【文章內(nèi)容簡介】 System）就是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它由空間部分、地面控制部分及用戶接收部分組成。（1）空間部分（GPS星座）GPS的空間部分是由24顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55176。此外,還有3 顆有源備份衛(wèi)星在軌運行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星,并能在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息。GPS的衛(wèi)星因為大氣摩擦等問題，隨著時間的推移，導(dǎo)航精度會逐漸降低。 （2）地面控制系統(tǒng)（地面監(jiān)控系統(tǒng)）地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位于美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負責(zé)收集由衛(wèi)星傳回之訊息,并計算衛(wèi)星星歷、相對距離,大氣校正等數(shù)據(jù)。 （3）用戶設(shè)備部分（GPS信號接收機）它是由許多移動目標站組成。監(jiān)控中心站將接收由GPS移動目標站發(fā)出的定位報警信號，經(jīng)計算機自理后，移動目標就在地圖上顯示出來，從而迅速得到反映出事現(xiàn)場的各種信息，做到實時跟蹤、調(diào)度、處置[2]。2 GPS移動目標定位報警系統(tǒng)構(gòu)成目前，幾乎所有的安全防范報警系統(tǒng)僅能為固定目標提供服務(wù)，而對移動用戶，例如押款車、出租車等在進行中被劫時，就顯得無能為力了，因此移動目標準確定位并及時發(fā)出報警信息，是安全防范領(lǐng)域急待解決的問題。GPS移動目標定位報警系統(tǒng)的產(chǎn)生使這個難題迎刃而解，該系統(tǒng)是在GPS技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合無線電通信技術(shù)、計算機技術(shù)、地球地理信息等相關(guān)科學(xué)，研制開發(fā)并應(yīng)用到安全防范領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品，它能有效的實行監(jiān)控、跟蹤定位移動目標，確保各種重要車輛的安全。GPS移動目標定位報警系統(tǒng)由監(jiān)控中心站，監(jiān)控分中心站，以及若干個移動目標站組成二級網(wǎng)。（1）監(jiān)控中心站：該站由無線數(shù)傳電臺、全向高增益天線、計算機系統(tǒng)、地理信息數(shù)庫和移動目標管理軟件，指揮調(diào)度軟件組成。能實時監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)的移動目標。當3地移動目標（例如銀行押款車）途中遭到襲擊時，移動目標的GPS通過電臺將其遇劫的地址、方位等報警信息自動傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心根據(jù)接收到的信息，在計算機顯示屏的電子地圖上顯示出汽車被劫的位置，并進行跟蹤，同時顯示出案發(fā)地點周圍的警力分布情況及最佳出動方案，以便準確及時地調(diào)動人力進行處理，還可根據(jù)需要使某一特定目標始終處于監(jiān)控之下，顯示其運動軌跡。同時還可以將各個受控目標發(fā)來數(shù)據(jù)進行記錄、查詢、打印。移動目標的定位精度可達十多米。（2）、監(jiān)控分中心站：該站由無線電數(shù)傳電臺、全向天線、中轉(zhuǎn)電臺、計算機、顯示屏、移動目標管理軟件組成。當該區(qū)內(nèi)移動目標遭到襲擊立即發(fā)出信號，并在計算機顯示屏上顯示出移動目標的具體位置，進行實時跟蹤，并可根據(jù)需要自動或手動與監(jiān)控中心聯(lián)系，請求警力支援。由于實行分級管理，從而有效地解決了同頻干擾問題。