之类技术也有试点，逐渐少用了。 采用有源RFID还是UWB技术主要取决于客户对精准定位是否要求强烈且是否愿意承担何种成本。一般而言，有源RFID技术与UWB技术在隧道/轨交施工人员定位应用场景各有优缺点。 有源RFID技术优缺点如下： ●优点： ?电子标签使用时间长 ?标签成本以及设备成本低 ?基本能满足上面所列管理需求 ●缺点： ?只能实现区域人数统计以及轨迹，无法实现人员的精准定位。
UWB技术的优缺点如下： ●优点： 能实现精准的人员定位 ●缺点： 建设与维护成本高 标签耗电，续航时间短 3.核心用户体验需求 根据前期试点反馈，隧道/轨交施工人员定位应用核心用户体验如下： 1)区域人员数量统计准确。 2)人员批量进出洞方向识别准确。 3)标签续航时间长，减少维护成本。 4)特殊情况下能实现精准定位。 4.拙进通信的探索 针对隧道/轨交施工人员定位应用场景，拙进通信提供2种技术（RFID、UWB）不同配置方案以满足不同用户成本体验的综合需求。 4.1.有源RFID技术标准配置方案 此种方案只在隧道出入口以及内部隧道交叉口部署RFID设备，在敏感区域部署RFI识别设备。设备配置如下图所示，在隧道出入口以及各交叉洞口部署能自动批量识别进出方向的RFID识别设备，识别人员进出方向，从而自动统计该区域人数，同时实现人员轨迹追踪。
https://www.doczj.com/doc/bd11019999.html, 隧道施工无线视频远程监控系统方案 一、隧道监控行业现状 无论是搭建高速公路还是挖掘地铁路线，在很多时候都不免会遇到必须开掘隧道的情况。然而，隧道的建设工作并不是一件容易的事，它不但艰苦而且危险性很高。因此建设单位也必须在保证隧道掘进的质量和速度的同时确保工程处于一个安全的环境之下，以保障工程内器材和人员的安全。 二、隧道监控行业需求 随着隧道挖掘工程的不断深入，隧道内部的环境会发生多种变化，而且大量的挖掘机器、运输车辆以及施工人员也因为工程的进度而加大了出入的频率，隧道内部的长度及复杂程度加大了监控系统布线的困难程度，因此在隧道采用无线监控系统是更好的选择。 为此，设计出一套隧道施工工程专用的无线监控方案，利用该隧道无线监控系统，可以有效提高隧道施工工程的安全系数，对隧道建设过程中进出人员、车辆、隧道内部环境进行实时监控，对隧道投入使用后的交通情况、隧道内部环境、照明、火灾报警等监控环节提供帮助。 三、无线监控系统优点
https://www.doczj.com/doc/bd11019999.html, ①安装简单，无需布线，因地制宜。 ②工期短，省时省力，维护简单。 ③应用范围广，稳定性好，传输距离远。 ④灵活性高，容易扩展，不易故障。 四、隧道无线监控系统结构
https://www.doczj.com/doc/bd11019999.html, 1、前端——IP摄像机：用于拍摄隧道内部的情况，常安装在隧道的壁挂上。 2、中端——无线传输设备：隧道建设无线监控系统常见的无线传输设备为2.4G无线网桥和5.8G大功率无线网桥，由于隧道的特殊环境容易产生“隧道效应”，导致设备之间的无线频率相互干扰，因此需要在隧道内部采用两种不同的无线频率：2.4G和5.8G。这两款无线网桥都主要用于监控视频影像的发送和接收。 3、后端——监控显示器+硬盘录像机（NVR）：用于显示和存储监控视频影像。 PS：后端可分“隧道工程监控室”和“工程总部监控中心”，通过互联网将“隧道工程监控室”和“工程总部监控中心”连接，“工程总部监控中心”也能观看隧道的监控影像。
北斗导航定位系统如何定位和通信 对于北斗导航，目前来说只有行业相关的人对此导航系统有所了解，普通人们在生活中了解的并不多，这主要是因为人们普遍使用gps导航系统，北斗导航定位系统普及性比较低，所以人们知道了解的并不多。但是，北斗导航定位系统，目前正在不断的向前发展，不管是专业领域的发展，也在不停的向民用领域延伸发展。 1、北斗导航定位系统的组成 北斗导航定位系统是自主研发的全球四大导航之一，此系统主要是由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端主要有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端主要包括主控站和注入站以及监测站等若干个地面站。 简单的来说，卫星导航技术主要是利用一组导航卫星，来对地面、海洋和空间用户进行精准的定位。北斗导航定位系统具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点，已成为应用广泛的导航定位技术。 2、一代北斗导航定位系统的工作过程 北斗卫星一代导航系统的工作过程是：首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。 3、北斗导航定位系统的四大功能 1）北斗短报文通信功能：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送多达120个汉字的信息。目前在远洋航行中有重要的应用价值。 2）精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。
3）定位精度：水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。 4）工作频率：2491.75MHz。 系统容纳的最大用户数：每小时540000户。 4、二代北斗导航定位系统 第二代“北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星，相比GPS，多出11颗卫星。“北斗“卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区免费提供定位，测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度为0.2米/秒。授权服务则主要的是军事用途，将向授权用户提供更安全与更高精度的定位，测速，授时服务。 5、北斗导航定位系统的未来 目前我国的导航市场主要是gps的天下，随着北斗的发展，更多的北斗+gps 产品出现，这对于用户来说是具有重大的好处，可以获得更加精准的定位导航服务。作为北斗导航定位系统的专业的服务者，我们莱特不仅提供北斗导航定位设备，短报文通信设备，主要也在提供更多的导航教学设备，为北斗教学提供更有利的支持。
