一种散射通信停车指导系统技术方案

本发明专利技术提供一种散射通信停车指导系统，涉及北斗测向和定位技术、云台控制技术、GIS平台和散射链路计算技术，解决现有散射通信停车指导系统需临时定位计算通信方向、手动定向和多次调整停车方位的问题。本系统包括北斗一代和二代双模终端、数据处理单元和天线控制单元，通过北斗二代测向天线获得散射通信车的经纬度和车体方向，北斗一代收天线获得对端站的经纬度信息，然后计算得到通信方向和停车方向，并通过天线控制单元调整天线角度。在开通散射通信时，数据处理单元可以辅助分析散射通信链路质量。本发明专利技术可以主动指导散射通信车的停车方位并根据车体方位调整天线指向，使天线方向符合通信要求，实现一次停车即符合通信方位要求的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种散射通信停车指导系统
本专利技术涉及北斗测向和定位技术、云台控制技术、GIS平台和散射链路计算
，尤其涉及一种散射通信停车指导系统，对机动性很强的车载散射通信系统具备很高的实用价值。
技术介绍
目前车载散射通信系统主要使用C频段并采用两面2.4米抛物面栅格天线作为两副散射通信天线进行空间分集。虽然提高了天线增益，但是散射通信波束角被限定在极窄(小于2度)范围；同时散射通信车顶同时部署两副散射通信天线，由于安装和体积因素，在天线方位角和俯仰角调整时受到极大限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种实现简单、操作快速的散射通信停车指导系统，从而解决散射通信开通困难、操作复杂、耗时长的问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种散射通信停车指导系统，包括第一散射天线1、第二散射天线2、第一北斗二代测向天线3、第二北斗二代测向天线4、北斗一代收天线5、北斗一代发天线6、天线控制单元7、北斗一代和二代双模终端8和数据处理单元9；北斗一代和二代双模终端8的输入端口1接收第一北斗二代测向天线3的输出端口1输出的本地站车头方位信息，北斗一代和二代双模终端8的输入端口2接收第二北斗二代测向天线4的输出端口1输出的本地站车尾方位信息，北斗一代和二代双模终端8的输入端口3接收北斗一代收天线5的输出端口1输出的对端站经纬度信息；北斗一代和二代双模终端8将接收的本地站车头方位信息和本地站车尾方位信息进行差分处理后由输出输入端口5输出本地站经纬度信息和车体方位信息至数据处理单元9的输出输入端口1；北斗一代和二代双模终端8将接收的对端站经纬度信息由输出输入端口6输出对端站经纬度信息至数据处理单元9的输出输入端口2；数据处理单元9利用接收的本地站经纬度信息、对端站的经纬度信息和本地站车体方位信息计算出本地站和对端站的通信方位角、天线俯仰角、天线水平角、转动速度、通信距离、第一遮挡点距离本站距离、第一遮挡点海拔高度、散射角、散射通信链路年平均传播可靠度和理想车体方位角，并以图形与文字的方式动态显示在计算机屏幕上；数据处理单元9的输出输入端口2输出本地站经纬度信息至北斗一代和二代双模终端8的输出输入端口6；数据处理单元9根据用户需求将格式控制信息通过输出输入端口1发送至北斗一代和二代双模终端8的输出输入端口5，北斗一代和二代双模终端8的输出端口4输出本地站经纬度信息至北斗一代发天线6的输入端口1；数据处理单元9由输出输入端口3将计算好的天线水平角、天线俯仰角和转动速度以协议帧格式输出至天线控制单元7的输出输入端口1；天线控制单元7解析出协议帧内包含的角度和转动速度数据后按照协议帧内规定的转动速度对第一散射天线1和第二散射天线2的天线水平角度和天线俯仰进行调整，从而实现对散射天线的自动调整；天线控制单元7的输出输入端口2接收第一散射天线1的输出输入端口1输出的多个传感器数据信息，天线控制单元7的输出输入端口3接收第二散射天线2的输出输入端口1输出的多个传感器数据信息，天线控制单元7将收到的传感器数据信息进行汇总分析后形成新的协议帧，随后天线控制单元7把新的协议帧由输出输入端口1输出至数据处理单元9输出输入端口3，从而实现天线状态的动态监视。其中，所述的第一北斗二代测向天线3和第二北斗二代测向天线4的连线平行于车体轴线方向，同时第一北斗二代测向天线3和第二北斗二代测向天线4的直线距离大于1.5米。其中，所述的天线控制单元7包含第一散射天线控制器10、第二散射天线控制器11、控制指令处理单元12和控制数据接口单元13；第一散射天线控制器10的数据输出输入端口2接收第一散射通信天线1的多个传感器状态信息，经过数据合法性判断和数据解析处理后由第一散射天线控制器10的输出输入端口1将数据信息输出至控制指令处理单元12的输出输入端口1；第二散射天线控制器11的输出输入端口2接收第二散射通信天线2的多个传感器状态信息，经过数据合法性判断和数据解析处理后由第二散射天线控制器11的输出输入端口1将数据信息输出至控制指令处理单元12的输出输入端口2；控制指令处理单元12将接收的两路数据信息完成解析和综合后由输出输入端口3输出至控制数据接口单元13的输出输入端口1，控制数据接口单元13将接收的状态信息完成帧合成、帧校验和透明处理后由输出输入端口2将新的协议帧输出至数据处理单元9的输出输入端口3；控制数据接口单元13输出输入端口2接收来自数据处理单元9输出输入端口3的协议帧，完成协议帧的校验和透明处理后由输出输入端口1输出至控制指令处理单元12的输出输入端口3；控制指令处理单元12对校验和透明处理后的协议帧完成数据解析后，根据控制信息内包含的地址将控制信息由输出输入端口1输出至第一散射天线控制器10的输出输入端口1或由输出输入端口2输出至第二散射天线控制器11的输出输入端口1；第一散射天线控制器10将接收的控制信息由输出输入端口2输出至第一散射通信天线1的输入端口1；第二散射天线控制器11将接收的控制信息由输出输入端口2输出至第二散射通信天线2的输入端口1。