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北斗系统应用分析一、北斗系统简介北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。并计划至2020年完成全球系统的构建。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位，导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种方。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。导航精度上不逊于欧美之外，北斗卫星导航系统解决了何人、何事、何地的问题，这就是北斗的特色服务，靠北斗一个终端你就可以走遍天下。北斗导航终端与GPS、“伽利略”和“格洛纳斯”相比，优势在于短信服务和导航结合，增加了通讯功能；全天候快速定位，极少的通信盲区，精度与GPS相当，而在增强区域也就是亚太地区，甚至会超过GPS；向全世界提供的服务都是免费的，在提供无源定位导航和授时等服务时，用户数量没有限制，且与GPS兼容；特别适合集团用户大范围监控与管理，以及无依托地区数据采集用户数据传输应用；独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计，可同时解决“我在哪？”和“你在哪？”；自主系统，高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合关键部门应用。北斗卫星导航系统技术上可以和GPS一代媲美，定位精度两者差距不大，GPS系统更成熟些。首先，中国的北斗卫星导航系统确有值得称赞的地方，它是继美国GPS、俄罗斯GLONASS后第三个进入GNSS（全球定位导航系统）俱乐部的导航系统，也是联合国卫星导航委员会已经认定的供应商之一。而且，在技术上北斗是足以比肩第一代GPS系统的。来自中科院的数据表明：北斗卫星导航系统将发射5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，在2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。与美国第一代GPS系统相比，北斗规模更庞大。不过虽然卫星数量上占优，但两者的精度差距却不明显。北斗定位的误差在5-10米左右，而GPS的误差也在6-10米上下。在另一方面，GPS的优势却很明显，即GPS有将近20年的系统运行历史。美国的GPS系统早在1994年就已经可以实现全球全天候覆盖的定位导航，1994年至今积累的运维经验和数据累积使得GPS系统在应对不同情况时的可用性远超其它导航系统，而北斗系统要到2020年卫星发射完成才能实现全球覆盖。二、北斗系统在交通运输行业的应用国务院新闻办公室于2012年12月27日举行新闻发布会，宣布北斗系统于2013年正式提供亚太区域服务，北斗应用市场真正开始。交通运输部于2013年1月4日公示关于加快推进“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”实施工作的通知(交运发2012798号)（见附件）。要求在9个示范省份加快“两客一危”车辆以及新进入运输市场的重型载货汽车和半挂牵引车加装北斗兼容车载终端实施工作。 此次交通运输部新发的加快推进“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”实施工作的通知进一步体现政府推进北斗应用发展的决心。此次通知中有几个要点值得关注：1、试点规模大。示范省份包括河北、江苏、安徽、山东、湖南、贵州、宁夏、陕西、天津共9个省市，分布全国各地区。2、车辆类型扩大，部分类型新车都需安装，未来成为行业规范。2011年10月26日示范工程中包括“两客一危”运输车辆(包括旅游包车、长途班线客车和危险化学品运输车)、应急保障车辆、重载普货车辆等重点营运车辆。此次通知中要求除之前的车辆类型外，新进入运输市场的重型载货汽车和半挂牵引车应加装北斗兼容车载终端，并鼓励农村客运车辆安装北斗兼容车载终端。车辆类型扩大，覆盖面更过，并且要求新进入运输市场的车辆都需安装北斗设备，使其配置成为未来行业的规范。3、时间点明确。通知要求示范工程于2013年1月1日起进行北斗兼容车载终端的安装，并要求3月底前完成各省80%以上安装任务，4月底前完成所有建设项目。6月1日起，所有新计入示范省份运输市场的“两客一危”车辆及重型载货汽车和半挂牵引车，在出厂前都需安装北斗兼容车载终端。