專利名稱：基于北斗rdss導航系統(tǒng)海上救生定位標及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通信領(lǐng)域的衛(wèi)星導航定位技術(shù)，特別涉及一種實現(xiàn)基于北斗RDSS系統(tǒng)的海上救生個人定位標及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在海洋、荒漠、叢林等野外科考、探險、旅游等活動中，突發(fā)狀況下的緊急求救手段還比較匱乏，受外界環(huán)境等因素干擾較大?，F(xiàn)有的救生示位方案主要為兩種，I)火焰信號、煙霧信號類、浮燈類、信號彈類、海水染色類、反光帶以及組合信號類；2)無線電信號類。前者雖然攜帶方便，使用簡單，但受外界環(huán)境干擾較大，無法準確定位，搜救困難；后者在一定層度上解決了前者的問題，但體積大，攜帶不便，作用距離近也不利于快速準確地實施救援。由于上述兩類救生示位標都不能準確將發(fā)生突發(fā)事件的位置信息告訴施救人員，因此傳統(tǒng)的救援方式都是拉網(wǎng)式地毯搜救，搜救時間長，成功率低，人力資源耗費大。現(xiàn)有GPS搜救方案是專門搭建一個求救、救援通信系統(tǒng)，求救方先通過GPS衛(wèi)星定位獲取位置信息，然后直接向救援方發(fā)送求救信息(而不是通過衛(wèi)星通信求救)。由于GPS沒有的短報文通信功能，因此這種方案未能充分利用北斗一代的定位、通信功能，需要使用自有的無線通信功能去傳輸定位信息，并且對求救方、救援方的信號功率、覆蓋范圍有一定要求，很難兼顧便攜性、低功耗、長時間連續(xù)工作等方面的要求。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，尤其是應(yīng)對海上救生中救援中心無法準確定位遇難者發(fā)生突發(fā)事件時準確定位問題，本實用新型提供了一種基于北斗RDSS衛(wèi)星導航系統(tǒng)的海上救生定位標及系統(tǒng)，實現(xiàn)了海上救生實時準確定位，并定時將實時定位信息通過北斗衛(wèi)星發(fā)送到救援中心，由救援中心根據(jù)位置坐標信息實施具體搜救措施。本實用新型的具體技術(shù)方案如下:一種基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標，包括結(jié)構(gòu)部分和電路部分；所述結(jié)構(gòu)部分為防水外殼，電路部分密閉在該防水外殼內(nèi)；所述電路部分包括天線、北斗RDSS單元和終端控制單元；所述北斗RDSS單元包括低噪聲放大器LNA、北斗RDSS射頻單元、A/D轉(zhuǎn)換器、北斗RDSS基帶信號處理單元和前置放大器PA;來自天線的信號經(jīng)過低噪聲放大器LNA傳到北斗RDSS射頻單元的接收通道的輸入端，經(jīng)過變頻后的信號自北斗RDSS射頻單元的接收通道的輸出信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器傳到北斗RDSS基帶信號處理單元的信號輸入端；北斗RDSS基帶信號處理單元的信號輸出端連接北斗RDSS射頻單元的發(fā)射通道的輸入端，北斗RDSS射頻單元的發(fā)射通道的輸出信號經(jīng)過前置放大器PA放大后，通過天線發(fā)射；所述終端控制單元包括電池、電源控制單元、MCU和開關(guān)單元；所述電源控制單元控制電池為北斗RDSS單元供電和MCU供電；所述開關(guān)單元包括觸水開關(guān)，觸水開關(guān)連接控制電源控制單元的開關(guān)信號輸入端；MCU的控制信號輸出端連接北斗RDSS基帶信號處理單元的控制信號輸入端，MCU的信號輸入端了連接北斗RDSS基帶信號處理單元的狀態(tài)信號輸出端；MCU的電源控制信號輸出端連接電源控制單元的電源狀態(tài)控制端；所述MCU對電源控制單元和北斗RDSS單元的工作狀態(tài)控制，步驟如下:I)開關(guān)單元觸發(fā)；2) MCU控制北斗RDSS單元進行定位；如果定位成功，則轉(zhuǎn)入步驟3);如果定位不成功則進行時長為X的休眠，休眠結(jié)束重新定位；3)進行時長為X的休眠，然后控制北斗RDSS單元進行通信；如果通信成功，則轉(zhuǎn)入步驟4);如果通信不成功，則進行時長為X的休眠，休眠結(jié)束后重新通信；5)進行時長為Y的休眠，然后返回步驟2)。所述開關(guān)單元還包括手動開關(guān)，手動開關(guān)連接控制電源控制單元的開關(guān)信號輸入端。所述前置放大器PA是可控增益放大器，所述北斗RDSS基帶信號處理單元的增益控制輸出端連接可控增益放大器的增益控制信號輸入端。