GPS/GSM多功能服務(wù)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

浙江移動(dòng)嘉興分公司 任國(guó)棟



一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介


　　確定位置、導(dǎo)引航向是人類(lèi)最基本和最具有實(shí)踐意義的問(wèn)題，從最早的指南針到近代的羅盤(pán)、無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航，傳統(tǒng)的定位導(dǎo)航技術(shù)在不斷擴(kuò)大的應(yīng)用領(lǐng)域中日益暴露出在覆蓋面、精確度等方面的局限性，從而促使新一代導(dǎo)航定位技術(shù)——全球定位系統(tǒng)（Global Posting System——GPS）的誕生，使人類(lèi)第一次徹底解決了地球表面的定位導(dǎo)航問(wèn)題。


　　由于GPS獲得的數(shù)據(jù)只能存儲(chǔ)在GPS設(shè)備中，當(dāng)GPS單獨(dú)地應(yīng)用在車(chē)輛中時(shí)，只能進(jìn)行自動(dòng)導(dǎo)航。而控制中心想實(shí)時(shí)獲取該車(chē)的位置、速度等數(shù)據(jù)，則必須在這兩點(diǎn)之間建立一條無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路，把車(chē)輛上GPS獲得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地傳輸?shù)娇刂浦行摹?br>

　　GPS/GSM移動(dòng)定位多功能服務(wù)系統(tǒng)是基于GPS衛(wèi)星定位信息，通過(guò)GSM全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)，服務(wù)于移動(dòng)車(chē)輛和船只的社會(huì)服務(wù)系統(tǒng)。它可以實(shí)現(xiàn)多種規(guī)模、多種形式的監(jiān)視、調(diào)度和控制，在相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)下，能夠快速、高效地反饋和處理各種類(lèi)型的事件和服務(wù)請(qǐng)求。從效益上，經(jīng)營(yíng)者依托該系統(tǒng)，提高了其服務(wù)的目的性與計(jì)劃性，降低損耗，增加收益；從管理上，對(duì)于動(dòng)、散的移動(dòng)車(chē)輛和船只，提高了管理的透明度和可操作性；從服務(wù)保障上，提高了社會(huì)服務(wù)的質(zhì)量和效率，就近服務(wù)，叫車(chē)服務(wù)，車(chē)內(nèi)電話(huà)服務(wù)、移動(dòng)信息服務(wù)等將成為時(shí)尚；從安全上，有了該系統(tǒng)，提高了移動(dòng)車(chē)輛和船只，駕乘人員的安全系數(shù)，同時(shí)對(duì)犯罪分子產(chǎn)生相當(dāng)?shù)耐�懾作用�?br />


二、系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)


　�。ㄒ唬〨PS（Global Positioning System）衛(wèi)星定位技術(shù)


　　GPS是美國(guó)國(guó)防部投資100億美元，歷時(shí)20余年開(kāi)發(fā)成功的一種無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。進(jìn)入90年代以來(lái)，GPS在宇航領(lǐng)域地位得到認(rèn)可，1993年此項(xiàng)技術(shù)開(kāi)放用于民用后，立刻顯示了廣泛的應(yīng)用前景。特別得到公安、金融、保險(xiǎn)、交通、運(yùn)輸?shù)炔块T(mén)的廣泛關(guān)注。
　　全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展建立起來(lái)的一個(gè)高精度、全天候和全球性的無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航定位、定時(shí)的多功能系統(tǒng)。它利用位于距地球2萬(wàn)多公里高的、由24顆人造衛(wèi)星組成的衛(wèi)星網(wǎng)，向地球不斷發(fā)射定位信號(hào)。地球上的任何一個(gè)GPS接收機(jī)，均能接收到四顆以上的衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算后，就可報(bào)出GPS接收機(jī)的位置（經(jīng)度、緯度、高度）、時(shí)間和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（速度、航向）。目前，沒(méi)有任何一種傳統(tǒng)的導(dǎo)航定位技術(shù)能夠達(dá)到GPS這樣的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。


