基于GPS技术的定位监控系统

Ｉ生　匐　似　

基于ＧＰＳ技术的定位监控系统　

ＧＰＳ－ｂａｓｅｄ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　姚剑琴　

ＹＡＯ　Ｊｉａｎ－ｑｉｎ　

（深圳桑达电子设备有限公司，深圳５１８ｏ３１）　摘要：近十几年来，由于全球卫星定位系统（ｏＰＳ）应用技术公开化和地理信息系统技术（ＧＩＳ）的　发展，使得定位问题得到解决，而且更趋于准确直观。本文在现代通讯技术、网络技术、数　据库技术、三维ＧＩＳ技术及ＧＰＳ接口等相关技术的基础上，探讨ＧＰＳ定位监控系统的整体设计　方案。　关键词：ＧＰＳ；监控系统；车载；手机监控　中图分类号：ＴＰ２７７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１　００９—０１　３４（２０１　２）０４（上）一００５０—０３　Ｄｏｉ：１　０．３９６￣｝／Ｊ．ｉｓｓｎ．１　００９－０１　３４．２０１　２．４（Ｅ）．１　６　

１概述　

１．１全球卫星定位系统（ＧＰＳ）简介　

ＧＰＳ全球卫星定位系统由美国军方建立，它由　

遍布全球的２４颗全球定位卫星组成，定位卫星全　

天候向地面发送定位信息。车载、手机终端安装　

的ＧＰＳ接收模块，只要接收到四颗以上的卫星发　

出的信号，经过计算处理后，就可报出ＧＰＳ接收机　

（目标）的位置（经度、纬度、高度）、时间和　

运动状态（速度、航向）。通过三角定位原理计　

算出车辆当前所处的经度、纬度、时间、速度和　

航向。　

１－２地理信息系统（ＧＩＳ）简介　三维ＧＩＳ地理信息系统是近些年来迅速发展　

起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技　

术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管　

理学科交叉运用的产物广泛的运用在各个领域。在　

本系统中，主要用于在计算机系统中对现实的显示　

世界仿真及管理地区受控目标信息的管理。安装于　

三维ＧＩＳ　Ｊ］￣务器，用于将人车载终端发来的定位信　

息、状态信息在三维仿真地图上显示出来。　

２监控系统技术实现　

２．１系统逻辑结构　

ＧＰＳ导航系统根据测量出已知位置的卫星到用　

户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据　

就可知道接收机的具体位置，终端通过ＧＰＲＳ模块　

发送信息到用户的ＧＰＳ￣］Ｅ务器上，系统调用ＧＰＳ服　

务器的实时数据进行监控定位、信息调度和报警　等功能。　

图１基于ＧＰＳ的系统结构图　

２－２系统架构　采用Ｂ／Ｓ￣．层结构，所有应用部署在服务端，　

客户端通过浏览器访问。同时根据系统设计，终　

墼墼　曼…一ｉ　………………………．　！二＝一兰二　＝：　：：　：＝………………………．一　图２系统架构图　

２．３定位信息采样估算　

终端分为车载设备和手机两类，为了实现轨　

迹查询，需要分别保证车辆２００ｍ，人员２０ｍ的识　

收稿日期：２０１１—０９—２６　作者简介：姚剑琴（１９６４一），男，工程师，工学硕士，主要从事建筑智能化工程及电子信息系统工程。　

［５０１　第３４卷第４期２０１２—０４（上）

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别精度，并且所有数据需要保存３个月；车载终端　

采样频率：１０ｓ一次，手机采样频率：２０ｓ一次；　

为保证位置信息有效传输和存储，可以考虑在移　

动终端部署功能模块，用于检测位置是否发生变　

化。系统采用Ｏｒａｃｌｅ数据库，并用存储表空间的方　

式对海量数据进行存储。对数据进行优化配置管　

理，实现了快速数据调用。　

２．４手机位置上报规则　

当手机终端开机时，与服务端进行“握手”　

