基于GPS/北斗的野外人员定位系统及终端和监控系统的制作方法

本实用新型涉及导航定位技术领域，尤其涉及一种基于GPS/北斗的野外人员定位系统及终端和监控系统。

背景技术：

户外探险旅游是指以自然环境为场地的，带有探险性质或体验探险性质的体育活动，主要有滑翔、野外生存、热气球、野外活动、跳伞、丛林穿越、登山、攀岩、露营、泅渡等，正日益受到人们的欢迎。但由于户外探险旅游由于自身的特殊性，伴随的危险性如影随形。由于种种原因，我国户外探险旅游近几年来发生了很多令人惋惜的事故。根据中国登山协会的统计，2003年户外探险旅游死亡人数为4人，2004年为12人，2005年为15 人，2006年26人，2007年为29人，2008年为20人，2009年为24人……安全事故的频发是我国户外探险旅游的一大软肋。一方面较偏远的户外大多没有手机信号，游客也不熟悉周边环境，另一方面GPS信号容易受建筑物、树木等因素的影响而大幅衰减，因此一旦出现问题，游客无法进行有效的求救，即使和外界建立联系，也难以报告准确的位置有关部门也无法组织及时有效的救援工作，导致游客的生命安全受到威胁。

目前对户外探险者的定位主要表现在事故发生后，通过管理部门以地面式人力搜索和通用航空人眼观察、航拍等方式进行定位，还没有较完备的户外探险者自主实时定位系统。因此，需要提供一种解决方案，该方案能够在没有手机信号的情况下，在户外旅游探险者遇险求救时进行定位，并将定位的探险者的位置信息发送到营救中心。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够在没有手机信号的情况下，在户外旅游探险者遇险求救时进行定位，并将定位的探险者的位置信息发送到营救中心的解决方案。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种基于GPS/北斗的定位导航终端，其用于野外人员的定位，该定位导航终端包括壳体和设置在壳体内部的电路基板，所述电路基板上设置有GPS定位模块、北斗定位模块、GPS/北斗数据融合器和导航电路，其中，所述GPS定位模块与所述GPS/北斗数据融合器连接，所述北斗定位模块与所述 GPS/北斗数据融合器连接，所述导航电路与所述GPS/北斗数据融合器连接。

优选地，还包括与所述导航电路连接的信号发射器。

优选地，还包括与所述导航电路连接的触控屏。

优选地，所述定位导航终端为手持式设备。

优选地，所述壳体包括：覆盖所述触控屏除显示部分外的边框的框体；与所述框体连接的手柄，所述手柄朝向所述触控屏的背面倾斜延伸。

优选地，所述手柄的表面设置有电源开关按钮。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种基于GPS/北斗的定位导航监控系统，该导航监控系统包括与如上所述的定位导航终端通信连接的北斗卫星一体机设备、集成有数据存储器、数据交换器和数据监控器的数据处理设备，以及包含显示器和输入终端的导航监控设备，其中，所述卫星一体机设备与所述数据处理设备连接，所述数据处理设备与导航监控设备连接。

优选地，所述北斗卫星一体机设备为北斗处理芯片与天线合为一体的设备。

优选地，所述导航监控设备包含显示器和与之连接的输入终端，所述输入终端包括键盘和鼠标。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种基于GPS/北斗的野外人员定位系统，该野外人员定位系统包括如上所述的定位导航终端和如上所述的定位导航监控系统，所述定位导航终端与所述定位导航监控系统通信连接。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本实用新型的终端适用人群为户外旅游探险者，该终端基于GPS或北斗设备进行定位，在没有手机信号的情况下，如果野外人员遇险求救，能够将该人员的位置信息发送到导航监控系统，通过导航监控系统向营地中心或者救援机构求救。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型的技术方案而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1是根据本实用新型实施例的基于GPS/北斗的野外人员定位系统的系统组成示意图。