所述電路部分在防水外殼內(nèi)、與防水外殼內(nèi)壁連接處設(shè)有防震膠墊。一種使用上述基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標的救援系統(tǒng)，包括所述基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標和救援中心基站；所述基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標和救援中心基站之間通過北斗北斗RDSS衛(wèi)星導航系統(tǒng)衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)通信。北斗RDSS導航單元，用于接收和發(fā)射北斗導航衛(wèi)星信號，接收、解析北斗衛(wèi)星導航“定位信息”(包括坐標信息、時間)；接收北斗RDSS衛(wèi)星導航信號，解析北斗北斗衛(wèi)星導航定位信息，并將定位信息通過北斗RDSS導航衛(wèi)星發(fā)送給指定的接收方(通常為海上救援中心及救援人員)以完成定點施救工作。北斗RDSS終端控制單元，用于控制整個終端電源開啟、關(guān)閉，實現(xiàn)節(jié)能；控制導航單元工作狀態(tài)；采用觸水自動打開定位標電源開關(guān)，以及手動開、關(guān)定位標功能；通過軟件控制實現(xiàn)北斗RDSS導航單元的“休眠”并可控制“休眠”的時間長短，以達到節(jié)省功耗，延長電池使用時間的功能。本技術(shù)方案米用北斗RDSS (Radio Determination Satellite Service 無線測定衛(wèi)星業(yè)務(wù))衛(wèi)星導航系統(tǒng)，不僅可以提供精確定位，且具有短報文信息發(fā)送功能。正是短報文信息功能成功地彌補了 GPS系統(tǒng)只能定位的不足，使得基于北斗RDSS衛(wèi)星導航系統(tǒng)的海上救生定位成為可能。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:(I).本實用新型可以實時準確定位出發(fā)生突發(fā)狀況時的位置坐標信息，同時將落水人員位置坐標信息發(fā)送給救援中心以方便救援人員準確及時搜救落水人員；(2).本實用新型采用模塊化設(shè)計，在芯片級電路的基礎(chǔ)之上實現(xiàn)導航、定位、發(fā)送短報文信息等功能，具有體積小、功耗低，可靠度高，定位精度高等優(yōu)點。(3).基于上述優(yōu)點，可以在本實用新型的基礎(chǔ)之上，設(shè)計相應(yīng)的外圍電路，開發(fā)出適合于陸上救援、空中救援等系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于海洋、荒漠、叢林等野外科考、探險、旅游等突發(fā)狀況下的緊急求救。

圖1是基于北斗RDSS衛(wèi)星導航系統(tǒng)的海上救生個人定位標電路原理圖；圖2是定位標電路的終端控制單元的工作流程；圖3是使用上述基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標的救援系統(tǒng)工作原理示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的實施方式并不局限于此。本基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標包括有實現(xiàn)北斗RDSS導航系統(tǒng)信號接收和發(fā)射的北斗RDSS導航單元，包括北斗RDSS射頻收發(fā)通道，北斗RDSS功放電路，北斗RDSS基帶處理電路三部分。上述北斗RDSS射頻收發(fā)通道，用于接收和發(fā)射北斗RDSS射頻信號，與北斗衛(wèi)星進行通信。接收部分用于從天線接收北斗RDSS射頻信號，通過二次變頻為中頻信號，經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號給基帶處理電路處理。發(fā)射部分用于將中頻調(diào)制信號增益放大同事上變成RF信號經(jīng)北斗RDSS功放電路天線輸出給北斗衛(wèi)星；上述北斗RDSS功放電路用于將來北斗導航模塊發(fā)射部分的信號功率放大至足夠的功率然后發(fā)射給北斗衛(wèi)星接收。上述北斗RDSS基帶處理電路，用于將北斗導航模塊接收到的信息進行解碼，計算出北斗衛(wèi)星傳回的信息(如定位信息等)。北斗RDSS系統(tǒng)終端控制單元，包括:MCU、電源管理、開關(guān)控制等部分。