一種散射通信停車指導系統技術方案

本發明專利技術提供一種散射通信停車指導系統，涉及北斗測向和定位技術、云臺控制技術、GIS平臺和散射鏈路計算技術，解決現有散射通信停車指導系統需臨時定位計算通信方向、手動定向和多次調整停車方位的問題。本系統包括北斗一代和二代雙模終端、數據處理單元和天線控制單元，通過北斗二代測向天線獲得散射通信車的經緯度和車體方向，北斗一代收天線獲得對端站的經緯度信息，然后計算得到通信方向和停車方向，并通過天線控制單元調整天線角度。在開通散射通信時，數據處理單元可以輔助分析散射通信鏈路質量。本發明專利技術可以主動指導散射通信車的停車方位并根據車體方位調整天線指向，使天線方向符合通信要求，實現一次停車即符合通信方位要求的目的。

【技術實現步驟摘要】
一種散射通信停車指導系統
本專利技術涉及北斗測向和定位技術、云臺控制技術、GIS平臺和散射鏈路計算
，尤其涉及一種散射通信停車指導系統，對機動性很強的車載散射通信系統具備很高的實用價值。
技術介紹
目前車載散射通信系統主要使用C頻段并采用兩面2.4米拋物面柵格天線作為兩副散射通信天線進行空間分集。雖然提高了天線增益，但是散射通信波束角被限定在極窄(小于2度)范圍；同時散射通信車頂同時部署兩副散射通信天線，由于安裝和體積因素，在天線方位角和俯仰角調整時受到極大限制。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種實現簡單、操作快速的散射通信停車指導系統，從而解決散射通信開通困難、操作復雜、耗時長的問題。為解決上述技術問題，本專利技術所采取的技術方案是：一種散射通信停車指導系統，包括第一散射天線1、第二散射天線2、第一北斗二代測向天線3、第二北斗二代測向天線4、北斗一代收天線5、北斗一代發天線6、天線控制單元7、北斗一代和二代雙模終端8和數據處理單元9；北斗一代和二代雙模終端8的輸入端口1接收第一北斗二代測向天線3的輸出端口1輸出的本地站車頭方位信息，北斗一代和二代雙模終端8的輸入端口2接收第二北斗二代測向天線4的輸出端口1輸出的本地站車尾方位信息，北斗一代和二代雙模終端8的輸入端口3接收北斗一代收天線5的輸出端口1輸出的對端站經緯度信息；北斗一代和二代雙模終端8將接收的本地站車頭方位信息和本地站車尾方位信息進行差分處理后由輸出輸入端口5輸出本地站經緯度信息和車體方位信息至數據處理單元9的輸出輸入端口1；北斗一代和二代雙模終端8將接收的對端站經緯度信息由輸出輸入端口6輸出對端站經緯度信息至數據處理單元9的輸出輸入端口2；數據處理單元9利用接收的本地站經緯度信息、對端站的經緯度信息和本地站車體方位信息計算出本地站和對端站的通信方位角、天線俯仰角、天線水平角、轉動速度、通信距離、第一遮擋點距離本站距離、第一遮擋點海拔高度、散射角、散射通信鏈路年平均傳播可靠度和理想車體方位角，并以圖形與文字的方式動態顯示在計算機屏幕上；數據處理單元9的輸出輸入端口2輸出本地站經緯度信息至北斗一代和二代雙模終端8的輸出輸入端口6；數據處理單元9根據用戶需求將格式控制信息通過輸出輸入端口1發送至北斗一代和二代雙模終端8的輸出輸入端口5，北斗一代和二代雙模終端8的輸出端口4輸出本地站經緯度信息至北斗一代發天線6的輸入端口1；數據處理單元9由輸出輸入端口3將計算好的天線水平角、天線俯仰角和轉動速度以協議幀格式輸出至天線控制單元7的輸出輸入端口1；天線控制單元7解析出協議幀內包含的角度和轉動速度數據后按照協議幀內規定的轉動速度對第一散射天線1和第二散射天線2的天線水平角度和天線俯仰進行調整，從而實現對散射天線的自動調整；天線控制單元7的輸出輸入端口2接收第一散射天線1的輸出輸入端口1輸出的多個傳感器數據信息，天線控制單元7的輸出輸入端口3接收第二散射天線2的輸出輸入端口1輸出的多個傳感器數據信息，天線控制單元7將收到的傳感器數據信息進行匯總分析后形成新的協議幀，隨后天線控制單元7把新的協議幀由輸出輸入端口1輸出至數據處理單元9輸出輸入端口3，從而實現天線狀態的動態監視。