（3）、移動目標站：該站由天線、GPS接收機或（顯示儀）、GPS控制臺、車載電臺及車載天線組成。這些設(shè)備安裝在移動目標上，GPS接收機隨時接收來自導(dǎo)航衛(wèi)星的信號，進行處理，確定自身所處的地方、時間等數(shù)據(jù)，并可根據(jù)要求隨時將所需數(shù)據(jù)信息發(fā)到監(jiān)控中心站，如果遇到突發(fā)情況時，可立即將報警信息通過車載臺發(fā)送到監(jiān)控中心報警求救[3]。第二章 汽車防撞系統(tǒng)的分析1 目前汽車防撞系統(tǒng)有以下幾種探測方式1. 激光方式激光具有高單色性，高方向性和相干性好等特點，因此激光波束近似直線性，很少擴散，波速能量集中，傳輸距離遠。激光測距的測量精度很高，技術(shù)上已經(jīng)有了很大的進步。但是，激光測距的應(yīng)用具有局限性，主要是因為激光測距方式受天氣狀態(tài)、汽車的震動及反射鏡表面磨損、污染等因素影響較大，測距精度難以保證。2. 超聲波方式 　　超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦浴瓷?、折射、干涉等等，超聲波測距就是利用其反射特性，工作原理和聲納回聲定位的原理基本相同。超聲波發(fā)射器不斷發(fā)射出某一頻率的超聲波，遇到被測物體后反射，當超聲波接收器接受到反射信號，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，測出發(fā)射波和反射波的時間差，根據(jù)聲速即可求得距離。但是超聲波測距的最大問題就是探測距離短，而且天氣狀態(tài)對它影響很大，所以超聲波測距主要運用于倒車雷達等近距離測距。 3. 紅外線方式 紅外線測距和激光、超聲波測距在原理上基本相同，均是根據(jù)發(fā)射波和反射時間來判斷目標的距離，紅外線測距在技術(shù)上難度不大，構(gòu)成的測距系統(tǒng)成本低廉，但是在惡劣的天氣和長距離探測方面仍然不能滿足汽車防撞的要求。 4. 圖像識別方式 本系統(tǒng)是以一種集光、機、電等高新科技手段于一體的汽車智能防撞安全保護系統(tǒng)。本系統(tǒng)以快速圖像采集系統(tǒng)作為偵測識別載體，充分運用微電腦處理系統(tǒng)和光、機、電轉(zhuǎn)換執(zhí)行機構(gòu)，能夠做到汽車雨霧天氣時在高速公路上安全行駛。該系統(tǒng)可以在視線不好的情況下對前方200米范圍內(nèi)出現(xiàn)的車輛自動性進行偵測識別和計算處理。隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號處理器的不斷更新,單片微機的處理能力不斷提高和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展,使該汽車防撞系統(tǒng)的實現(xiàn)成為可能。5 GPS車距測量技術(shù)利用兩臺GPS接收板實時接收和處理定位信號,并進行實時差分運算確定運動載體相對距離,運動速度。通過對接收到的實時定位數(shù)據(jù)采樣以及對數(shù)據(jù)中存在的各種誤差的分析,建立運動載體的動態(tài)模型:當前統(tǒng)計模型,GPS數(shù)學(xué)動態(tài)定位模型,研究并建立了一種適用于本系統(tǒng)動態(tài)模型的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法,使系統(tǒng)在動態(tài)環(huán)境中有較好的穩(wěn)定性和防碰撞預(yù)測精度[4]。5第二章 汽車防撞系統(tǒng)的分析2 汽車防撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成1信號采集系統(tǒng)：采用雷達、激光、聲納、衛(wèi)星等技術(shù)自動測出本車速度、前車速度以及兩車之間的距離； 2數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：計算機芯片對兩車距離以及兩車的處理后，判斷兩車的安全距離，如果兩車車距小于安全距離，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)就會發(fā)出指令； 