　　（二）全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)GSM（Global System for Mobile）


　　GSM全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)覆蓋最廣、系統(tǒng)可靠性最高、話(huà)機(jī)保有量最大的數(shù)字移動(dòng)通訊系統(tǒng)。GSM以統(tǒng)一的方式向各地用戶(hù)提供具有所有電信業(yè)務(wù)的國(guó)內(nèi)和國(guó)際漫游。用戶(hù)身份鑒別可保護(hù)網(wǎng)絡(luò)避免無(wú)權(quán)用戶(hù)使用。GSM系統(tǒng)除提供話(huà)音業(yè)務(wù)外，還提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、短消息（SMS）業(yè)務(wù)等多項(xiàng)功能。GPS/GSM多功能移動(dòng)跟蹤服務(wù)系統(tǒng)則是采用了SMS短消息功能實(shí)現(xiàn)固定站與移動(dòng)站之間的數(shù)據(jù)傳輸。


　　在GSM體系結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)通信管理層（CM）。CM的功能是：應(yīng)用戶(hù)的要求，在用戶(hù)之間建立連接，并能維持和釋放這些呼叫。SMS就是屬于CM層的附加功能。GSM系統(tǒng)的話(huà)音或數(shù)據(jù)傳送，都是按照一定的規(guī)程建立、釋放和管理的，而SMS是GSM中唯一不要求建立端——端業(yè)務(wù)路徑的業(yè)務(wù)。簡(jiǎn)單地講，GSM系統(tǒng)的通訊信道分為話(huà)音（或數(shù)據(jù)）信道和控制信道，SMS是通過(guò)控制信道來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 短消息的基本過(guò)程是：在GSM系統(tǒng)中有一個(gè)短消息服務(wù)中心（SMSC），手機(jī)將短消息和要發(fā)送的目的站號(hào)一同發(fā)給SMSC，再由SMSC轉(zhuǎn)發(fā)給指定的另一手機(jī)。SMS向上發(fā)送的信息占用的是信令信道，占用時(shí)間極短，且SMS不占用話(huà)音信道，發(fā)送短消息對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接通率不會(huì)造成太大的影響，因此采用該種方式通訊費(fèi)用低廉。對(duì)于定位監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)并不是所有監(jiān)控的車(chē)輛都在不停地發(fā)消息，而是定時(shí)地報(bào)道一下位置信息，只有在特殊情況下才進(jìn)行連續(xù)跟蹤。這樣GSM網(wǎng)絡(luò)的短信息服務(wù)為GPS移動(dòng)定位系統(tǒng)提供了良好的通信平臺(tái)。


　�。ㄈ�）地理信息系統(tǒng)GIS（Geographical Information System）


　　GIS是近些年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)。它作為制圖學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理、遙感、統(tǒng)計(jì)、測(cè)繪、通訊、規(guī)劃和管理學(xué)科交叉運(yùn)用的產(chǎn)物而被廣泛運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域。在GPS/GSM多功能車(chē)輛跟蹤服務(wù)系統(tǒng)中，主要用于對(duì)地圖的顯示和管理以及對(duì)受監(jiān)控的移動(dòng)目標(biāo)位置的顯示。



三、系統(tǒng)的構(gòu)成及功能


　�。ㄒ唬┫到y(tǒng)結(jié)構(gòu)


　　GPS/GSM移動(dòng)定位多功能服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要包括下列幾部分：