其中，所述的第一散射天线控制器10和第二散射天线控制器11的结构完全相同。其中，所述的数据处理单元9包含通信设备监控模块14、通信方位角计算模块15、散射链路分析模块16和多串行通信接口卡17；其中，通信设备监控模块14通过多串行通信接口卡17进行接口转换完成对天线控制单元7的状态查询和设置，完成与北斗一代和二代双模终端8的数据交互；通信设备监控模块14与通信方位角计算模块15进行本地站和对端站的经纬度信息的数据交互；通信设备监控模块14与散射链路分析模块16进行包括收发频率、功率等级、传输速率以及本地站和对端站的经纬度信息的数据交互；通信方位角计算模块15获取本地通信站和对端通信站的经纬度信息并自动计算本地通信站和对端通信站的通信方位角；散射链路分析模块16结合地理信息系统和散射链路通信质量模型完成通信链路的分析和计算。其中，所述的通信设备监控模块14对天线控制单元7的设置包括：散射通信设备的收发频率、功率等级、工作模式、传输速率、射频资环、中频资环、系带资环、数据接口、天线水平角度、俯仰角度和转动速率。其中，所述的多串行通信接口卡17集成在加固型车载计算机机箱内，可以扩展出多个串口，支持RS-232，RS-485，RS-422方式。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1)本专利技术所采用的北斗一代和二代双模终端配置有四个天线，分别为北斗一代收天线、北斗一代发天线和两个北斗二代测向天线，北斗二代测向天线安装于车体方舱两端，间隔距离大于1.5米；通过北斗一代和二代双模终端配合散射通信链路分析以及通信方位角计算单元，为散射通信开通前提供了充分的理论依据，帮助操作员进行必要的调整。2)本专利技术所采用的数据处理单元提供的散射通信链路分析借鉴China-Zhang方法进行计算，该算法成熟可靠，散射通信质量估计值较准确；3)本专利技术结构简单，采用的设备体积小，功耗低，部署方便。附图说明图1是本专利技术的电原理方框图；图2是本专利技术天线控制单元的电原理方框图；图3是本专利技术数据处理单元组成原理方框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术的一种散射通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散射通信停车指导系统，包括第一散射天线(1)和第二散射天线(2)，其特征在于：还包括第一北斗二代测向天线(3)、第二北斗二代测向天线(4)、北斗一代收天线(5)、北斗一代发天线(6)、天线控制单元(7)、北斗一代和二代双模终端(8)和数据处理单元(9)；北斗一代和二代双模终端(8)的输入端口1接收第一北斗二代测向天线(3)的输出端口1输出的本地站车头方位信息，北斗一代和二代双模终端(8)的输入端口2接收第二北斗二代测向天线(4)的输出端口1输出的本地站车尾方位信息，北斗一代和二代双模终端(8)的输入端口3接收北斗一代收天线(5)的输出端口1输出的对端站经纬度信息；北斗一代和二代双模终端(8)将接收的本地站车头方位信息和本地站车尾方位信息进行差分处理后由输出输入端口5输出本地站经纬度信息和车体方位信息至数据处理单元(9)的输入输出端口1；北斗一代和二代双模终端(8)将接收的对端站经纬度信息由输出输入端口6输出对端站经纬度信息至数据处理单元(9)的输入输出端口2；数据处理单元(9)利用接收的本地站经纬度信息、对端站的经纬度信息和本地站车体方位信息计算出本地站和对端站的通信方位角、天线俯仰角、天线水平角、转动速度、通信距离、第一遮挡点距离本站距离、第一遮挡点海拔高度、散射角、散射通信链路年平均传播可靠度和理想车体方位角，并以图形与文字的方式动态显示在计算机屏幕上；数据处理单元(9)的输出输入端口2输出本地站经纬度信息至北斗一代和二代双模终端(8)的输入输出端口6；数据处理单元(9)根据用户需求将格式控制信息通过输出输入端口1发送至北斗一代和二代双模终端(8)的输入输出端口5，北斗一代和二代双模终端(8)的输出端口4输出本地站经纬度信息至北斗一代发天线(6)的输入端口1；数据处理单元(9)由输入输出端口3将计算好的天线水平角、天线俯仰角和转动速度以协议帧格式输出至天线控制单元(7)的输入输出端口1；天线控制单元(7)解析出协议帧内包含的角度和转动速度数据后按照协议帧内规定的转动速度对第一散射天线(1)和第二散射天线(2)的天线水平角度和天线俯仰进行调整，从而实现对散射天线的自动调整；天线控制单元(7)的输入输出端口2和输入输出端口3分别一一对应接收第一散射天线(1)的输出输入端口1和第二散射天线(2)的输出输入端口1输出的多个传感器数据信息，汇总分析后形成新的协议帧，随后天线控制单元(7)把新的协议帧由输入输出端口1输出至数据处理单元(9)输入输出端口3，从而实现天线状态的动态监视。...