3控制器：負責(zé)對數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的發(fā)來的指令進行分析、過濾并對執(zhí)行結(jié)構(gòu)下達指令； 4執(zhí)行機構(gòu)：發(fā)出警報，提醒司機剎車，如司機沒有執(zhí)行指令，執(zhí)行機構(gòu)將采取措施，比如關(guān)閉車窗、調(diào)整座椅位置、自動減速、自動剎車等；3汽車防撞系統(tǒng)的工作原理1報警提醒　　防撞器的顯示報警系統(tǒng)能及時顯示本車的車速、前方最具威脅車輛或物體的距離。當接到中央處理系統(tǒng)的指令時，能以聲音的方式提醒駕駛?cè)藛T前方有危險信息，需謹慎駕駛，顯示報警功能，大大提高了人車安全。 2跟蹤識別　　采用了雷達識別系統(tǒng)，有效地對本車前方的動、靜態(tài)目標進行實時監(jiān)測，及時將測量數(shù)據(jù)傳輸給中央處理系統(tǒng)。 3智能處理　　中央處理系統(tǒng)對雷達采集的信息進行分析、計算、處理，有效對車輛前方出現(xiàn)的障礙物進行分析判斷，并迅速做出處理、發(fā)出指令，將雷達采集信號轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行信號，及時傳輸給報警顯示系統(tǒng)和制動執(zhí)行系統(tǒng)。 4減速剎車若遇危險，制動執(zhí)行系統(tǒng)接收到中央處理系統(tǒng)發(fā)出的制動指令時，能迅速根據(jù)險情對車輛采取智能減速、重剎、停車等動作[5]。4汽車防撞系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與趨勢隨著現(xiàn)代社會工業(yè)化的發(fā)展，汽車這一交通工具正為越來越多的人所用，但是隨之而來的問題也顯而易見，那就是隨著車輛的增多，交通事故的頻繁發(fā)生，由此導(dǎo)致的人員傷亡和財產(chǎn)損失數(shù)目驚人。對于公路交通事故的分析表明，80%以上的車禍事由于駕駛員反應(yīng)不及所引起的，超過65%的車輛相撞屬于追尾相撞，其余則屬于側(cè)面相撞。奔馳汽車公司對各類交通事故的研究表明：若駕駛員能夠提早1S意識到有事故危險并采取相應(yīng)的正確措施，則絕大多數(shù)的交通事故都可以避免。因此，大力研究開發(fā)如汽車防撞裝置等主動式汽車輔助安全裝置，減少駕駛員的負擔和判斷錯誤，對于提高交通安全將起到重要的作用。顯然，此類產(chǎn)品的研究開發(fā)具有極大的實現(xiàn)意義和廣闊的應(yīng)用前景。同時，汽車工業(yè)在經(jīng)濟發(fā)達國家已經(jīng)成為一個發(fā)展國民經(jīng)濟的支柱性產(chǎn)業(yè)。如美國每年汽車(轎車和卡車)產(chǎn)量平均為1400萬輛，我國1998年為160萬輛。車多路少已成為交通狀況日益嚴重的問題之一。以相對的觀點看，道路交通是最危險的運輸方式之一。事故統(tǒng)計表明：所有碰撞有一半以上(65％)是由追尾碰撞引起的。據(jù)統(tǒng)計：早在70年代初時由于汽車碰撞全世界每年造成的經(jīng)濟損失為100億美元，平均每輛車每年的經(jīng)濟損失為100美元?，F(xiàn)在是2l世紀初，汽車產(chǎn)量估計翻了三番，所造成的經(jīng)濟損失也就至步翻了三倍。據(jù)統(tǒng)計，2001年我國道路交通事故造成的直接經(jīng)濟損失為30億元， 105 930人死亡．546 485人受傷?？梢哉f，道路交通事故每天在全國各地均頻頻發(fā)生，給人民造成了巨大的生命財產(chǎn)損失。為此．一些發(fā)達國家早在70年代就開始研制汽車防撞系統(tǒng)。研制汽車防撞系統(tǒng)可以大大有效的減少事故的發(fā)生幾率和財產(chǎn)的損失，為此研究汽車防撞系統(tǒng)的前景十分美好[6]。7第三章 汽車報警系統(tǒng)的分析第三章 汽車報警系統(tǒng)的分析1 汽車報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成報警裝置一般由傳感器、報警燈（或蜂鳴器）等組成。