1.車(chē)載移動(dòng)定位控制器（移動(dòng)站）；


2.移動(dòng)GSM網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)；


3. GPS監(jiān)控服務(wù)中心；


4. GPS客戶(hù)服務(wù)分中心；


5. GPS客戶(hù)服務(wù)支持中心；


　�。ǘ�）系統(tǒng)的工作原理


　　車(chē)載定位單元中的GPS系統(tǒng)定位儀，按要求定時(shí)或在遇到緊急情況時(shí)，自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)，接收四顆以上定位衛(wèi)星（分布在6個(gè)不同的 地球軌道上共24顆）發(fā)來(lái)的定位數(shù)據(jù)，單元中的控制器根據(jù)獲得的定位數(shù)據(jù)計(jì)算出自身所處的地理位置坐標(biāo)的數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合自身的狀態(tài)數(shù)據(jù)，按信令協(xié)議處理后，生成短消息數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包經(jīng)GSM通信模塊發(fā)往移動(dòng)GSM通訊中心。移動(dòng)GSM通訊中心將此數(shù)據(jù)包按控制信令處理，傳送給SMSC短消息處理中心。GPS監(jiān)控服務(wù)中心內(nèi)的GPS服務(wù)器，在控制中心數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下，實(shí)時(shí)檢索短消息服務(wù)器，并將檢索到的以短消息形式存在的定位數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給控制服務(wù)中心。控制服務(wù)中心解釋獲得的定位數(shù)據(jù)包中的信息，進(jìn)行事務(wù)性處理，顯示被監(jiān)控車(chē)輛的位置，通知有關(guān)單位處理報(bào)警，應(yīng)答服務(wù)請(qǐng)求等。同時(shí)，系統(tǒng)是雙向工作的，控制中心將控制消息處理后，以指定或廣播的形式，經(jīng)GSM發(fā)往服務(wù)對(duì)象的終端接收設(shè)備，車(chē)載單元內(nèi)的控制器解釋控制中心的指令，顯示用戶(hù)需求信息或觸發(fā)功能單元，完成控制中心的指令。


　　（三）各部分的主要功能


　　1. 車(chē)載移動(dòng)定位控制器（移動(dòng)站）


　　移動(dòng)站車(chē)載單元由一個(gè)GPS定位儀和一部GSM通信模塊組成。定位儀中的GPS接收器接收GPS衛(wèi)星傳來(lái)的定位信號(hào)，以確定移動(dòng)站的位置；控制器控制GSM手機(jī)啟動(dòng)短消息發(fā)送功能，將位置信息發(fā)往監(jiān)控服務(wù)中心。它配有一套可以通過(guò)手動(dòng)遙控器操作或由監(jiān)控服務(wù)中心遠(yuǎn)程操作的汽車(chē)防盜器。報(bào)警后，必要時(shí)可以關(guān)閉車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)、使報(bào)警器啟動(dòng)車(chē)燈和警笛報(bào)警、關(guān)閉車(chē)門(mén)等。


　　車(chē)載移動(dòng)單元具有以下功能：


A.報(bào)警。人工或自動(dòng)把定位報(bào)警信號(hào)發(fā)往GPS監(jiān)控服務(wù)中心；


B.受控�？梢噪S時(shí)被監(jiān)控服務(wù)中心搜尋、控制；


C.自檢。定時(shí)間向服務(wù)中心發(fā)出工作是否正常的自檢信號(hào)；


D.通話(huà)。具有移動(dòng)電話(huà)功能；


E.故障告警。車(chē)（船）載設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可向服務(wù)中心發(fā)回故障信息；


F.報(bào)警優(yōu)先。自動(dòng)優(yōu)先發(fā)出報(bào)警信號(hào)；


G.求助�？上虮O(jiān)控服務(wù)中心請(qǐng)求幫助或調(diào)用綜合服務(wù)信息；


H.國(guó)內(nèi)漫游。在GSM網(wǎng)有短信息服務(wù)的地區(qū)可自動(dòng)漫游；


　　2.移動(dòng)GSM通信系統(tǒng)


　　移動(dòng)GSM通信系統(tǒng)是GPS移動(dòng)定位依托的主要通信平臺(tái)，它能向GPS監(jiān)控服務(wù)中心提供直接從GSM網(wǎng)獲取的移動(dòng)站信息，并且可以將控制指令經(jīng)GSM網(wǎng)傳送給移動(dòng)站；按服務(wù)中心或用戶(hù)的需求，還能使GSM系統(tǒng)完成通話(huà)、靜音監(jiān)聽(tīng)等功能。


