隧道衛(wèi)星導(dǎo)航定位授時解決方案

隧道GPS/北斗衛(wèi)星信號覆蓋定位方案

一、項目背景及具體需求

隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其應(yīng)用的發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)成為重要的、不可或缺的空間基礎(chǔ)設(shè)施，其應(yīng)用已經(jīng)滲透到幾乎所有領(lǐng)域，成為國防能力的倍增器，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的助推器，在保障國家安全與促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。

然而，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)固有的局限性使衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)存在著明確的能力不足與缺口，使衛(wèi)星導(dǎo)航用戶不能在任何時間、任何地點、任何環(huán)境下使用衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)，使依賴衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)的國家基礎(chǔ)設(shè)施的安全、高效、穩(wěn)定運行面臨嚴(yán)重威脅。如在室內(nèi)、地下、隧道、水下、高山或城市峽谷等環(huán)境，微弱的衛(wèi)星導(dǎo)航信號不足以穿透各種物理遮蔽物，導(dǎo)航終端用戶無法使用衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)，成為“空白區(qū)域”。

在交通領(lǐng)域中，交通產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展帶來的安全問題日益凸顯，緊急救援、應(yīng)急指揮等空間信息服務(wù)需求迫切。隧道類環(huán)境既不能實時導(dǎo)航、也不能監(jiān)控定位，還屬于救援盲區(qū)，容易造成救援延遲，錯失救援的最佳時機(jī)，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

另外，其余需通行用戶因無法提前預(yù)知隧道內(nèi)通行是否通暢而不能提前做出避開隧道繞行的合理線路，造成盲目堵塞隧道交通甚至發(fā)生二次事故等問題。

目前基于衛(wèi)星通信的導(dǎo)航技術(shù)主要有常規(guī)偽衛(wèi)星增強(qiáng)技術(shù)、室內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)以及導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)等，但基本是采用“偽衛(wèi)星系統(tǒng)+專用車載終端”的方式，但是這一方式需對各終端進(jìn)行改造，成本較高；導(dǎo)航衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)則存在工程實施難度大、信號位置不連續(xù)等問題，不適合實現(xiàn)整個隧道的覆蓋， 在應(yīng)用上主要偏向于5G基站的授時。

面對這樣的需求：給隧道內(nèi)的車輛或手機(jī)提供相對連續(xù)的位置信號，北斗眾成提供了一種室內(nèi)環(huán)境下衛(wèi)星導(dǎo)航定位增強(qiáng)系統(tǒng)方案：通過即時接收室外區(qū)域的衛(wèi)星導(dǎo)航信號或互聯(lián)網(wǎng)獲取基準(zhǔn)信號，并在室內(nèi)實時生成和播發(fā)與室外區(qū)域真實衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號相同步的導(dǎo)航信號，解決了在不對導(dǎo)航終端進(jìn)行任何改動下，實現(xiàn)室內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航定位問題。本系統(tǒng)具有支持 GNSS 多星座、建設(shè)難度小、成本低、通用化等優(yōu)點，目前在隧道內(nèi)應(yīng)用上已取得初步成效。

二、系統(tǒng)功能

隧道覆蓋增強(qiáng)系統(tǒng)基于衛(wèi)星信號實時再生技術(shù)，通過在隧道頂部或者側(cè)壁掛載微型衛(wèi)星增強(qiáng)基站，在不改變終端任何硬件的條件下， 實現(xiàn)通用接收終端（常規(guī)機(jī)動車輛車載終端、無人平臺車載終端、手機(jī)、PAD 等）隧道內(nèi)外無縫定位，為監(jiān)控后臺、導(dǎo)航地圖、救援服務(wù)等應(yīng)用提供天地一體統(tǒng)一基準(zhǔn)的位置、時間信息，有力支撐智能交通、智慧城市的精細(xì)化管理。

1）該定位系統(tǒng)可以對隧道內(nèi)通行的危險品車輛、養(yǎng)護(hù)施工車輛及其他需要定位的設(shè)備進(jìn)行定位，彌補(bǔ)現(xiàn)有監(jiān)控、報警系統(tǒng)在事故預(yù)警與救援時的不足；

