Новости

Системы и комплексы технических средств местоопределения подвижных объектов

Задание определения местонахождения автомашин, других транспортных средств, ценных грузов, и тому подобное очень актуальные во всем мире. Они позволяют управлять маршрутами автотранспортных средств, обеспечивать безопасность автомашин и осуществлять их поиск в случае угона и так далее

В основу приведенной в данной статье классификации систем и способов местоопределения положен подход, заказной Международным консультативным комитетом по радио (МККР) Международного Союза Электросвязи в Отчете 904-1 XVI Пленарной ассамблеи (Дубровник, в 1986 г.). Согласно определению, данному в настоящем документе, в системах автоматического (автоматизированного) определения местоположения транспортного средства (в дальнейшем, следуя англоязычной аббревиатуре, - AVL - Automatic Vehicle Location systems) местоположения подвижного средства в группе ему подобных определяется автоматически по мере перемещения его в пределах данной географической зоны.

Система AVL обычно состоит из подсистемы определения местоположения, подсистемы передачи данных и подсистемы управления и обработки данных.

По_назначению AVL системы можно разделить на:

диспетчерские системы, в которых осуществляется централизованный контроль в определенной зоне за местоположением и перемещением подвижных объектов в реальном масштабе времени одним или несколькими диспетчерами системы, которые находятся на стационарных оборудованных диспетчерских центрах; это могут быть системы оперативного контроля перемещения патрульных автомашин, контроля подвижных объектов, системы поиска погнанных автомашин;

системы дистанционного сопровождения, в которых проводится дистанционный контроль перемещения подвижного объекта с помощью специальной оборудованной автомашины или другого транспортного средства; чаще всего такие системы используются при сопровождении ценных грузов или контроле перемещения транспортных средств;

системы возобновления маршрута, решающие задания определения маршруту или мест пребывания транспортного средства в режиме обработки поста на основе полученных тем или иным способом данных; подобные системы применяются при контроле перемещения транспортных средств, а также с целью получения статистических данных о маршрутах.

Конкретные реализации AVL систем часто включают в свой состав технические средства, обеспечивающие несколько способов определения местоположения.

В зависимости от размера географической зоны, на которой действует AVL система, она может быть:

локальной, то есть рассчитанной на малый радиус действия, что характерный в основном для систем дистанционного сопровождения;

зональной, ограниченной, как правило, пределами населенного пункта, области, региона;

глобальной, для которой зона действия составляет территории нескольких держал, материк, территорию всего земного шара.

С точки зрения реализации функций местоопределения AVL системы характеризуются такими техническими параметрами как точность местоопределения и периодичность уточнения данных. Очевидно, что эти параметры зависят от зоны действия AVL системы. Чем меньше размер зоны действия, тем выше должна быть точность местоопределения. Да, для зональных систем, которые действуют на территории города, считается достаточной точностью местоопределения (называемая также зоной неопределенности положения) от 100 до 200 м. Некоторые специальные системы требует точность единиц метров, для глобальных систем бывает достаточно точности единиц километров.

Для зональных диспетчерских систем идеальной может считаться получение данных о местоположении подвижного объекта до одного раза в минуту. Системы дистанционного сопровождения требуют большей частоты обновления информации.

Методы определения местоположения, используемые в AVL системах, по классификации МККР можно разбить на три основных категории: методы приближения (какие в отечественной литературе также называются зоновыми методами), методы навигационного исчисления и методы определения местоположения, по радиочастоте.

Ниже рассмотрены особенности аппаратуры и систем местоопределения, которые реально могут использоваться в современных условиях.

Системы на базе методов приближения

С помощью достаточного большого количества дорожных указателей или контрольных пунктов (КП), точное местоположение которых известно в системе, на территории города создается сеть контрольных зон. Местоположение транспортного средства определяется по мере прохождения им КП. Индивидуальный код КП передается в бортовую аппаратуру, которая через подсистему передачи данных передает эту информацию, а также свой идентификационный код, в подсистему управления и обработки данных. Таким образом, реализуется метод прямого приближения. Однако на практике чаще используется инверсный метод приближения - выявление и идентификация транспортных средств осуществляется с помощью установленных на них активных, пассивных или полуактивных маломощных радиомаяков, передаточных на приемник КП свой индивидуальный код, или же с помощью оптической аппаратуры прочитывания и распознавания характерных признаков объекта, например, автомобильных номеров. Информация от КП дальше передается в подсистему управления и обработки данных.

Очевидно, для зоновых систем точность местоопределения и периодичность обновления данных непосредственно зависит от плотности расположения КП по территории действия системы. Методы приближения требуют развитой инфраструктуры связи для организации подсистемы передачи данных из большого числа КП в центр управления и контроля, а в случае использования оптических методов прочитывания требуют и сложной аппаратуры на КП, и потому является весьма дорогими при построении систем, которые охватывают большие территории. В то же время, инверсные методы приближения позволяют минимизировать объемы бортовой аппаратуры - радиомаяка, или совсем обойтись без устанавливаемой на автомашину аппаратуры. Основное применение данных систем - комплексное обеспечение охраны автомашин, обеспечения поиска автомашин, при угоне.