严格时间点的规范，使此次示范工程的推进和完成更有保障。4、政策约束。各示范省份要制定北斗终端安装计划，并每半个月向交通运输部书面报告终端安装进度情况。未按规定安装或加装北斗兼容车载终端的车辆，不予核发或审验道路运输证。此次交通运输部通知加快推进示范工程，表明政府推广北斗产业应用的决心。三、成熟的北斗系统及其功能 1、监控中心硬件部分建设预算 自建服务器：编号名称规格数量价格预算1服务器1台2UPS大型1台3电子墙显示屏47寸液晶屏1台4电脑17液晶电脑2台5GPS服务器系统数据库 GPS中心等1套6固定IP带宽固定IP1条根据地区不同7北斗GIS系统5W8北斗监控系统 2、车辆GPS设备编号名称规格数量单 价总 价1北斗终端设备HT-310部标标准版950元 标准版是比较专用型的，功能比较丰富，外接扩展比较多可外接摄像头，手柄，调度屏，油量采集器等设备。 3、系统组成结构 GpsServer GPS/北斗处理服务中心 SQLServer 大型数据库 receiving 数据中心 DataServer 数据服务中心 RemoteData 远程数据服务中心账号权限管理电子地图管理车辆隶属管理菜单权限管理GPSBDSSystem（C/S）GPS/北斗客户端系统 WAPGIS 手机查车系统DATASYSTEM 车辆资料管理WEBGIS（B/S） 网上查车系统 4、网络结构图北斗二代 本系统采用北斗二代卫星和GPS双模定位系统 可以单独使用GPS,也可以单独北斗，同时可以进行北斗和GPS混合定位。 5、服务器端各个服务简介 （1）Data receiving services（数据接收服务） 接收大容量终端数据和数据解析，同时支持多种协议，支持UDP和TCP。 （2）ServiceCenter（数据中心处理服务） 数据中心处理大量的GPS数据，把数据进行优化分类等。 （3）DataCenter（数据存储服务） 数据存储服务把快速，稳定，把数据存储到数据中。 （4）RemoteData（登录验证服务） 用户验证和客户端更新判断，能快速的判断使用的客户端是否是最新。6、GIS系统主要功能（1）车辆实时定位系统车载设备接收GPS卫星信号，获得车辆实时位置（经度、纬度），并向用户监管中心发送时间、位置、速度、方向和状态数据，从而在用户监管中心得知被监管车辆的地理信息和动态信息，系统用户监管中心以电子地图和卫星图为背景显示车辆的动态、状态与轨迹，车辆驾驶司机，车辆任务，由车辆管理人员对被监管车辆实施全图监视、局部监视、跟踪监视。（2）指令控制系统用户监管中心管理人员自行设置车载设备工作方式。可对车辆进行点名查看、查询终端版本、定时发送等多种方式设置，控制车载设备按设置信令进行工作，监管中心按设置方式获得车辆静态或动态状态信息，方便管理。（3）高级控制用户监管中心设有高级指令，包括短信群发、关闭油路、恢复油路、网管报警、关闭报警、电话监听等控制功能。（4）设备外设设置可通过本功能控制车机的外设功能，可以设置某些功能开启和某功能关闭提高设备的工作效率。（5）发送调度短信通过本功能可以对设备下发调度短信，设备收到短信后通过显示屏或着语音播报出来。（6）跟踪控制系统用户监管中心可对车辆进行跟踪车辆、取消跟踪车辆设置。当选定跟踪车辆后，对选定车辆进行实时跟踪，在电子地图中心显示被跟踪车辆，由操作管理人员对该选定的车辆进行连续实时跟踪监视。（7）数据及历史轨迹回放系统管理平台设置有各类动态和静态信息数据库，具有足月数据信息和年数据贮存能力，不仅适于用户系统调用、查询，也便于为互联网授权用户访问服务。车辆数据资料长期保存，可设置选定车辆、地图、时间段、回放速度进行历史数据轨迹回放，并且可以显示速度等信息。（8）数据报表a、车机流量查询通过车机流量查询可以查询制定的车辆或者车到的GPRS流量查询便于控制GPRS资费b、历史操作查询查询指定的用户对车辆进行的特殊操作，如关闭油路，恢复油路采样时间的设置等已经显示设置的参数内容。c、报警记录统计表 查询统计车辆报警信息以及报警的时间、报警位置、报警时的速度和油量等信息d、报警次数统计统计每辆车每种报警的次数，并可以详细的查看每次报警的具体位置以前报警时的工作状态e、行驶记录分析表能够统计车辆历史行驶数据，包括统计时间、油量、速度、行驶状态、里程地理信息位置，方便查询和分析历史数据。f、车辆里程分析表里程分析表能够准确的统计出车辆行驶时间、总里程、和平均速度，等数据，并可以按总数据和按天统计。g、车辆油耗统计油耗统计通过加装传感器可以实时检测油箱内油量的变化并生产曲线图，在曲线图上可以体现出加油和蚝油的过程，并可以显示加油次数、加油总量、平均油耗、行驶里程等数据。