图2是根据本实用新型实施例的用于野外人员定位的定位导航终端T的电路结构框图。

图3是根据本实用新型实施例的用于野外人员定位的定位导航终端的第一角度显示的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的用于野外人员定位的定位导航终端的第二角度显示的结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例的用于野外人员定位的定位导航监控系统的电路结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型适用人群为户外旅游探险者、野外技术人员，该终端设备基于GPS或者北斗设备进行定位，在没有手机信号的情况下，如果遇险求救，能够使用设备将个人位置信息发送到营地中心基站，通过基站向营地中心或者救援机构求救。

图1是根据本实用新型实施例的基于GPS/北斗的野外人员定位系统的系统组成示意图。如图1所示，该定位系统主要包括：野外探险者携带的基于GPS/北斗的定位导航终端T和定位导航监控系统。

图2是根据本实用新型实施例的用于野外人员定位的定位导航终端T的电路结构框图。下面参考图2来说明该定位导航终端T。如图2所示，该定位导航终端T包括壳体 10和设置在壳体10内部的电路基板(未图示)，该电路基板上设置有GPS定位模块21、北斗定位模块22、GPS/北斗数据融合器23和导航电路24，其中，GPS定位模块21与 GPS/北斗数据融合器23连接，北斗定位模块22与GPS/北斗数据融合器23连接，导航电路24与GPS/北斗数据融合器23连接。

具体来说，如图2所示，GPS/北斗数据融合器23包括导航电路接口A、北斗定位模块接口B和GPS定位模块接口C，GPS/北斗数据融合器23通过这些接口分别与导航电路24、北斗定位模块22和GPS定位模块21连接。

下面说明在定位导航终端T工作的过程中各个设备具体的处理流程。

GPS定位模块21通过GPS定位获取终端T的定位数据、星历、伪距等信息。北斗定位模块22通过北斗定位获取终端T的定位数据、星历、伪距等信息。GPS/北斗数据融合器23将GPS定位模块21和北斗定位模块22获取的观测数据进行格式、坐标、伪距等一系列的数据融合得到终端较准确的位置信息，具体地，GPS/北斗数据融合器23分析 GPS定位数据是否有效：若有效，则使用GPS定位数据转换得到位置信息；若无效，则使用北斗定位数据来得到位置信息；在GPS定位数据和北斗定位数据均无效时，GPS/北斗数据融合器23结合GPS定位模块21和北斗定位模块22获取的星历信息、伪距，利用 GPS/北斗双模定位方法来获得目标的位置信息。导航电路24根据位置信息进行定位导航。导航电路24可以采用现有STM32F103型号的芯片，具体定位导航的方式与现有技术无较大差别。GPS定位模块21可以选用ublox NEO-6M-001型号的芯片，在室外卫星信号较好的情况下，可以控制在2米以内，定位精度较高。北斗定位模块22的芯片型号选择可以根据需要任意确定。

另外，本终端T还包括与导航电路24连接的信号发射器25，该信号发射器25与营地监控系统的北斗卫星一体机(后面描述)进行短报文通信，在导航电路24的控制下可以将位置信息和/或报警信息发送到监控系统的北斗卫星一体机。需要说明的是，该信号发射器25除了可以单独设置以外，为了节省电路构架空间，还可以与北斗定位模块22 一体结合。

而且，如图2所示，终端T还包括与导航电路24连接的触控屏26，通过该触控屏 26可以输入用户信息和显示终端位置信息。

在一个例子中，该定位导航终端T优选为手持式设备。图3和图4表示以不同角度显示的定位导航终端的结构示意图，如图3和4所示，其中的壳体10包括：覆盖触控屏 26除显示部分外的边框的框体11，以及与框体11连接的手柄12，且该手柄12朝向触控屏26的背面倾斜延伸(参见图4)，这样的设置考虑了人体结构，方便用户在野外行走或作业时能够更好地使用终端T，且能够较好地看到触控屏26上显示的内容。而且，考虑到设备的耐用性，优选将手柄12和框体11一体形成。另外，在手柄12的表面设置有电源开关按钮121，方便用户开关机器。当然在框体11的表面设置电源开关按钮121也是可行的。

