专利名称：救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统的制作方法
技术领域：
本发明提供一种救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统。 技术背景'
GPS全球定位系统是目前世界上应用范围最广、实用性最强的无线导航 系统，具有全球、全天候和定位精度高的特点，其应用之一是采用目前最完 善的GMS网络传输远端GPS定位信息对陆上移动物标进行位置监控和管理。 但对于偏远山区和人烟稀少地区由于受到GMS信号覆盖范围制约还不能完 全实现，就是在GMS信号完全覆盖的地方，如果遇到重大自然灾难，如汶川 特大地震，GMS网络完全瘫痪，远端目标位置的跟踪和监测就无法实现。
发明内容
本发明提供一种不依靠通信网络可独立运行，在救援条件下能够方便、 准确地对特定目标进行搜索、定位和跟踪的救援条件下特定目标的搜索、定 位和跟踪系统。
本发明所提供的救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统由一台主 机和受主机控制的多台子机组成，所述的主机由计算机和主机数传模块、主 机数传模块天线构成，主机数传模块与计算机通过串口相连，所述的N台子 机中的每一台子机由搭载于被跟踪的特定目标上的GPS定位模块和带有自身 ID码的子机数传模块、子机数传模块天线构成，被跟踪的特定目标上的GPS 定位模块发送的特定目标定位信息通过子机数传模块、子机数传模块天线发 送。
受主机控制的每一台子机中搭载于被跟踪特定目标上的GPS定位模块和 子机数传模块U1由一个与门电路U2连接，GPS定位模块的串行数据发送端 TXD接与门电路的一个输入端2，子机数传模块Ul的输出控制端01接与门 电路的另一个输入端1,与门电路的输出端3接子机数传模块串行数据接收端 RXD。
本发明所提供的救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统工作原理 如下系统由一台主机和多台受主机控制的子机组成。主机通过计算机、主机数传模块和主机数传模块天线向搭载于特定目标上的子机发布命令，搭载
于被跟踪特定目标上的GPS定位模块负责接收全球定位系统卫星发送的导航 信息和时间信息，解算求出定位模块的精确位置信息，即所跟踪特定目标的 精确定位信息，并将特定目标的精确定位信息通过子机数传模块及其天线向 主机发送，主机的主机数传模块及其天线接收这些信息并通过计算机显示出 来，这样从主机上便可以随时掌握特定目标的行踪，特别是当特定目标遇险 (难)时，可及时对特定目标进行搜索、跟踪、定位，为施救赢得宝贵的时 间。
由于本系统由一台主机和受主机控制的多台子机组成，也就是一台主机 可以控制多台子机对多个特定目标进行定位监测。为了便于对系统内各子机 的识别，以子机数传模块的ID码为识别标志。当主机未向子机发出打开命令 时，各子机均处于"监听"状态。当主机需要了解某一台子机所监测的特定 目标的定位信息时，主机由计算机通过与其串口相接的主机数传模块及其天 线向该子机发出打开"GPS"的命令，即发出该子机数传模块的ID码，例如 向1号子机发出打开命令，此时各子机均处于"监听"状态，各子机同时接 收到该命令，各子机上的子机数传模块对接收到的命令编码进行核对，只有1 号子机数传模块的ID码符合命令编码，于是1号子机数传模块发出确认信息， 并使1号子机数传模块的输出控制01端呈高电平，使连接该子机搭载于被跟 踪特定目标上的GPS定位模块和子机数传模块的与门电路输入端1处于高电 平，这时1号子机上的GPS定位模块将所监测特定目标的定位信息通过搭建 于其上的子机数传模块及天线发送给主机，而其它子机由于接收到的命令编 码与其子机数传模块的ID码不符，仍处于"监听"状态。此时主机只能收到 1号子机发来的GPS定位信息。当主机需要了解另一台子机所监测的特定目 标的定位信息时，首先关闭1号子机，然后再向需要了解的另一台子机发出 打开命令，即发出另一台子机上子机数传模块的ID码，……。
本发明所提供的救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统通过数传 电台和GPS定位模块实现对特定目标的精确定位和跟踪。不依靠通信网络可 独立运行，在GMS网络信号不能完全覆盖的地方，或遇到不可抗的灾害GMS 网络完全瘫痪时，仍可实现对特定目标的精确定位和跟踪，在救援条件下能 够方便、准确地对特定目标进行搜索、定位和跟踪，为搜救工作争取宝贵的
4时间。
图1本发明所提供救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统的构成 及工作原理示意图2本发明所提供救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统中子机 的电路原理图；.