（9）报警信息a、防盗报警车辆停车后，驾驶人员对车载设备设置看车防盗密码，当车辆被非法浸入时，车载设备便自动向服务平台和监管中心发出防盗报警信号，同时车载设备切断车辆电路油路，止动车辆，只有通过解码才能启动车辆。b、应急报警车辆遇险时，驾驶人员触动车内的应急报警开关，车辆立即向服务平台和监管中心自动发出应急报警信号，同时报告车辆的位置、速度、状态等信息，并以红色警示提醒值班人员该车遇险。d、超速报警用户监管中心对特殊使用的车辆可设置速度限制，一旦超过限制速度，车载设备会向服务平台和监管中心自动报警，并对车辆有超速声音提示，监管中心人员也可向该车提示超速。e、越界报警用户监管中心可对车辆的行车线路区域进行设置，当车辆行驶的路线或区域超出所设定的界线时，车载设备会自动向监管中心发出越界报警信息，监管中心并对越界车辆发出越界告示。并给出违章报表与违章统计。f、超时报警用户监管中心可对车辆设置特定区域的停车时问，当车辆在限定区域的停车时间超出设置时间，车载设备会自动向监管中心发出停车超时报警信息。g、断电报警当车载设备供电电源被切断时，车载设备会自动向服务平台和监管中心自动发出断电报警信号。h、网管报警用户监管中心备有报警设置和解除报警信令功能。i、单向监听系统设有对车辆单向监听功能。当车辆发生应急报警后，可监听应急报警车辆上声响状况，并可将监听情况进行录音。（10）权限管理系统可由系统管理员分配操作与管理权限，设置操作与管理权限，根据管理人员的权限操作使用系统。（11）车辆资料系统设有车辆基本信息库，记录有车辆的车牌、颜色等数据。提供按车牌号、车队、报废车辆等查询方式进行查询和报表输出。（12）各类提示通过本功能设置GPRS流量超标提示、本次保险费到期提示、等当到期前3天进行提示。（13）远程升级及配置终端升级设备车载终端添加或修改某些功能或终端软件升级，可采用远程无线下载进行。（14）驾驶员身份识别设备与显示屏连接，但司机输入密码时监控中心显示司机登退签的时间已经司机等详细资料。（15）电子地图功能a、放大缩小可对当前地图进行无极放大与缩小操作。b、地图平移可利用鼠标的拖动来实现地图的平移。c、配置显示电子地图对不同的地物具有不同的编码，在地图上以其特定的方式和颜色显示，值班员可以根据爱好和需要自行配置显示方案。d、标注隐显地图上可以显示路名、建筑物名称等标注信息，值班员可以根据需要隐藏或显示标注。e、标志查询可进行地理位置、建筑物的查询，及该位置附件空车、重车、所有车辆的查询。f、地图打印系统具有地图打印功能。7、监控客户端主要功能监控客户端比较适合大型系统的监控。本客户端是C/S 和B/S混合系统，具备强大的功能和稳定性，具备两套电子地图，其中有MAPINFO电子地图和GOOGLE电子地图。 （1）地图功能 地图可以跳转到您指定的省市。 （2）地物查询 在地物名称位置，输入要查询的地名。查询结果将在列表中显示。双击列表中的行，地图中心将跳转到该地物的经纬度。 （3）即时信息 显示实时监控指令下发及车机上传的信息内容。 （4）车机状态 显示、订阅和在线的车辆。 （5）报警信息 显示正在报警的查询，和处理报警信息，可以针对报警信息进行取消，监听，和拍照等操作，也可以查询历史的报警信息。 （6）调度短信 显示从当前发送或接收到的调度短信内容， 也可以查询调度短信。 （7）报警显示 如果当前车辆中的报警车辆，则此按扭上的警灯会转动并有声音提示。 （8）MapInfo地图 MapInfo电子地图可以在地图上进行任意的美化和信息的修改及添加，根据企业自己的需要进行不通的修改。本系统可将主窗体操作区转到使用MapInfo地图的车辆实时监控页面 （9）Google Map地图 本地图与GOOGLE地图无缝连接，可以直接调用GOOGLE地图的矢量图和卫星图以及混合地图，并准确的解析GPS终端上传位置。 （10）查找车辆 快速查询车辆，输入车牌号后面可显示出显示车辆的页面 （11）车辆列表显示 车辆列表要列表形式和树状形式切换。 （12）快捷操作 选中车辆后点鼠标右键可弹出快捷菜单 点名，跟踪车辆，关闭油路，恢复油路，查看版本，查看状态，采样时间设置，调度短信，电话监听。 （13）订阅目标在主窗体下方的车机状态里一直显示该车，并且实时刷新地图上的信息（默认不实时刷新地图上的信息）。 （14）取消订阅 在主窗体下方的车机状态里，如果车辆不在线，则不显示车辆信息，地图上不实时刷新地图上的信息。 （15）移动锁定： 设置移动锁定后，车辆列表的字体加粗，当车辆速度大于2KM/H的时候，会产生,取消移动锁定：取消移动锁定功能。 （16）GPRS流量查询 （17）操作记录查询 输入要查询的条件，点即可，如果查询所有用户记录，用户栏为空。 （18）历史轨迹回放（两种地图同时显示） （19）查询数据 （20）回放数据 （21）查看回放后的数据回放后，回放数据列表中的数据表示在地图上的点。列表里的里程值单位是KM。双击列表中的数据，地图会转到数据点，并闪烁。（22）设备状态查询查询设备当前的状态，包含GPS状态，采样状态，采样间隔时间，停车报警设置，断电报警设置等。 （23）区域管理 在地图上设置选中区域的区域，保存后可以对区域进行，隐藏、删除、全选、上传、下载 等，可以对该区域设置进区域报警和出区域报警等设置。 （23）线路管理可以设置多种线路，在地图绘制线路路线，绘制后可以对线路路线进行隐藏、删除等操作，可以设置各类的报警，如线路偏离报警、分路段报警等操作。（24） 位置点查询在地图上可以随意添加特定的位置点，便于位置的显示，可以对信息点进行删除修改等操作。（25） 终端外设设置通过本功能可以对终端进行功能的设置，可以屏蔽些不需要的功能。（26） 里程重设里程重设将GPS终端里的里程设置成初始状态。（27）采样时间设置 设置位置上报时间间隔，本系统提供2种状态一个是ACC开（打火）和ACC关（熄火）时各设置一种报位，能大大的节省流量。 （28）超速报警和分路段超速报警设置指定超速值当设备超出改值时平台会提示报警，本功能也可以设置分路段超速报警。（29） 停车报警设置停车报警，当车辆打火状态停车超过设置的数值，平台将报警。（30） 疲劳驾驶当司机连续驾驶没有休息时平台提示疲劳驾驶报警。（31） 服务短信设置服务短信号码，可以使改号码的手机对终端进行远程设置。（32） 油量变化报警设置设置油量变化报警，当车辆里油量超出设置的变化范围，平台提示报警。（33） 区域报警设置越界报警，入界报警，当车辆越界或者入界时平台会提示报警。（34）调度短信本功能可以对设备进行短信下方和群发，车上显示屏会显示调度内容和语音朗读。（35） 电话监听可以设置回拨号码，号码可以是座机和手机号，设置后终端回拨制定的号码，打到一个监听的效果。（36） 车辆拍照通过本功能进行图像抓拍，可以根据情况选择图像的质量。（37） 手机查车 本系统可以通过手机方式打到随时随地可以查询车辆及时位置信息。可以通过集团用户或者单车进行车辆的查询，在手机上可以显示车辆位置并可以显示在矢量图和卫星图上，可以查询车辆的详细信息，可以显示车辆的经纬度、速度、方向和报警。交通运输部关于加快推进“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”实施工作的通知交通运输部文件 交运发2012798号河北、江苏、安徽、山东、湖南、贵州、宁夏、陕西省（自治区）交通运输厅，天津市交通运输和港口管理局，部通信信息中心： “重点运输过程监控管理服务示范系统工程”（以下简称示范工程）实施以来，各单位按照示范工程领导小组的统一部署，稳步推进各项工作，完成了总体需求、信息共享技术方案、各子系统的技术规格说明书评审，以及北斗/GPS双模车载终端招评标工作，示范工程取得了阶段性成果。目前，北斗卫星导航系统建设取得重大进展，具备了为亚太地区提供全功能服务的技术基础。为进一步加快示范工程实施进度，确保按时完成各项任务，现将有关事项通知如下： 一、进一步提高认识，切实加强组织领导 北斗卫星导航系统是我国自主建设的战略性系统工程，对保障国家安全和经济社会发展具有十分重大的战略意义。做好应用推广工作是北斗导航系统可持续发展的根本保障。道路运输是卫星导航系统应用的重要领域，在道路运输行业成功开展北斗应用示范，不仅有利于增强行业安全监管和应急处置的能力，提升现代化管理水平，而且对北斗卫星导航系统产业化和可持续发展意义重大。 本示范工程是北斗专项首个批准启动实施的示范项目，既是北斗应用的试验田，也是军民融合的试验田，是“示范中的示范”。按照交通运输部关于重点运输过程监控管理服务示范系统工程初步设计的批复（交水发2011471号）和“中国第二代卫星导航系统重大项目合同”的要求，示范工程应于2013年4月底前完成所有建设任务。目前，示范工程实施工作虽然取得了阶段性成果，但与总体进度要求相比仍然存在较大差距，特别是终端安装进度明显滞后。为此，各有关单位务必要高度重视，充分认识北斗示范工程的重要性和特殊性，要把实施好示范工程作为当前一项重要的政治任务，进一步加强组织领导，进一步落实责任，细化和分解任务，制定切实可行的方案，把各项任务落实到人，落实到岗位，加快推进工程实施工作，确保按时完成示范工程各项任务。 二、切实加快系统开发建设任务 江苏、河北、安徽、陕西4个子系统牵头省份要抓紧完成系统招标，尽快开展系统研发工作。在研发过程中，要在统