Методы местоопределения по радиочастоте.

Местоположение транспортного средства определяется путем измерения разницы расстояний транспортного средства от трех или более относительных позиций.

Данную группу методов можно условно разбить на две подгруппы: методы, которые реализовывают вычисление координат по результатам приема специальных радиосигналов на борту подвижного объекта (методы прямой или инверсной радионавигации), и методы, которые обобщенно названы в настоящей статье методами радиопеленгации, когда абсолютное или относительное местоположение подвижного объекта определяется при приеме излучаемого им радиосигнала сетью стационарных или мобильных приемных пунктов.

Методы радиопеленгации

С помощью распределенной по территории города сети пеленгаторов или с помощью мобильных средств пеленгации возможно отслеживание местоположения объектов, оборудованных радиопередатчиками–маяками.

Методы радионавигации

Реализуются на основе импульсно–фазових наземных навигационных систем (типу ЛОРАН-С“ - Чайка“) и спутниковых среднеорбитальних навигационных систем (СРНС) GPS NAVSTAR - ГЛОНАСС. Наилучшие точностние и эксплуатационные характеристики в настоящее время имеют спутниковые навигационные системы, в которых достигается точность местоопределения в стандартном режиме не хуже 50-100 м, а с применением специальных методов обработки информационных сигналов в режиме фазовых определений или дифференциальной навигации - к единицам метров.

Достоинством данных методов является глобальность местоопределения, что позволяет применять его практически на любых территориях и трассах любой протяжности, хорошая точность, возможность определить положение объекта прямо на карте местности, способность определить не только координаты, но и высоту, скорость и направление движения объекта, высокую степень совместимости, с автоматизированными системами обработки информации. Не случайно у подобных систем самая широкая область применения. Это системы диспетчеризации городского и специального транспорта, обеспечения безопасности транспорта и материальных ценностей, которые работают в реальном масштабе времени на территории города с десятками и сотнями подвижных объектов. Это системы контроля маршрутов транспорта, который осуществляет дальние междугородные и международные перевозки (с передачей информации о маршруте с помощью глобальных систем в режиме реального времени или с пассивным накоплением информации о маршруте с последующей обработкой).

Методы навигационного исчисления

Даны методы определения местоположения транспортных средств основаны на измерении параметров движения автомашины с помощью датчиков ускорений, угловых скоростей, в совокупности с датчиками пройденного пути и датчиками направления, и вычислении на основе этих данных текущего местоположения подвижного объекта относительно известной исходной точки. В целом данные методы могут использоваться в тех же системах, что и методы, основанные на радионавигации. Основное преимущество данных методов по сравнению с методами радионавигации - независимость от условий приема навигационных сигналов бортовой аппаратурой. Не секрет, что на территории современного города с плотной застройкой высокими зданиями могут встречаться участки, где затруднен прием сигналов от наземных и даже спутниковых навигационных систем. На таких участках бортовая навигационная аппаратура не в состоянии вычислить координаты подвижного объекта. Приемные антенны радионавигационных систем должны размещаться на автомашинах с учетом обеспечения наилучших условий приема навигационных сигналов. Это делает их уязвимыми для злоумышленников в случае применения для потребностей охраны автомашин или грузов, которые перевозятся ими. Существующие методы камуфляжа приемных антенн достаточно сложны и дороги.

Методы исчисления пути и инерциальной навигации свободны от этих недостатков, поскольку аппаратура полностью автономна и может быть интегрирована в конструктивные элементы автомашины с целью затруднения их выявления и защиты от преднамеренного вывода из строя. За недостатки методов навигационного исчисления можно считать необходимость коррекции накапливаемых ошибок измерения параметров движения, в целом достаточно большие габариты бортовой аппаратуры, отсутствие доступной малогабаритной элементной базы для создания бортовой аппаратуры (акселерометров, автономных счислителей пройденного пути, датчиков направления), сложность обработки параметров движения с целью вычисления координат в бортовом вычислителе. За наиболее перспективное направление применения подобных методов можно считать совместимое их использование с радионавигационными методами, что позволит компенсировать недостатки, свойственные как одному, так и другому методу.

Вывод

Даже короткий обзор методов и аппаратуры местоопределения позволяет сделать вывод, что не существует универсальной системы, способной удовлетворить все требования конечного пользователя. Задание создания эффективно работающих систем местоопределения оказывается намного шире выбора конкретного метода. Можно выделить следующие проблемы общесистемного плана, которые необходимо учитывать заказчикам и разработчикам подобных систем.

Большое значение имеет наличие на предполагаемой территории развертывания системы соответствующей инфраструктуры для создания подсистемы передачи данных. Да, наличие системы вычисления и широковещательной передачи информации, которая корректирует, для работы навигационной аппаратуры в дифференциальном режиме (аналогичной, например, радиомаячной системе Службы береговой охраны США) позволит значительно повысить точность местоопределения с использованием СРНС без значительного осложнения бортового оборудования. Наличие систем мобильной связи с сотовой и микро

Gps-навигация | от угона | ключи в замке | автозапуск | навигаторы