上述北斗RDSS系統(tǒng)終端控制單元控制北斗RDSS導航模塊工作狀態(tài)的功能。所述終端控制單元控制電源管理實現(xiàn)整個定位標電源自動控制，保證定位標在工作時正常供電，而不工作時切斷不需要的電源供應(yīng)，延長定位標工作時間的功能；實現(xiàn)定位標在佩帶人員落水后可以自動開啟工作，及時發(fā)送定位信息，同時防止定位標誤操作，誤啟動功能。該救生定位標利用北斗RDSS系統(tǒng)提供的定位、授時、通信功能，通過循環(huán)定位、通信操作，不斷將最新的用戶位置、時間信息及時發(fā)往救援中心(岸上及海上搜救中心)。在救援中心指揮平臺上會實時地顯示出落水人員位置以及周邊海圖海況等數(shù)據(jù)，救援中心根據(jù)收到的信息安排附近海域的船只以及專業(yè)海巡搜救人員去現(xiàn)場施救。搜救人員憑借攜帶的手持終端實時接收救生定位標發(fā)出的位置信息，以最終找到落水人員位置。本定位標采用模塊化設(shè)計，具有體積小、功耗低、高可靠性、定位準確率高等優(yōu)點，適用于海洋、荒漠、叢林等野外科考、探險、旅游等突發(fā)狀況下的緊急求救。實施例:如圖1所示為本實用新型的系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)原理圖，如圖2所示為終端控制單元的工作流程。北斗RDSS導航單元集成了射頻芯片、基帶芯片、LNA等元器件，完成北斗射頻、基帶信號的收發(fā)處理，在求救設(shè)備與北斗系統(tǒng)間建立物理信道。該部分采射頻+基帶的模塊化單元，有利于減小設(shè)備體積、降低設(shè)備功耗。終端控制單元集成了 MCU、電源管理、開關(guān)控制等部分。開關(guān)控制部分設(shè)計了突發(fā)事件自動觸發(fā)開關(guān):以海上作業(yè)時的船員落水求救場景為例，可以利用海水電阻率低的特點設(shè)計觸水開關(guān)，開路電極沒入海水后即可導通，從而實現(xiàn)觸水自動開機工作的功能。同時配置一個手動開關(guān)，按下按鍵即可實現(xiàn)手動開、關(guān)機工作，另外還配置了工作狀態(tài)指示燈，操作便捷可靠。當此救生標開關(guān)打開后，救生標即進入工作狀態(tài)，如圖2中所示在“北斗定位”狀態(tài)進行北斗有源定位，終端控制單元向北斗RDSS導航單元發(fā)送“定位申請”指令，北斗RDSS導航導航單元接收北斗衛(wèi)星傳來的射頻信號，并將這些信號變頻后經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換傳輸給北斗RDSS基帶電路，基帶電路負責接收、解析北斗RDSS單元返回的“定位信息”；在“北斗通信”狀態(tài)，終端控制單元向北斗RDSS導航單元發(fā)送“通信申請”指令，通信信息中的電文內(nèi)容為最近獲取的定位坐標信息、時間信息，北斗RDSS導航單元將通信信息通過北斗導航衛(wèi)星發(fā)送出去，收信方地址為海上救援中心。海上救援中心依據(jù)收到的坐標、時間等信息指揮救援人員趕往定點救援；北斗RDSS提供的有源定位、通信服務(wù)一般會有服務(wù)頻度的限制。在服務(wù)頻度未到時系統(tǒng)進入預設(shè)的“休眠”狀態(tài)，終端控制單元可根據(jù)實際需求進行設(shè)定控制北斗RDSS導航單元的“休眠”時間，并在休眠結(jié)束后使其重新上電，這樣有利于降低設(shè)備功耗，改善系統(tǒng)待機時長。北斗RDSS射頻單元和北斗RDSS基帶信號處理單元均可采用現(xiàn)有芯片，并可以隨芯片的更新而提高本北斗RDSS射頻單元的性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案的特點如下:基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標可以實現(xiàn)落水后設(shè)備自動觸發(fā)啟動，當本產(chǎn)品誤操作觸發(fā)情況下可以通過手動開關(guān)關(guān)閉；本定位標落水觸發(fā)后可以實現(xiàn)自動北斗衛(wèi)星導航準確定位，并將定位信息實時通過北斗RDSS短報文形式發(fā)送給救援中心，進行定點救援；本定位標可以通過軟件控制實現(xiàn)北斗RDSS導航單元的“休眠”并可控制“休眠”的時間長短；如上所述，為本實用新型的最佳實施方式。盡管所述實例已經(jīng)表示和描述了本實用新型，但并不表示對本實用新型自身的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求定義的本實用新型的精神和范圍的前提下，可在其形式上和細節(jié)上作出各種變化，所附的權(quán)利要求書覆蓋了本實用新型精神和范圍內(nèi)的所有這些改變和修改。
