[0043]位置监测终端的电源模块用于给终端各部分供电，终端要求输入为12±2V的直流电。电源模块将12V直流电变换为5V和1V的稳压电，其中5V提供给GPS定位模块，卫星通信模块的发射基带处理器和终端控制模块，1V提供给卫星通信模块的上变频器和功率放大器模块。控制模块可以控制电源模块上的开关管给卫星通信模块加电和断电。
[0044]通信卫星用于转发位置监测终端发往位置监测中心站的卫星链路信号。卫星为地球同步轨道通信卫星，使用亚太I号卫星，该卫星上有24个C波段的转发器，带宽范围为:接收5885至6425MHz，发射3620至4200MHz。本发明使用其中的IA转发器，中心频率为5885MHz，带宽为72MHz，该转发器接收垂直极化信号，转发水平极化信号。亚太I号卫星覆盖范围为北亚及东南亚。
[0045]位置监测中心站用于接收通信卫星转发的信号，解调出信号中的位置信息，并对其中各终端的位置信息进行管理。位置监测中心站由大口径抛物面天线，低噪声放大器，卫星信号下变频器，卫星通信接收基带处理器和数据处理计算机组成，如图4所示。
[0046]位置监测中心站使用16m 口径的大口径抛物面天线接收卫星的下行转发的信号。低噪声放大器接在大口径抛物面天线端，对接收到的信号进行放大。下变频器与低噪声放大器间通过电缆连接，下变频器将C波段卫星信号下变频为基带信号。接收基带对此基带信号进行采样，解扩，解调和解码，提取出监测终端的位置和时间信息，并将终端位置信息通过串口传送给数据处理计算机。数据处理计算机对此位置监测终端数据信息进行存储和管理。
[0047]16m 口径的大口径抛物面天线对6GHz频率信号的增益大约为58dB。因为位置监测终端发射的信号不强，经卫星转发后到达地面十分微弱，需要使用高增益天线来提高信号的信噪比。
[0048]下变频器将亚太I号卫星的IA转发器的发射的下行3660MHz频率信号下变频到中频70MHz，并把中频信号衰减到卫星通信接收基带处理器需要的信号电平范围。
[0049]卫星通信接收基带处理器对卫星信号进行捕获，跟踪，解调和解码。卫星通信接收基带处理器捕获到位置监测终端发射的信息后，对此信号保持跟踪，解调出信息，对信息进行解信道编码，并按一定格式将解出的终端位置信息数据通过串口输出给数据处理计算机。接收基带使用专用扩频接收基带处理芯片实现，一个卫星通信接收基带处理器芯片能同时处理12路终端数据。
[0050]数据处理计算机对卫星通信接收基带处理器发送过来的终端位置信息进行存储，并通过网络或卫星通信的方式传送给需要实时数据的用户。
[0051]位置监测终端的安装方便，可以安装在亚太I号卫星信号覆盖区域内，终端可固定在固定位置，也可以安装在移动物体上。需给位置监测终端提供12±2V的直流电，启动卫星通信模块时最大功率不超过60W，未启动卫星通信模块时功率不超过10W。
[0052]位置监测终端通过码分多址，在一个卫星转发器带宽上的频分多址，以及终端间使用时分多址的方式，本发明系统可以容纳大量位置监测终端，例如:给每个位置监测终端都分配一组扩频码，使用不同码的终端可以同时向位置监测中心站发送数据，相互不干扰。使用11阶Gold码生成器，可以产生2048组的扩频码。亚太I号上的IA转发器为72MHz带宽，若每个终端占用4MHz带宽，采用频分多址的方法可以在18个频点上同时传输18个终端的数据，相互间不干扰；若使用的频率和码相同，可以对终端间使用错开时间进行传输的方法。
[0053]位置监测终端在采用扩频码来区分的同时，也在信号中加入终端的编号来进行区分。
[0054]如图4所示的第二种实施方式，在实施例的位置监测终端上安装多个探测器，还可以传输其他探测数据，实现对所处位置的某些参数进行监测，例如可以安装5个探测器，包括测量温度探测器，空气湿度探测器，气压探测器，气象参数探测器和地质参数的探测器，该探测器用于测量终端所处位置的温度，空气湿度，气压，气象参数和地质参数；并通过一定接口，本实施例使用串口，也可以采用网口或USB 口，该串口与终端控制模块连接；终端控制板采集这些探测器的数据，对探测数据进行组帧，通过卫星通信模块发送到监测中心站，实现监测中心站对终端数据的实时监测。
[0055]系统的其他部分实现方式与第一实施例相同。
[0056]位置监测终端可以安装在移动物体上，实现对移动物体位置监测。但移动物体需给位置监测终端供电。使用的通信发射天线是全向天线，移动物体需工作在对卫星信号没有遮挡的环境下。
[0057]使用多个卫星转发器，在中心站安装多路下变频和卫星通信接收基带处理器，可以实现大量位置监测终端的实时位置监测和探测数据传输。