　　3.GPS監(jiān)控服務(wù)中心


　　監(jiān)控服務(wù)中心是GPS車(chē)輛（船只）移動(dòng)定位信息流的終點(diǎn)，控制、指揮命令和服務(wù)信息流的發(fā)布點(diǎn)。它與通訊服務(wù)系統(tǒng)的通過(guò)通信服務(wù)器聯(lián)接。可根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模和具體電信基礎(chǔ)設(shè)施的不同支持多種廣域網(wǎng)傳輸協(xié)議如：X.25、ISDN、DDN等。如果采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)永久性高速專(zhuān)線(xiàn)，則可同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和語(yǔ)音。


　　GPS監(jiān)控服務(wù)中心由若干個(gè)值班席組成，為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)。每一個(gè)值班席由電子地圖地理信息系統(tǒng)及GPS應(yīng)用管理軟件為軟件平臺(tái)；以幾臺(tái)工作站作為硬件支持。該網(wǎng)絡(luò)非常方便擴(kuò)充值班坐席的數(shù)量，可以適應(yīng)不斷擴(kuò)充的用戶(hù)數(shù)量。


　　監(jiān)控服務(wù)中心的主要服務(wù)內(nèi)容是接受各車(chē)輛（船只）發(fā)回中心的求助信號(hào)。車(chē)輛（船只）在以短消息方式向中心求助的同時(shí)可向中心撥號(hào)建立話(huà)音通信，中心可通過(guò)已建立的話(huà)路，詢(xún)問(wèn)車(chē)（船）主情況并根據(jù)中心電子地圖上所顯示的車(chē)輛（船只）位置提供醫(yī)療救護(hù)、信息調(diào)用、交通救援、引路等服務(wù)。車(chē)船的位置信息在通話(huà)過(guò)程中仍以短消息報(bào)回，方便值班員提供援助。而盜竊搶劫等事件的信息及鎖車(chē)等控制可以在當(dāng)?shù)毓�安局另設(shè)分中心進(jìn)行受理與服務(wù)，也可在主中心一并接警并通報(bào)當(dāng)?shù)毓�安局�?br>

　　4.GPS服務(wù)管理分系統(tǒng)


　　根據(jù)各種集團(tuán)客戶(hù)的不同需求，可以專(zhuān)門(mén)為其設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)服務(wù)的分中心，如出租車(chē)調(diào)度中心、公交車(chē)指揮中心、運(yùn)鈔車(chē)監(jiān)控中心、公務(wù)用車(chē)管理中心，以及其它各類(lèi)客戶(hù)服務(wù)的分中心。在這些分中心里，將根據(jù)客戶(hù)需求編制專(zhuān)用的管理服務(wù)軟件，對(duì)其共性的服務(wù)項(xiàng)目，如報(bào)警、求援等可由GPS監(jiān)控服務(wù)中心統(tǒng)一處理，而對(duì)其個(gè)性的服務(wù)項(xiàng)目，如調(diào)度、指揮、監(jiān)控等，則由各分中心自行處置。這些分中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能除管理軟件外其它與監(jiān)控服務(wù)中心基本相同，只是規(guī)模不同而已。


　　最小的分系統(tǒng)可以只設(shè)一臺(tái)單機(jī)工作站即能完成監(jiān)控服務(wù)的任務(wù)。因此用一臺(tái)筆記本電腦和一臺(tái)GSM-MODEM即可在任意地點(diǎn)組成移動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)指揮中心。


　　5.GPS服務(wù)支持系統(tǒng)