權(quán)利要求1.一種基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標，其特征是包括結(jié)構(gòu)部分和電路部分； 所述結(jié)構(gòu)部分為防水外殼，電路部分密閉在該防水外殼內(nèi)； 所述電路部分包括天線、北斗RDSS單元和終端控制單元； 所述北斗RDSS單元包括低噪聲放大器LNA、北斗RDSS射頻單元、A/D轉(zhuǎn)換器、北斗RDSS基帶信號處理單元和前置放大器PA;來自天線的信號經(jīng)過低噪聲放大器LNA傳到北斗RDSS射頻單元的接收通道的輸入端，經(jīng)過變頻后的信號自北斗RDSS射頻單元的接收通道的輸出信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器傳到北斗RDSS基帶信號處理單元的信號輸入端；北斗RDSS基帶信號處理單元的信號輸出端連接北斗RDSS射頻單元的發(fā)射通道的輸入端，北斗RDSS射頻單元的發(fā)射通道的輸出信號經(jīng)過前置放大器PA放大后，通過天線發(fā)射； 所述終端控制單元包括電池、電源控制單元、MCU和開關(guān)單元；所述電源控制單元控制電池為北斗RDSS單元供電和MCU供電；所述開關(guān)單元包括觸水開關(guān)，觸水開關(guān)連接控制電源控制單元的開關(guān)信號輸入端；MCU的控制信號輸出端連接北斗RDSS基帶信號處理單元的控制信號輸入端，MCU的信號輸入端了連接北斗RDSS基帶信號處理單元的狀態(tài)信號輸出;MCU的電源控制信號輸出〗而連接電源控制單兀的電源狀態(tài)控制〗而；所述MCU對電源控制單元和北斗RDSS單元的工作狀態(tài)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標，其特征是所述開關(guān)單元還包括手動開關(guān)，手動開關(guān)連接控制電源控制單元的開關(guān)信號輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標，其特征是所述前置放大器PA是可控增益放大器，所述北斗RDSS基帶信號處理單元的增益控制輸出端連接可控增益放大器的增益控制信號輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于`北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標，其特征是所述電路部分在防水外殼內(nèi)、與防水外殼內(nèi)壁連接處設(shè)有防震膠墊。
5.一種使用權(quán)利要求1 4任一所述基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標的救援系統(tǒng)，其特征是包括所述基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標和救援中心基站；所述基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標和救援中心基站之間通過北斗RDSS衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)通信。
專利摘要一種基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標，包括結(jié)構(gòu)部分和電路部分；所述結(jié)構(gòu)部分為防水外殼，電路部分密閉在該防水外殼內(nèi)；所述電路部分包括天線、北斗RDSS單元和終端控制單元；終端控制單元控制北斗RDSS單元的工作。使用所述基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標的救援系統(tǒng)，包括所述基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標和救援中心基站；所述基于北斗RDSS導航系統(tǒng)海上救生定位標和救援中心基站之間通過北斗RDSS衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)通信。
文檔編號G01S19/13GK202929212SQ20122054493
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者吳杰 申請人:吳杰