2）該定位系統(tǒng)可通過對持有終端的施工人員、救援人員定位跟蹤實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理與調(diào)集，通過實時把控施工現(xiàn)場人員的分布狀況及其運行軌跡，以便于更加合理地進(jìn)行調(diào)度管理、安全監(jiān)管，尤其當(dāng)事故發(fā)生后，能讓救援力量迅速定位被困人員的位置，及時地做出正確的救援決策，提升救援效率，減少人員傷亡率。

3）另外該系統(tǒng)對車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通領(lǐng)域的推廣、隧道智能交通的發(fā)展、車路協(xié)同等領(lǐng)域也有一定的促進(jìn)作用。

此外，該系統(tǒng)具有良好的復(fù)制性，可直接應(yīng)用于機(jī)場、地下車場、商圈等典型室內(nèi)環(huán)境。

北斗眾成的光纖GPS/北斗室內(nèi)覆蓋定位系統(tǒng)有效的解決了隧道信號覆蓋的問題，該系統(tǒng)是一套由發(fā)送單元和接收單元組成設(shè)備，系統(tǒng)采用智能分路系統(tǒng)，把GPS有源天線的受時信號進(jìn)行放大分配給多個天線。實現(xiàn)遠(yuǎn)端光纖傳輸，遠(yuǎn)端主機(jī)系統(tǒng)把接收到的GNSS天線進(jìn)行放大，經(jīng)過光模塊將電信號轉(zhuǎn)化為光信號后，通過光纖鏈路傳輸?shù)浇酥鳈C(jī)系統(tǒng)，遠(yuǎn)近端主機(jī)系統(tǒng)都可以將信號放大給室內(nèi)天線，通過室內(nèi)天線即可實現(xiàn)隧道的超遠(yuǎn)距離的信號傳輸與GPS覆蓋。從而實現(xiàn)隧道內(nèi)的GPS/北斗定位（模糊定位，一個點的定位），同時可以實現(xiàn)隧道內(nèi)GPS/北斗的衛(wèi)星授時，為4G,5G基站提供衛(wèi)星授時信號。

該系統(tǒng)能實現(xiàn)集群通信信號、常規(guī)通信信號覆蓋的具體解決方案，可以改善移動通信的信號覆蓋狀況，增大覆蓋區(qū)域提高通信質(zhì)量。一臺主機(jī)可連接多個室內(nèi)天線，可實現(xiàn)覆蓋范圍更大的的星形組網(wǎng)方式，適用于狹長的隧道覆蓋或者室內(nèi)的信號覆蓋。隧道的覆蓋組網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要是由隧道的長短決定，對于特長的隧道可以用一個遠(yuǎn)端主機(jī)帶多個近端主機(jī)的方式來實現(xiàn)覆蓋，可不受隧道距離的限制，進(jìn)行超長距離的信號覆蓋。

1. 系統(tǒng)特點

產(chǎn)品性能

雙路天線，自動和手動切換功能；

遠(yuǎn)程光信號發(fā)送系統(tǒng)；

多級光傳輸，實現(xiàn)長達(dá)100公里的隧道GPS北斗信號覆蓋

低噪聲；

增益：30dB固定增益；

天線狀態(tài)監(jiān)控和告警；

發(fā)送告警郵件；

四路干節(jié)點告警功能（RJ45接口）；

蜂鳴器告警功能；

輸出端口狀態(tài)監(jiān)控、告警功能(可選)；

支持GPS/BDS衛(wèi)星光信號發(fā)送；

實時顯示GPS/Beidu2 B1的信息；

雙48V DC；

軟件管理，網(wǎng)管監(jiān)控；

支持LNA備份、檢測；

支持時間源自守時

主機(jī)性能指標(biāo)......

成都金牌科技有限公司從事北斗定位軟、硬件終端研發(fā)，施工、運營，多年行業(yè)經(jīng)驗，聯(lián)系電話18190901776何先生。