基于北斗衛(wèi)星的海洋調(diào)查測量監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

2．1．1 硬件單元
該產(chǎn)品采用“一線通”設計原理，天線與主機之間采用一根同軸電纜連接，使得安裝更加可靠、便捷。主機正面具備三星六波束指示燈，便于對用戶機系統(tǒng)工作狀態(tài)進行監(jiān)測。整機采用1U高度設計，安裝拖架后可架設到標準19寸機柜中。
2．1．2 軟件單元
PC平臺數(shù)據(jù)采集軟件裝載到監(jiān)測中心，實現(xiàn)多個遠端設備北斗通信數(shù)據(jù)接收、處理，實現(xiàn)遠端設備的數(shù)據(jù)采集控制，能夠識別和處理遠端設備上報的北斗、GPS位置，實現(xiàn)監(jiān)控指揮終端設備狀態(tài)等功能。PC平臺數(shù)據(jù)采集軟件采用N-TIER分層架構(gòu)設計，面向?qū)ο蟮能浖O計和實現(xiàn)方法。縱向架構(gòu)層面上，軟件系統(tǒng)提供硬件解析層、數(shù)據(jù)處理層和應用層三大層面。在每個大層面上又包含若干小層面的抽象、影射、實現(xiàn)和封裝。采用這種設計最大限度地降低軟件的耦合性，具有較高的可靠性、可維護性和可升級性，軟件的總體設計圖如圖3所示。

其中自上而下又可以劃分為如下功能模塊：
(1)采集數(shù)據(jù)處理模塊。能夠接收遠端設備發(fā)送的北斗通信報文，實時處理和暫存接收到的采集數(shù)據(jù)，實時顯示報文接收狀態(tài)，丟失數(shù)據(jù)采集報文時應自動控制遠端設備進行補發(fā)，并按照長報文數(shù)據(jù)交換格式拼接接收到的報文，采集數(shù)據(jù)正確、完整接收到后通過交互接口存入信息存儲模塊，用于事后采集數(shù)據(jù)的分析。
(2)北斗定位模塊。能夠接收和處理所有遠端設備申請的北斗定位信息，并能通過交互接口存入信息存儲模塊，以用于后續(xù)北斗與GPS數(shù)據(jù)進行定位精度、使用性和適用性等定位系統(tǒng)應用性分析。
(3)GPS數(shù)據(jù)模塊。能夠接收和處理所有遠端設備上報的GPS信息，并能通過交互接口存入信息存儲模塊，以用于后續(xù)北斗與GPS數(shù)據(jù)進行定位精度、使用性和適用性等定位系統(tǒng)應用性分析。
(4)設備狀態(tài)模塊。顯示指揮終端的北斗卡信息，實時監(jiān)控和顯示指揮終端的設備狀態(tài)。
(5)數(shù)據(jù)存儲模塊。存儲和管理北斗定位、GPS定位和采集數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)用戶需要導出為TXT格式或Excel格式文件。
2．1．3 監(jiān)測中心的主要功能
(1)實時接收下屬用戶所傳輸?shù)纳蠄髷?shù)據(jù)。能夠?qū)崟r接收數(shù)據(jù)采集中心、船舶、車輛、高精度GPS等終端用戶所上報的采集數(shù)據(jù)；自動對上報的采集數(shù)據(jù)進行分類分析、匯總。
(2)下屬用戶位置、短信息監(jiān)控。下屬用戶位置信息可在監(jiān)測中心軟件系統(tǒng)中的電子地圖上顯示跟蹤，進行可視化動態(tài)監(jiān)控；點名定位功能(可以指定所轄下屬用戶進行定位)；可與下屬用戶進行短信息通信；具備地圖漫游和顯示、短信管理、軌跡回放等功能。
(3)信息管理功能。所有信息均應有相應的自動管理備份功能；具備對所有存儲的歷史數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計和查詢功能。
2．2 監(jiān)測終端嵌入式數(shù)據(jù)采集儀設計
監(jiān)測終端的船舶上統(tǒng)一配備北斗一號通信型終端、嵌入式數(shù)據(jù)采集儀及各種調(diào)測設備。北斗一號通信型終端是在保留北斗普通型用戶機全部功能的基礎(chǔ)上，針對各類無人值守數(shù)據(jù)采集站的使用特點而開發(fā)研制的一體型用戶終端。除保留北斗定位、通信等功能外，將主機內(nèi)部核心單元進行一體化設計，大大縮小了整機體積，同時采用特種外殼對設備進行封裝，適用于高鹽霧、高濕熱等惡劣工作環(huán)境。同時，待機功耗進一步降低，以適應長時間工作的需要。嵌入式數(shù)據(jù)采集儀采用多路串口，可同時接駁多種數(shù)據(jù)采集設備，內(nèi)嵌WinCE操作系統(tǒng)，可同時監(jiān)測接駁設備的工作狀態(tài)，同時配套北斗一號通信型終端，將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)測中心。如圖4所示。