其中，所述的第一北斗二代測向天線3和第二北斗二代測向天線4的連線平行于車體軸線方向，同時第一北斗二代測向天線3和第二北斗二代測向天線4的直線距離大于1.5米。其中，所述的天線控制單元7包含第一散射天線控制器10、第二散射天線控制器11、控制指令處理單元12和控制數據接口單元13；第一散射天線控制器10的數據輸出輸入端口2接收第一散射通信天線1的多個傳感器狀態信息，經過數據合法性判斷和數據解析處理后由第一散射天線控制器10的輸出輸入端口1將數據信息輸出至控制指令處理單元12的輸出輸入端口1；第二散射天線控制器11的輸出輸入端口2接收第二散射通信天線2的多個傳感器狀態信息，經過數據合法性判斷和數據解析處理后由第二散射天線控制器11的輸出輸入端口1將數據信息輸出至控制指令處理單元12的輸出輸入端口2；控制指令處理單元12將接收的兩路數據信息完成解析和綜合后由輸出輸入端口3輸出至控制數據接口單元13的輸出輸入端口1，控制數據接口單元13將接收的狀態信息完成幀合成、幀校驗和透明處理后由輸出輸入端口2將新的協議幀輸出至數據處理單元9的輸出輸入端口3；控制數據接口單元13輸出輸入端口2接收來自數據處理單元9輸出輸入端口3的協議幀，完成協議幀的校驗和透明處理后由輸出輸入端口1輸出至控制指令處理單元12的輸出輸入端口3；控制指令處理單元12對校驗和透明處理后的協議幀完成數據解析后，根據控制信息內包含的地址將控制信息由輸出輸入端口1輸出至第一散射天線控制器10的輸出輸入端口1或由輸出輸入端口2輸出至第二散射天線控制器11的輸出輸入端口1；第一散射天線控制器10將接收的控制信息由輸出輸入端口2輸出至第一散射通信天線1的輸入端口1；第二散射天線控制器11將接收的控制信息由輸出輸入端口2輸出至第二散射通信天線2的輸入端口1。其中，所述的第一散射天線控制器10和第二散射天線控制器11的結構完全相同。其中，所述的數據處理單元9包含通信設備監控模塊14、通信方位角計算模塊15、散射鏈路分析模塊16和多串行通信接口卡17；其中，通信設備監控模塊14通過多串行通信接口卡17進行接口轉換完成對天線控制單元7的狀態查詢和設置，完成與北斗一代和二代雙模終端8的數據交互；通信設備監控模塊14與通信方位角計算模塊15進行本地站和對端站的經緯度信息的數據交互；通信設備監控模塊14與散射鏈路分析模塊16進行包括收發頻率、功率等級、傳輸速率以及本地站和對端站的經緯度信息的數據交互；通信方位角計算模塊15獲取本地通信站和對端通信站的經緯度信息并自動計算本地通信站和對端通信站的通信方位角；散射鏈路分析模塊16結合地理信息系統和散射鏈路通信質量模型完成通信鏈路的分析和計算。其中，所述的通信設備監控模塊14對天線控制單元7的設置包括：散射通信設備的收發頻率、功率等級、工作模式、傳輸速率、射頻資環、中頻資環、系帶資環、數據接口、天線水平角度、俯仰角度和轉動速率。其中，所述的多串行通信接口卡17集成在加固型車載計算機機箱內，可以擴展出多個串口，支持RS-232，RS-485，RS-422方式。