图3本发明所提供救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统中主机 接收界面示意图4本发明所提供救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统主机中 计算机使用的程序流程图。
具体实施例方式
下面结合
本发明的实施。本发明所提供救援条件下特定目标的 搜索、定位和跟踪系统组成如图1所示。该系统由一台主机和受主机控制的 四台子机组成，主机由计算机和主机数传模块、主机数传模块天线构成，主 机数传模块与计算机通过串口相连，四台子机中的每一子机由搭载于被跟踪 的特定目标上的GPS定位模块和带有自身ID码的子机数传模块、子机数传模 块天线构成。子机上的GPS定位模块负责接收GPS卫星的定位信息，并进行 解算得到特定目标准确的位置信息，这些位置信息通过子机数传模块及其天 线发送出去，主机通过主机数传模块及其天线接收这些信息，并通过计算机 显示出特定目标的精确经、纬度，从而实现对特定目标的搜索、跟踪与监测， 为实施救助提供可靠的依据。图2为本发明所提供救援条件下特定目标的搜 索、定位和跟踪系统中子机的电路原理图。参见图2，受主机控制的子机中搭 载于被跟踪的特定目标上的GPS定位模块和子机数传模块Ul由一个与门电 路U2连接，GPS定位模块的串行数据发送端TXD接与门电路的一个输入端 2，子机数传模块U1的输出控制端01接与门电路的另一个输入端1，与门电 路的输出端3接子机数传模块的串行数据接收端RXD。由于跟踪系统中主机 与各子机之间的通信采用相同的载频，因此主机与各子机之间只能进行点对 点的通信。主机与子机通信以子机数传模块的ID码为识别标志，当主机未发 出命令时，各子机均处于"监听"状态，当主机向发某个子机发出打开GPS的命令，如4号子机打开命令时，系统中各子机同时收到该命令，各子机对 命令进行核对，只有4号子机数传模块的ID码符合命令编码，于是4号子机 发出确认信息，并使数传模块的输出控制01端呈高电平，使连接该子机搭载 于被跟踪特定目标上的GPS定位模块和子机数传模块Ul的与门电路U2输入 端1处于高电平，这时4号子机上的GPS定位模块所监测特定目标的定位信 息通过其上的子机数传模块及其天线发送给主机，而其它子机由于接收到的 命令编码不符，仍处于"监听"状态。此时主机只能收到4号子机发来的监 测信息。当主机需要打开其它子机时，要先发出命令关闭4号子机。因为， 只有将刚打开的子机关闭后才有可能打开其它子机，这就从逻辑上保证了在 同一时间主机只能与一台子机通信，避免发生系统紊乱。
主机上的主机数传模块及天线接收子机传来的特定目标定位信息，并通 过串口送入计算机，由于GPS发送的定位信息是用NMEA0183格式输出的， 这是一串由二进制编码组成的数据信息流，计算机无法直接显示，因而，必 须按照信息格式进行解读，本系统采用VB语言编写了接收和解读程序，系统 中主机接收界面如图3所示。界面左边为串口设置信息，右边为搜索、定位 信息；搜索信息每秒更新一次，它表明了特定目标所在位置的经度和纬度， 如果目标是运动的，还可以显示特定目标的运动方向和速度，有效性表明定 位信息的可用性。"打开GPS"键为双功能键，具有自锁功能，第一次单击 该键为"打开GPS"命令，打开成功后，该键变为"关闭GPS"命令键。
本发明的实施例中子机中搭载于被跟踪特定目标上的GPS定位模块采用 台湾HOLUX公司生产的GR-89 GPS接收模块。该模块为二十通道单频接收 机，接受L1波段卫星信号，接收卫星信号的最小强度为-159 dBm，定位精度 为7m，速度精度为0.1mps，冷启动时间为42s，热启动ls。该模块具有两 个全双工串行口，接口电平为3V,可在4800bps 38400bps之间选择波特率， 采用NMEA0183 Version 2.2协议输出5种NMEA信息。数据输出周期最小 为ls， GPS模块串口缺省设置为波特率4800bps,校验位0，数据位8，停止 位1。实施例中主机数传模块与子机数传模块采用JZ875数传模块，视距可靠 传输距离可达2km 10km，采用GFSK的调制方式，其载频为433MHz，也 可订制315MHz 、 868MHz和915MHz等其他载频，使用ISM频段，无需申 请频道。