通讯，内容包括服务端同步系统时间和下发上报　

时段，手机端接收该数据成功后返回成功标志；　

如果此时在上报时段内，则开始上报，如果不　

在，则等候。终端根据系统时间和上报时段，在　

上报时段开始时启动上报，在上报时段截止时停　

止上报；每天周而复始，在每天上报开始时都进　

行“握手”。　

当系统管理员通过界面更改了上报时段的时　候，系统将更改后的时段保存入数据库。如果此　

时处在上报时段内，也就是说所有终端处在在线　

状态，则马上更新到终端；如果不在上报时段，　

即所有终端离线，则等下次上报开始执行握手时　

更新新的上报时段到终端。　

因此，需要在服务端定义接口，完成如下功　

能：　

１）当终端发起握手时，服务端给出系统时间　

和上报时段，直到终端反馈成功接收；　

２）当系统管理员在界面更改上报时段，如果　此时处在上报时段，则需要服务端接口向终端推　

数据，更新上报时段。　

位置上报一般是指常规的位置上报，即终端　

根据系统参数，每隔若干秒向服务端上报一次数　

据，保存在数据库中，待轨迹查询等功能使用。　

对于实时跟踪类的功能，需要非常规的位置上　

报，也就是终端根据系统使用人员定义的频率上　

报位置，此频率往往不同于系统默认的频率。因　

此，执行实时跟踪类功能时，相应终端的位置记　

录频率往往被修改为非系统默认频率。　

３主要功能　

３．１实时跟踪　

车辆实时跟踪就是向监控工作人员或用户提　

供实时了解车辆行使情况途径。系统结合ＧＩＳ、　

ＧＰＳ、ＧＳＭ等平台向用户展现可视化的跟踪界　面，并向用户提供多种查询地理信息的手段，让　

用户获得易懂而且较为精确的地理信息。　在进行车辆跟踪时，监控点可以通过该平台　

给远端车辆发去指令和进行信息交流。本地监控　

点通过该平台，向远端车辆发送和接收信息。　

１）多点监控：选择多个终端进行监控，监控　

的结果显示地图上，显示的方式有两种，第一种　

方式是在地图上闪动定位跟踪监控；第二种是在　

地图上绘制轨迹定位跟踪监控。　

２）单点监控：以监控点为地图为中心，以动　

画的形式对单个终端进行定位监控。　

３．２轨迹查询　

历史跟踪就是要求系统能提供，对车辆历史　

行程情况的查询。　１）行程轨迹回放：轨迹回放功能主要向用户　

提供对车辆历史行程的查找，系统在地图上描述　

出车辆的历史行程轨迹。　

２）定点行程查询：定点行程查询就是以地理　

名词和某个时间段为查询条件，系统检索出该时　

间段内车辆经过该区域的历史记录，以表明车辆　

是否到过该区域。　

３．３调度管理　

监控中心可通过文本信息方式对目标对象进　

行调度。文本调度信息或图片信息通过短信信道　

的方式下发到终端上；监控中心还能够显示终端　

发送的文本。　

３．４智能报警　

报警方式分以下两种：１）终端主动报警功能　

是工作人员针对紧急情况，以触发按钮方式主动　

报警，在地图空间中锁定报警人员位置；２）终端　

提示报警主要是对终端使用人员进行监控时，提　

前设置提示报警条件，一旦使用人员触发这些条　

件，则监控中心自动向工作人员进行提示报警。　

触发条件主要有以下两种：　

１）超速报警：针对目标对象是车辆，一旦超　

速行驶，系统自动报警；　２）区域报警：如果目标对象入或出某一设定　

的报警区域，发生区域报警。　

可以选择一个或多个人员，为其在地图上选　

定一个区域，作为区域报警的限界，并设定区域　

报警条件（入限界或出限界）。　

实现方式为服务端对需要验证区域的终端进　

【下转第８０页】　

第３４卷第４期２０１２－０４（上）　１５１】

　ｌ　匐　似　

Ｌｉｆｅ　Ｃｙｃｌｅ　Ⅱ自　ｔ　＝　：　＝嚣　蓑口Ｉ。　昌器　盘　＿ＩＩＩＩＩＩＭｔ￣　。　ｍ　｝　ｈ　ｋ　０●鞠ｉｊ暮●　缸　嘶　Ｂ，　Ｅｌ∞　棚　