采用上述技術方案所產生的有益效果在于：1)本專利技術所采用的北斗一代和二代雙模終端配置有四個天線，分別為北斗一代收天線、北斗一代發天線和兩個北斗二代測向天線，北斗二代測向天線安裝于車體方艙兩端，間隔距離大于1.5米；通過北斗一代和二代雙模終端配合散射通信鏈路分析以及通信方位角計算單元，為散射通信開通前提供了充分的理論依據，幫助操作員進行必要的調整。2)本專利技術所采用的數據處理單元提供的散射通信鏈路分析借鑒China-Zhang方法進行計算，該算法成熟可靠，散射通信質量估計值較準確；3)本專利技術結構簡單，采用的設備體積小，功耗低，部署方便。附圖說明圖1是本專利技術的電原理方框圖；圖2是本專利技術天線控制單元的電原理方框圖；圖3是本專利技術數據處理單元組成原理方框圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細說明。如圖1所示，本專利技術的一種散射通信本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種散射通信停車指導系統，包括第一散射天線(1)和第二散射天線(2)，其特征在于：還包括第一北斗二代測向天線(3)、第二北斗二代測向天線(4)、北斗一代收天線(5)、北斗一代發天線(6)、天線控制單元(7)、北斗一代和二代雙模終端(8)和數據處理單元(9)；北斗一代和二代雙模終端(8)的輸入端口1接收第一北斗二代測向天線(3)的輸出端口1輸出的本地站車頭方位信息，北斗一代和二代雙模終端(8)的輸入端口2接收第二北斗二代測向天線(4)的輸出端口1輸出的本地站車尾方位信息，北斗一代和二代雙模終端(8)的輸入端口3接收北斗一代收天線(5)的輸出端口1輸出的對端站經緯度信息；北斗一代和二代雙模終端(8)將接收的本地站車頭方位信息和本地站車尾方位信息進行差分處理后由輸出輸入端口5輸出本地站經緯度信息和車體方位信息至數據處理單元(9)的輸入輸出端口1；北斗一代和二代雙模終端(8)將接收的對端站經緯度信息由輸出輸入端口6輸出對端站經緯度信息至數據處理單元(9)的輸入輸出端口2；數據處理單元(9)利用接收的本地站經緯度信息、對端站的經緯度信息和本地站車體方位信息計算出本地站和對端站的通信方位角、天線俯仰角、天線水平角、轉動速度、通信距離、第一遮擋點距離本站距離、第一遮擋點海拔高度、散射角、散射通信鏈路年平均傳播可靠度和理想車體方位角，并以圖形與文字的方式動態顯示在計算機屏幕上；數據處理單元(9)的輸出輸入端口2輸出本地站經緯度信息至北斗一代和二代雙模終端(8)的輸入輸出端口6；數據處理單元(9)根據用戶需求將格式控制信息通過輸出輸入端口1發送至北斗一代和二代雙模終端(8)的輸入輸出端口5，北斗一代和二代雙模終端(8)的輸出端口4輸出本地站經緯度信息至北斗一代發天線(6)的輸入端口1；數據處理單元(9)由輸入輸出端口3將計算好的天線水平角、天線俯仰角和轉動速度以協議幀格式輸出至天線控制單元(7)的輸入輸出端口1；天線控制單元(7)解析出協議幀內包含的角度和轉動速度數據后按照協議幀內規定的轉動速度對第一散射天線(1)和第二散射天線(2)的天線水平角度和天線俯仰進行調整，從而實現對散射天線的自動調整；天線控制單元(7)的輸入輸出端口2和輸入輸出端口3分別一一對應接收第一散射天線(1)的輸出輸入端口1和第二散射天線(2)的輸出輸入端口1輸出的多個傳感器數據信息，匯總分析后形成新的協議幀，隨后天線控制單元(7)把新的協議幀由輸入輸出端口1輸出至數據處理單元(9)輸入輸出端口3，從而實現天線狀態的動態監視。...

