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实验室介绍
     西安理工大学光电技术实验室主要开展大气激光通信、图像识别与跟踪、电力线载波通信等方面的研究,先后得到国防预研基金、陕西省自然科学基金、陕西省教育厅创新基金、陕西省火炬计划等资助,取得了可喜的成绩。更多
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第73届中国电子展
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第74届中国电子展
2009年亚洲电子展(AEES 2009)
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北斗集群终端式指挥机系统

1 系统概述
     北斗终端式指挥机,是北斗导航定位系统的应用嵌入式终端设备,可同时接收、处理北斗和GPS系统的卫星导航信号,具有北斗有源定位、北斗无源定位、GPS定位、GPS差分定位、北斗/GPS组合定位等多种定位方式。可利用北斗快速定位的特点,辅助GPS快速搜索定位;利用GPS卫星多的优势弥补北斗卫星少易受遮挡不能定位。采用优势互补的工作模式,借助于现代控制理论与估值理论,构成总体性能优于任一子系统的组合导航模式,以满足精确导航的需要;同时具有指挥功能,可以根据装载的电子地图,进行图上量算,辅助任务规划,实时生成我方位置态势图表。本机具有多种接口,可以通过USB口、以太网卡、RS232接口、蓝牙与车载计算机互相传送数据,完成我方位置态势数据的传送。

 

1.1设计模块化
    为便于设计、调试、生产和维修,指挥机硬件采用模块化设计方案,整机由五个模块组成:天线模块、信道模块、基带与解算模块、信息处理模块和电源模块。天线模块接收北斗、GPS卫星的射频信号,经信道下变频后采样成数字中频,送往基带及解算模块完成信号跟踪、测量、解调解算等操作。信息处理部分负责人机界面操作以及导航信息处理。电源部分给其它单元提供电源。
  本终端式车载指挥机软件模块按照系统划分为基带与解算单元部分软件与信息处理单元软件两部分:
基带与解算单元的软件基于DSP平台嵌入μC/OS-II实时操作系统完成。该部分软件负责配合FPGA完成卫星信号的搜索捕获,通过所取得的解调电文信息,完成各种定位方式的位置解算
信息处理单元软件基于ARM平台并嵌入Windows CE操作系统。信息处理单元负责完成由基带与解算单元得到的位置与报文信息,根据用户的设置及操作,完成任务规划、导航,并实现电子地图、信息提示、位置报文显示等人机交互功能。

 

1.2接口标准化

终端和天线单元独立设计的终端式车载指挥机的接口示意图如图所示:

(1)天线接口: 天线接口及线缆传输的信号有北斗接收射频信号、GPS接收射频信号、北斗发射射频信号、功放电源及功放控制信号等

(2)数据接口:主机对外的数据接口包括2个RS-232串口,速率不低于64kbps;1个以太网接口,数据速率不低于10Mbps;1个USB2.0接口,数据速率不低于100Mbps;1个蓝牙接口,数据速率不低于700kbps。数据接口连接在信息处理部分,主要功能是输出导航、定位信息,对外数据通信,接收外部串口的命令与信息。

(3)电源接口:为主机提供直流9V~32V电源,具有过流、过压、欠压及电源反接保护功能。

(4)内部接口:天线内部各单元间的射频信号接口采用SMA插座和同轴电缆。主机内部的射频 、模拟中频信号、时钟频率信号采用MCX插座和同轴电缆,数字信号采用扁平电缆 和插座连接。

1.3功能一体化

  

    终端式车载指挥机能够同时接收北斗一号卫星播发的3颗卫星6个波束信息的出站信号,并具有12通道的GPS卫星信号接收能力。具有大屏幕彩色显示,可在电子地图上实现定位、报文通信(可选择拼音输入及笔划输入两种方式进行编辑)、自主导航、及完成指挥功能(可选择使用北斗或电台等通信手段进行位置报告与传输),不同功能由主菜单进行选择等功能。同时本系统软件支持串口升级方式进行软件更新,并且具有串口遥控及由以太网进行数据的共享与操作控制。提供面板按键、触摸屏、旋钮等多种操作方式选择。

2 战术指标

整机环境
[1] 平均功耗:≤15W
[2] 电压:9~32V
[3] 自动保护:过流、过压、欠压、偶然极性反接
[4] 终端(常温型):-20°C~+65°C
[5] 终端(宽温型): -40°C~+65°C
[6] 天线:-40°C~+70°C(暂定)
[7] 储存温度:-55°C~+70°C
[8] 相对湿度:98%(+45°C)
[9] MTBF(θ1):≥1250h
[10] MTTR:≤30min

信息处理单元
[1] CPU:ARM
[2] 主频:≥400M
[3] 存储空间:4G
[4] 显示屏尺寸:≥6英寸
[5] 显示屏分辨率:640×480
[6] 显示屏颜色:彩色
[7] 键盘、显示器:背光和非背光工作模式
[8] 按键:热启动、导航、定位、通信、紧急定位等功能键
[9] 操作系统:WinCE

电子地图功能
[1] 电子操作:放大、缩小、漫游
[2] 已方位置信息显示:接收到的己方位置信息,以点符号标注于电子地图,用户查询时,可随地图一起放大为队标符号
[3] 地图管理:通过数据接口完成地图装载;图号查询、地图删除、地图转存功能
[4] 查询分析:图上量算、属性/地理信息查询、位置检索、比例尺切换
[5] 路径规划:具有导航及最佳路径规划
[6] 支持(MGIS)格式:支持军事地理信息系统
[7] 地图格式:军标格式的1:50万全国矢量交通图数据
[8] l:5万的矢量地图l:5万的象素地图
[9]地图容量:≥400兆

通信功能
[1] 短信方式:点对点、通播
[2] 通信内容:汉字、西文、代码(BCD码)、文字与代码混编
[3] 内容格式:标准格式、无格式短军语
[4] 汉字输入方式:拼音输入、五笔输入、智能军语输入
[5] 输入、编辑手段:终端、计算机
[6] 字库:GB2321—80中一级汉字(3755个)、智能军语字库
[7] 发信存储:20条待发电文的存储、编辑、调阅能力
[8] 存储原则:先进先出
[9] 内容:通信时间、发信地址、电文内容
[10] 操作:存储、删除
[11] 存储量:≥12000个汉字长度/用户(本机)
[12] 收信提示:用户设置 声、光、符号(根据)。CRC出错提示
[13] 其它功能:检错重发,回执查询
[14] 长电文处理:允许多帧插入定位

3 整机外观
    北斗终端式指挥机按国军标GJB367A,以履带车设备使用环境为目标进行设计,同时适合其他车辆的使用要求,满足海上使用环境。通过选配安装配件可实现桌面安装、壁挂安装和顶挂安装等多种安装方式。本系统结构设计以成熟的结构、工艺技术为基础,采用先进设计手段和方法,利用仿真分析软件进行辅助设计,科学精确地把握设备性能。同时切实贯彻有关标准规范,保证设备具有良好的抗振动、抗冲击性能、电磁兼容性、可维修性和可靠性。在满足设备各项性能指标的基础上,本着美观、实用、以人为本的原则,精心设计设备的外观,赋予产品科技与人文的特征。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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