[0058]以上仅为本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可进行若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于通信卫星的实时方位探测系统，其特征在于，包括至少一个位置监测终端、位置监测中心站和通信链路和通信卫星；所述的通信链路为卫星链路；所述的位置监测终端将位置信息通过所述的卫星链路实时的发送到所述的位置监测中心站，所述的位置监测中心站对收到的位置信息进行管理。2.根据权利要求1所述的一种基于通信卫星的实时方位探测系统，其特征在于:所述的位置监测终端包括: GNSS定位模块，用来获取自身的位置和时间信息； 卫星通信模块，用来实现与位置监测中心站之间进行卫星链路数据传输； 控制模块，管理位置监测终端的编号和工作流程； 电源模块，给位置监测终端的各个模块供电。3.根据权利要求2所述的一种基于通信卫星的实时方位探测系统，其特征在于:所述的GNSS模块利用GPS、GALILEO、GL0NASS或BEIDOU系统中的一种进行定位，或是使用区域性定位系统进行定位；或使用所述的GNSS模块利用GPS、GALILEO、GL0NASS或BEIDOU系统与使用区域性定位系统中的几种进行组合定位。4.根据权利要求1所述的一种基于通信卫星的实时方位探测系统，其特征在于:所述的位置监测中心站包括大口径抛物面天线，低噪声放大器，卫星信号下变频器，卫星通信接收基带处理器和数据处理计算机；其中，所述的低噪声放大器连接着大口径抛物面天线端电连接、卫星信号下变频器、卫星通信接收基带处理器和数据处理计算机； 所述的大口径抛物面天线对准通信卫星接收卫星信号，并传输给低噪声放大器； 所述的低噪声放大器对收到的卫星信号放大； 所述的卫星信号下变频器将低噪声放大器放大后的卫星信号下变频为中频信号； 所述的卫星通信接收基带处理器对所述的中频信号进行信号解调，并将解出的信息传给所述的数据处理计算机； 所述的数据处理计算机对位置信息进行处理，存储或发给特定用户。5.根据权利要求1所述的一种基于通信卫星的实时方位探测系统，其特征在于:还包括N个探测器，其中，N为正整数；所述的探测器通过接口与所述的位置监测终端的终端控制模块连接。6.根据权利要求1所述的一种基于通信卫星的实时方位探测系统，其特征在于:所述的探测器为温度探测模块、空气湿度探测模块、气压探测模块、气象参数探测模块和/或地质参数探测模块。7.根据权利要求1所述的一种基于通信卫星的实时方位探测系统，其特征在于:所述的控制模块的管理位置监测终端的工作流程为从GNSS模块获取位置时间信息，定时启动卫星通信模块发送该位置时间信息。8.根据权利要求1所述的一种基于通信卫星的实时方位探测系统，其特征在于:所述的卫星通信模块由发射基带处理器，上变频器、功率放大器和通信发射天线组成；其中，所述的发射基带处理器与所述的上变频器、所述的功率放大器和所述的通信发射天线通过信号线电连接。9.根据权利要求1所述的一种基于通信卫星的实时方位探测系统，其特征在于:所述的控制模块的管理位置监测终端的工作流程为从GNSS模块获取位置时间信息，定时启动卫星通信模块发送该位置时间信息。10.根据权利要求1所述的一种基于通信卫星的实时方位探测系统，其特征在于:所述的通信卫星为同步轨道通信卫星，所述的同步轨道通信卫星通信使用扩频通信技术和BPSK调制的方式；对一个通信卫星转发器带宽资源采用频分多址，码分多址，时分多址的方法实现多个位置监测终端的位置信息实时传输。
【专利摘要】本发明涉及一种基于通信卫星的实时方位探测系统，包括至少一个位置监测终端、位置监测中心站和通信链路和通信卫星；所述的通信链路为卫星链路；所述的位置监测终端将位置信息通过所述的卫星链路实时的发送到所述的位置监测中心站，所述的位置监测中心站对收到的位置信息进行管理。本发明提供的基于通信卫星的实时方位探测系统，使用了卫星定位和卫星通信的功能，位置终端可以分布在有卫星信号覆盖的任何地区，可以容纳多个用户，可以同时对多个位置监测终端的位置进行实时位置信息和科研探测数据的传输。除了位置信息，也可以传输位置监测终端的终端状态信息和其他传感器探测数据。
【IPC分类】G01S19/42, G08C17/02, G01S19/37
【公开号】CN104931988
【申请号】CN201510357018
【发明人】殷强
【申请人】武汉纽司南信息科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月25日