【技術特征摘要】
1.一種散射通信停車指導系統，包括第一散射天線(1)和第二散射天線(2)，其特征在于：還包括第一北斗二代測向天線(3)、第二北斗二代測向天線(4)、北斗一代收天線(5)、北斗一代發天線(6)、天線控制單元(7)、北斗一代和二代雙模終端(8)和數據處理單元(9)；北斗一代和二代雙模終端(8)的輸入端口1接收第一北斗二代測向天線(3)的輸出端口1輸出的本地站車頭方位信息，北斗一代和二代雙模終端(8)的輸入端口2接收第二北斗二代測向天線(4)的輸出端口1輸出的本地站車尾方位信息，北斗一代和二代雙模終端(8)的輸入端口3接收北斗一代收天線(5)的輸出端口1輸出的對端站經緯度信息；北斗一代和二代雙模終端(8)將接收的本地站車頭方位信息和本地站車尾方位信息進行差分處理后由輸出輸入端口5輸出本地站經緯度信息和車體方位信息至數據處理單元(9)的輸出輸入端口1；北斗一代和二代雙模終端(8)將接收的對端站經緯度信息由輸出輸入端口6輸出對端站經緯度信息至數據處理單元(9)的輸出輸入端口2；數據處理單元(9)利用接收的本地站經緯度信息、對端站的經緯度信息和本地站車體方位信息計算出本地站和對端站的通信方位角、天線俯仰角、天線水平角、轉動速度、通信距離、第一遮擋點距離本站距離、第一遮擋點海拔高度、散射角、散射通信鏈路年平均傳播可靠度和理想車體方位角，并以圖形與文字的方式動態顯示在計算機屏幕上；數據處理單元(9)的輸出輸入端口2輸出本地站經緯度信息至北斗一代和二代雙模終端(8)的輸出輸入端口6；數據處理單元(9)根據用戶需求將格式控制信息通過輸出輸入端口1發送至北斗一代和二代雙模終端(8)的輸出輸入端口5，北斗一代和二代雙模終端(8)的輸出端口4輸出本地站經緯度信息至北斗一代發天線(6)的輸入端口1；數據處理單元(9)由輸出輸入端口3將計算好的天線水平角、天線俯仰角和轉動速度以協議幀格式輸出至天線控制單元(7)的輸出輸入端口1；天線控制單元(7)解析出協議幀內包含的角度和轉動速度數據后按照協議幀內規定的轉動速度對第一散射天線(1)和第二散射天線(2)的天線水平角度和天線俯仰進行調整，從而實現對散射天線的自動調整；天線控制單元(7)的輸出輸入端口2接收第一散射天線(1)的輸出輸入端口1輸出的多個傳感器數據信息，天線控制單元(7)的輸出輸入端口3接收第二散射天線(2)的輸出輸入端口1輸出的多個傳感器數據信息，天線控制單元(7)將收到的傳感器數據信息進行匯總分析后形成新的協議幀，隨后天線控制單元(7)把新的協議幀由輸出輸入端口1輸出至數據處理單元(9)輸出輸入端口3，從而實現天線狀態的動態監視。2.根據權利要求1所述的一種散射通信停車指導系統，其特征在于：所述的第一北斗二代測向天線(3)和第二北斗二代測向天線(4)的連線平行于車體軸線方向，同時第一北斗二代測向天線(3)和第二北斗二代測向天線(4)的直線距離大于1.5米。3.根據權利要求1所述的一種散射通信停車指導系統，其特征在于：所述的天線控制單元(7)包含第一散射天線控制器(10)、第二散射天線控制器(11)、控制指令處理單元(12)和控制數據接口單元(13)；第一散射天線控制器(10)的數...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭兆華，孟松，李亞星，張媛媛，郭惠坤，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第五十四研究所，
類型：發明
國別省市：河北;13