图６齿轮和齿轮轴简单配合的ＬＣＩＡ结果Ⅱ　３．５结果分析　

根据ＬＣＩＡ的基本原理及实施步骤，可在产品　

ＣＡＤ阶段，利用ＬＣＩＡ分析软件ＳｉｍａＰｒｏ研究机械　

产品典型零部件的环境影响情况，分析主要环境　

影响环节，重新设计或修改已设计产品，改善零　

部件的绿色性能，从而提升产品的整体绿色环保　

特性。也可以进一步节约成本，缩短产品设计周　

期。实施技术路线如图７所示。　

ＳｉｍａＰｒｏ　软件应用　

图７基于ＳｉｍａＰｒｏ机械产品ＬＣＩＡ分析的技术路线　４结束语　

ＬＣＡ是一个复杂现实的模型，所有的模型都　

是对现实的简化，简化也就是扭曲现实，所以我　

们在利用生命周期评价方法分析产品的环境影响　

的时候尽量减小这种扭曲程度。ＬＣＩＡ被认为是　

ＬＣＡ中技术含量最高、难度最大、同时也是发展　

最不完善的一个技术环节。ＬＣＩＡ仅涉及目的和范　

围中所识别的那些环境问题，不是对所研究的产品　

系统的所有环境问题的完整评价。利用ＳｉｍａＰｒｏ软　

件对机械产品进行环境影响分析也是一个高深而艰　

难的主题，实难阐述完整。但是想到这是为各行各　

业打开绿色大门，抛砖引玉，又鼓起勇气。期待着　

各方赐教，共同献身新世纪的绿色工程。　

参考文献：　

【１】ＧＢ／Ｔ　２４０４２—２００［Ｓ】中华人民共和国国家质量监督检验　检疫总局．　【２】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｒｅ．ｎｌ　【３】１７ｔｈＣＩＲＰ　ｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ　ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　ｌｉｆｅ　ｃｙｃｌｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｔｈｅｏｒｉｅｓ，ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　ｎｆｅｔｕｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．　【４］濮良贵，纪名刚，等．机械设计（第七版）【Ｍ】．高等教育出　社，２００４．　【５】刘中文．ＩＳＯ生命周期评价概述【Ｊ】，环境导报．１９９８．　【６】肖骁，黄可龙，等．生命周期评估（ＬＣＡ）与生态环境材料开　发［Ｊ］．材料导报，２０００，１　１（１４）．　【７】张根保，等．先进制造技术【Ｍ】．重庆：重庆大学出版社，１９９６．　［８】孙胜龙．环境材料［Ｍ】．北京：化学工业出版社，２００２，１８—３２．　【９】左铁镛，聂祚仁．环境材料基础ｆＭ】．北京：科学出版社２００３．　［１　ｏ】王天民．生态环境材料ｆＭ】．天津：天津大学出版社，２０００．　

盘‘　蠡‘｛国‘　｛＆●ｊ国Ｉ｛岛Ｉ｛矗‘｛＆‘　岛‘　岛●　量‘　重‘｛出‘｛矗‘｛盘‘　岛‘｛出●｛矗‘｛蠢‘　矗●　重‘　重●　量‘　

【上接第５１页】　

行心跳监测，监测频率同终端上报位置信息的频　

率。一旦越界，则报警。　

４结束语　

ＧＰＳ定位监控系统是应用ＧＰＳ技术来获取车　

辆、手机的位置信息，应用３ＤＧＩＳ技术来完成车辆　

的、手机的实时显示指挥调度、报警等功能，是　

［８ｏ１　第３４卷第４期２０１２—０４（上）　多个技术的综合系统。用三维地图以其直观、真　

实等特点在各个行业得到广泛的应用。同时结合　

ＧＰＳ无线通讯技术、计算机数据处理技术等构件了　

基于三维地理信息平台的三维ＧＰＳ定位监控系统。　

这样的一个系统具有全天候的卫星定位、三维电　

子地图显示及车辆、手机监控管理功能，目前已　

经得到了成功的应用。　

竺