【技术特征摘要】
1.一种散射通信停车指导系统，包括第一散射天线(1)和第二散射天线(2)，其特征在于：还包括第一北斗二代测向天线(3)、第二北斗二代测向天线(4)、北斗一代收天线(5)、北斗一代发天线(6)、天线控制单元(7)、北斗一代和二代双模终端(8)和数据处理单元(9)；北斗一代和二代双模终端(8)的输入端口1接收第一北斗二代测向天线(3)的输出端口1输出的本地站车头方位信息，北斗一代和二代双模终端(8)的输入端口2接收第二北斗二代测向天线(4)的输出端口1输出的本地站车尾方位信息，北斗一代和二代双模终端(8)的输入端口3接收北斗一代收天线(5)的输出端口1输出的对端站经纬度信息；北斗一代和二代双模终端(8)将接收的本地站车头方位信息和本地站车尾方位信息进行差分处理后由输出输入端口5输出本地站经纬度信息和车体方位信息至数据处理单元(9)的输出输入端口1；北斗一代和二代双模终端(8)将接收的对端站经纬度信息由输出输入端口6输出对端站经纬度信息至数据处理单元(9)的输出输入端口2；数据处理单元(9)利用接收的本地站经纬度信息、对端站的经纬度信息和本地站车体方位信息计算出本地站和对端站的通信方位角、天线俯仰角、天线水平角、转动速度、通信距离、第一遮挡点距离本站距离、第一遮挡点海拔高度、散射角、散射通信链路年平均传播可靠度和理想车体方位角，并以图形与文字的方式动态显示在计算机屏幕上；数据处理单元(9)的输出输入端口2输出本地站经纬度信息至北斗一代和二代双模终端(8)的输出输入端口6；数据处理单元(9)根据用户需求将格式控制信息通过输出输入端口1发送至北斗一代和二代双模终端(8)的输出输入端口5，北斗一代和二代双模终端(8)的输出端口4输出本地站经纬度信息至北斗一代发天线(6)的输入端口1；数据处理单元(9)由输出输入端口3将计算好的天线水平角、天线俯仰角和转动速度以协议帧格式输出至天线控制单元(7)的输出输入端口1；天线控制单元(7)解析出协议帧内包含的角度和转动速度数据后按照协议帧内规定的转动速度对第一散射天线(1)和第二散射天线(2)的天线水平角度和天线俯仰进行调整，从而实现对散射天线的自动调整；天线控制单元(7)的输出输入端口2接收第一散射天线(1)的输出输入端口1输出的多个传感器数据信息，天线控制单元(7)的输出输入端口3接收第二散射天线(2)的输出输入端口1输出的多个传感器数据信息，天线控制单元(7)将收到的传感器数据信息进行汇总分析后形成新的协议帧，随后天线控制单元(7)把新的协议帧由输出输入端口1输出至数据处理单元(9)输出输入端口3，从而实现天线状态的动态监视。2.根据权利要求1所述的一种散射通信停车指导系统，其特征在于：所述的第一北斗二代测向天线(3)和第二北斗二代测向天线(4)的连线平行于车体轴线方向，同时第一北斗二代测向天线(3)和第二北斗二代测向天线(4)的直线距离大于1.5米。3.根据权利要求1所述的一种散射通信停车指导系统，其特征在于：所述的天线控制单元(7)包含第一散射天线控制器(10)、第二散射天线控制器(11)、控制指令处理单元(12)和控制数据接口单元(13)；第一散射天线控制器(10)的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭兆华，孟松，李亚星，张媛媛，郭惠坤，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13