图5是根据本实用新型实施例的用于野外人员定位的定位导航监控系统50的电路结构示意图，该定位导航监控系统50具有人员实时定位、数据通信、路径查询与紧急报警等功能。如图5所示，该导航监控系统50主要包括与定位导航终端T通信的北斗卫星一体机设备51、集成有数据存储器521、数据交换器522和数据监控器523的数据处理设备 52，以及导航监控设备53，其中，卫星一体机设备51与数据处理设备52连接，数据处理设备52与导航监控设备53连接。

北斗卫星一体机设备51是将北斗处理芯片与天线合为一体的设备，可获取终端T的信号发射器25发送来的短报文信息(包括位置信息和报警信息)，在存在多个终端时，北斗卫星一体机设备51向各个终端发送位置共享信息。

数据处理设备52作为整个系统的核心部件。其中，数据存储器521存储电子地图信息、终端身份信息及使用状态、终端携带者的身份信息和实时传输的位置信息、报警位置信息。数据交换器522接收北斗卫星一体机设备51收到的位置信息和/或报警信息，将信息存储在数据存储器521中，并转发该信息到导航监控设备53；数据交换器522还接收导航监控设备53发送的报警位置共享请求，并转发至北斗卫星一体机设备51，从而通过北斗卫星一体机设备51向各个手持终端T发送短报文信息共享报警位置信息；数据交换器522还接收导航监控设备53录入终端T的使用状态信息及终端T携带者身份信息(户外旅游探险者或野外技术人员在出行前申领手持终端设备T，并登记终端T型号、使用状态及携带者身份信息且写入数据存储器521中，在安全返回后，将该终端T归还后更改数据存储器521的该设备的使用状态，从而使终端T可以重复利用)并存储在数据存储器521中。数据监控器521实时监测数据处理设备52各结构的参数，保证整个设备的正常运行。

导航监控设备53配置有通用的显示器和与之连接的输入终端，输入终端例如可以是键盘、鼠标等外接终端设备，通过B/S系统架构设计，与数据处理设备52进行通信，导航监控设备53可显示电子地图、携带手持终端设备T个体的行动轨迹、实时位置信息、报警信息，显示每个携带手持终端T个体的身份信息。导航监控设备53还可通过显示器及输入终端外设录入终端T信息及终端T携带者的身份信息。导航监控设备53可以通过模式切换将以上显示信息同时在地图上显示，也可以只显示其中的一项或几项。此外，在有位置发送报警信息时，可通过导航监控设备53向数据处理设备52发送报警位置共享请求。

根据本实施例，野外探险者或者野外技术人员配备定位导航终端T后，可查看自己的当前位置，进行定位和导航，并且可以接收来自监控系统的信息。一旦发生紧急情况，野外人员可通过定位导航终端T向定位导航监控系统50发出报警信息。

营地监控人员通过定位终端T返回定位导航监控系统50的信息，可以了解人员的位置信息和行走路线等，一旦发生紧急情况，营地监控人员可以根据各野外工作人员所在位置，进行规划抢救，安排人员最快赶赴现场，确保了野外人员的生命安危。当同时存在多个野外探险人员或者技术人员时，定位导航监控系统可以将人员的位置共享发送给其他终端设备，在终端上可以显示出其他人员的定位信息。一旦发生危险，受困者的求救信息及位置信息可以经定位导航监控系统发送给其他终端设备，达到快速互救的目的。

综上所述，本实用新型实施例通过将GPS和北斗定位导航系统结合在一起使用，不仅可以充分发挥GPS定位导航的优势，增加定位精度，而且发挥北斗的用户终端和定位导航监控系统的通信功能，有助于实现野外人员的定位导航、通讯指挥等功能，同时为各种突发事件提供安全、可靠、便捷的通讯保障服务。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。