该模块可提供16个信道，如果用户需要，可扩展到32信道，串口速率可在1200 bps之间38400bps中任选。为了保证信息正确、可靠地传输， 该系统中每个子机上的子机数传模块都设有唯一的ID码数传模块的ID码是 子机在系统中的身份编码，模块的ID码可通过模块的生产厂家的软件来设置， 该实施例中系统中主机设为OO，各子机的子机数传模块分别设为Ol、 02、… 等。各个模块的打开或关闭通过通信协议来完成。通信协议字共由13个字节 构成，分别是打开命令字和打开确认命令字、关闭命令字和确认关闭命令字。 打开命令字是主机发给子机的打开命令，其中包含有子机的ID码，当子机收 到与自已ID码相同的打开命令时，主动向主机回复其打开确认命令字。同理， 当主机发出关闭命令字时，相应的子机回应关闭确认命令字。其格式如下
帧头方向码地址码长度功能码数据域校验结束符
40402600010780120101420D0A
在请求通信时先发送打开命令字，若主机随后收到打开确认命令字说明
子机打开成功。同理；在请求关闭时先发送关闭命令字，随后若收到关闭命 令字说明子机关闭成功。
本发明所提供救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统在VB6.0平 台上，应用通信MSComm控件完成对GPS定位模块发送数据的接收和处理， 其程序包括串口初始化、请求打开与确认，数据接收、处理及显示和请求关 闭与确认等，其程序如图4所示。
本发明所提供救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统综合应用了 GPS定位技术、数据无线传输技术及VB6.0语言，实现对定位信息的提取、解 析和显示。本系统的显著特点是不依赖任何网络、可独立运行、耗电省、待 机时间长，具有较高的可靠性、稳定性和实用性。从该系统实际运行的情况 来看，能很好地完成所赋予的使命。本系统可应用于海上、陆地移动物标的 跟踪和监测，如失事飞机的救援等。
权利要求
1、一种救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统，其特征是由一台主机和受主机控制的N台子机组成，其中N≥1，所述的主机由计算机和主机数传模块、主机数传模块天线构成，主机数传模块与计算机通过串口相连，所述受主机控制的N台子机中的每一台子机由搭载于被跟踪特定目标上的GPS定位模块和带有自身ID码的子机数传模块、子机数传模块天线构成，被跟踪的特定目标上的GPS定位模块发送的特定目标定位信息通过子机数传模块、子机数传模块天线发送。
2、 根据权利要求1所述的救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统， 其特征是所述受主机控制的每一台子机中搭载于被跟踪特定目标上的GPS定 位模块(GPS)和子机数传模块(Ul)由一个与门电路(U2)连接，GPS定位 模块的串行数据发送端(TXD)接与门电路的一个输入端(2)，子机数传模块(Ul)的输出控制端(01)接与门电路的另一个输入端(1)，与门电路的输 出端(3)接子机数传模块串行数据接收端(RXD)。
全文摘要
本发明提供一种救援条件下特定目标的搜索、定位和跟踪系统。系统由一台主机和受主机控制的多台子机组成，主机由计算机和主机数传模块、主机数传模块天线构成，每一台子机由搭载于被跟踪特定目标上的GPS定位模块和带有自身ID码的子机数传模块、子机数传模块天线构成，被跟踪的特定目标上的GPS定位模块发送的特定目标定位信息通过子机数传模块、子机数传模块天线发送给主机。系统通过数传电台和GPS定位模块实现对特定目标的精确定位和跟踪。不依靠通信网络可独立运行，在GMS网络信号不能完全覆盖的地方，或GMS网络完全瘫痪时，仍可实现对特定目标的精确定位和跟踪，为搜救工作争取宝贵的时间。
文档编号G01S5/02GK101561491SQ200910116950
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者张元帅克 申请人:张元帅克