1制動系統(tǒng)低壓報警裝置 在采用氣制動的汽車上，一旦制動氣壓低于最小允許值時，制動系統(tǒng)將不能正常工作而危及安全。所以此種汽車需裝備制動系統(tǒng)低壓報警裝置，當氣壓過低時報警燈隨即點亮，以引起駕駛員注意?！　缶_關(guān)：當電源接通后，制動系統(tǒng)氣壓下降到340～370 kPa時，由于作用在膜片上的壓力減小，于是在復(fù)位彈簧的作用下觸點閉合，電路接通，報警燈亮。當氣壓升高到400 kPa以上時，由于膜片所受推力增大，壓縮復(fù)位彈簧使觸點打開，電路切斷，報警燈熄滅。2機油壓力報警裝置　　有些汽車上除裝有機油壓力表外，還裝有機油壓力報警裝置。當潤滑系統(tǒng)機油壓力低于允許值時，報警燈亮，以引起駕駛員注意?！　?燃油量報警裝置　　作用：當油箱內(nèi)燃油減少到規(guī)定值以下時，儀表板上燃油量報警燈點亮，提醒駕駛員注意。　　熱敏電阻式燃油量報警裝置，它由熱敏電阻式傳感器和報警燈組成。當燃油多時，具有負溫度特性的熱敏電阻1浸泡在燃油中，散熱快，溫度較低，電阻值大，所以電路中電流很小，報警燈不亮。當燃油減少到規(guī)定值以下時，熱敏電阻回露出油面，散熱慢，溫度升高，電阻值減小，電路中電流增大，報警燈亮。4蓄電池液面報警裝置 它由傳感器、放大器、報警燈等組成。傳感器由鉛棒和加液塞組成，通常安裝在蓄電池正樁樁數(shù)起第三個單格內(nèi)。當蓄電池液面高度正常時，傳感器的鉛棒上的電位為+ 8 V，從而使 VT1導(dǎo)通，VT2截止，報警燈不亮。當蓄電池液面在最低限以下時，傳感器的鉛棒就無法與電解液接觸，鉛棒就無正電位，從而使VT1截止，VT2導(dǎo)通。報警燈電路接通，報警燈亮。 5 GPRS/GPS車輛報警定位系統(tǒng) (以下簡稱“系統(tǒng)”)是我公司將GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)傳送功能與GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及GIS地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的高科技產(chǎn)品。該系統(tǒng)利用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)測定車輛的地理位置，平均誤差為15米，通過覆蓋全國的GSM GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送車輛和監(jiān)控中心之間的定位數(shù)據(jù)和控制命令，從而實現(xiàn)了在全國范圍對車輛及貨物進行遠程監(jiān)控的各項功能。系統(tǒng)由監(jiān)控中心和用戶設(shè)備兩部分組成。監(jiān)控中心主機通過GPRS網(wǎng)絡(luò)或Internet網(wǎng)絡(luò)發(fā)送控制命令和接收來自車輛的各種數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心的電子地圖管理軟件采用專業(yè)化地理信息系統(tǒng)為開發(fā)平臺，在WINDOWS98或WINDOWS2000環(huán)境下運行,功能完備，界面友好，操作方便。系統(tǒng)采用了高精度矢量化的電子地圖，具有無級放縮，分層顯示，地理信息查詢，顯示位置準確等特點。安裝在車輛上的車載終端由GPRS通信模塊、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、衛(wèi)星天線以及汽車防盜器接口、數(shù)據(jù)接口、防破壞自動報警和遙控熄火電路所組成。用戶設(shè)備的主要部件，如GPRS通信模塊，GPS模塊，衛(wèi)星天線，均采用進口品牌器材，從而保證了車載終端的穩(wěn)定性和可靠性。本系統(tǒng)兼容GSM/GPS系統(tǒng)功能，如無GPRS網(wǎng)絡(luò)，可以自動切換在GSM方式進行數(shù)據(jù)傳輸和報警。2 汽車報警系統(tǒng)地工作原理從20世紀90年代至今，汽車報警器發(fā)展迅速，應(yīng)用越來越廣。隨著汽車報警器9技術(shù)越來越成