北斗卫星导航系统 目录[隐藏] 概述 发展历程 北斗导航卫星成功发射概述 建设原则 发展计划 服务 [] 北斗卫星导航系统?BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System?是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立 自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导 航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星 导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止 轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若 干个地 面站，用户段由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO 等其他卫星导航系统兼容的终端组成。 中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和两颗北斗导航卫星，将在系统组网 和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。 建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星 导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应 用。 4中国北斗、美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲“伽利略” 卫星导航系统是重要的空间基础设施，为人类带来了巨大的社会经济效益。中国 作为发展中国家，拥有广阔的领土和海域，高度重视卫星导航系统的建设，努力探索 和发展拥有自主知识产权的卫星导航定位系统。 2000年以来，中国已成功发射了4颗“北斗导航试验卫星”，建成北斗导航试验系统（第一代系统）。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和
北斗卫星导航系统常识简介 一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度米/秒，授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。 2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之
后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°-55°。北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。 北斗产业应用前景广阔，预计到2020年，仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，年复合增长率达到40%以上。”中国科学院院士、中国工程院院士、著名测量与遥感学家李德仁介绍说 二、卫星定位原理 北斗卫星导航系统35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫
北斗卫星导航系统 ——世界第三套全球卫星导航系统 工程总投资：100亿元 工程期限：1994年——2020年 北京时间2007年2月3日凌晨零时28分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第四颗北斗导航试验卫星送入太空。 北斗卫星导航定位系统是由中国自行研发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），
是继美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）定位系统之后世界第三个成熟的卫星导航系统。 该系统分为“北斗一代”和“北斗二代”，分别由4颗（两颗工作卫星、两颗备用卫星）和35颗北斗定位卫星、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，定位精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。中国在2000年至2007年先后发射了四颗“北斗一号”卫星，这种区域性(中国境内)的卫星导航定位系统，正在为中国陆地交通、航海、森林防火等领域提供着良好服务。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造,四颗导航定位卫星的发射时间分别为： 日期火箭卫星轨道 2000年10月31日长征三号甲北斗-1A 地球静止轨道140°E 2000年12月21日长征三号甲北斗-1B GEO 80°E 2003年05月25日长征三号甲北斗-1C GEO 110.5°E 第三颗是备用卫星 2007年02月03日长征三号甲北斗-1D GEO 86°E 第四颗是备用卫星 2007年04月14日长征三号甲北斗-2A 中地球轨道(21500KM) 北斗二代首颗卫星
军用新型北斗卫星导航手持机 北斗卫星导航系统的历史 我国早在60年代末就开展了卫星导航系统的研制工作，但由于多种原因而夭折。在自行研制“子午仪”定位设备方面起步较晚，以致后来使用的大量设备中，基本上依赖进口。70年代后期以来，国内开展了探讨适合国情的卫星导航定位系统的体制研究。先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案，以及多星的全球系统的设想，并考虑到导航定位与通信等综合运用问题，但是由于种种原因，这些方案和设想都没能够得到实现。 1983年，“两弹一星”功勋奖章获得者陈芳允院士和合作者提出利用两颗同步定点卫星进行定位导航的设想，经过分析和初步实地试验，证明效果良好，这一系统被称为“双星定位系统”。双星定位导航系统为我国“九五”列项，其工程代号取名为“北斗一号”。 双星定位导航系统是一种全天候、高精度、区域性的卫星导航定位系统，可实现快速导航定位、双向简短报文通信和定时授时3大功能，其中后两项功能是全球定位系统(GPS)所不能提供的，且其定位精度在我国地区与GPS定位精度相当。整个系统由两颗地球同步卫星(分别定点于东经80度和东经140度36000公里赤道上空)、中心控制系统、标校系统和用户机4大部分组成，各部分间由出站链路(即地面中心至卫星至用户链路)和入站链路(即用户机至卫星