　　為了保障GPS服務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)該與有關(guān)單位建立業(yè)務(wù)合作關(guān)系，如110報(bào)警中心、車(chē)輛救援修理中心、綜合信息服務(wù)中心等，以便及時(shí)向他們發(fā)出報(bào)警、求援和信息等方面的需求，得到他們的及時(shí)支持和響應(yīng)。



四、系統(tǒng)的性能和特點(diǎn)


1.系統(tǒng)容量大。GSM短信中心可以支持?jǐn)?shù)以萬(wàn)計(jì)的用戶(hù)，在最小配置下，一分鐘可接收超過(guò)1.5萬(wàn)目標(biāo)信息數(shù)據(jù)


2.系統(tǒng)功能齊全：系統(tǒng)除具有語(yǔ)音通話(huà)（手機(jī)自身固有）功能外，還利用手機(jī)的收發(fā)功能實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，完成報(bào)警、定位、服務(wù)請(qǐng)求、控制等消息傳遞功能，


3.系統(tǒng)服務(wù)范圍廣：可以說(shuō)中國(guó)移動(dòng)GSM網(wǎng)覆蓋的地域，都是系統(tǒng)服務(wù)的范圍。


4.系統(tǒng)集成度高：系統(tǒng)采用集中式管理方式，監(jiān)控服務(wù)中心統(tǒng)管本部門(mén)以及與其它部門(mén)間的業(yè)務(wù)；系統(tǒng)設(shè)施集成在客戶(hù)服務(wù)中心內(nèi)，便于維護(hù)、升級(jí)與管理。


5.系統(tǒng)建設(shè)投資省。由于以GSM為通信平臺(tái)，可以大大節(jié)省系統(tǒng)建設(shè)的費(fèi)用。


6.可以實(shí)現(xiàn)漫游服務(wù)、異地報(bào)警。當(dāng)A地的車(chē)輛漫游到B地時(shí)，B地的GPS/GSM移動(dòng)定位客戶(hù)服務(wù)中心可以繼續(xù)向A地的車(chē)輛提供全套的服務(wù)，包括報(bào)警服務(wù)。如果B地沒(méi)有移動(dòng)定位客戶(hù)服務(wù)中心，但是已開(kāi)通短訊，則A地的客戶(hù)服務(wù)中心仍能通過(guò)B地的短訊通道提供服務(wù)，包括用各種方法向B地公安部門(mén)報(bào)警以及控制切斷電路等。


7.安全保密好。這體現(xiàn)在：(a)在傳輸階段，GPS數(shù)據(jù)和命令是經(jīng)過(guò)GSM信令通道的，對(duì)該部分監(jiān)聽(tīng)難。(b)服務(wù)中心只對(duì)固定信息進(jìn)行處理，對(duì)其它數(shù)據(jù)只是進(jìn)行分發(fā)、儲(chǔ)存，因此客戶(hù)可根據(jù)需要對(duì)自身私有數(shù)據(jù)加密，其他用戶(hù)無(wú)法獲得。


　　GPS多功能定位系統(tǒng)市場(chǎng)應(yīng)用比較廣泛，現(xiàn)在全國(guó)很多城市都已應(yīng)用或準(zhǔn)備應(yīng)用具有類(lèi)似功能的相應(yīng)系統(tǒng)，但以前的GPS定位系統(tǒng)都采用集群或常規(guī)系統(tǒng)，有很多問(wèn)題，目前采用最先進(jìn)的GSM系統(tǒng)實(shí)行GPS車(chē)輛跟蹤定位剛剛開(kāi)始起步，市場(chǎng)很有潛力。隨著社會(huì)信息化發(fā)展的不斷深入，移動(dòng)客戶(hù)對(duì)車(chē)（船）載信息平臺(tái)的需求也將越來(lái)越迫切，通過(guò)GPS/GSM移動(dòng)站向客戶(hù)提供越來(lái)越的綜合化信息服務(wù)將是社會(huì)信息化的一個(gè)組成部分，是一個(gè)很有發(fā)展前途的新領(lǐng)域。




----《通信世界》