基于北斗卫星的海洋调查测量监控系统的设计与实现

2．1．1 硬件单元
该产品采用“一线通”设计原理，天线与主机之间采用一根同轴电缆连接，使得安装更加可靠、便捷。主机正面具备三星六波束指示灯，便于对用户机系统工作状态进行监测。整机采用1U高度设计，安装拖架后可架设到标准19寸机柜中。
2．1．2 软件单元
PC平台数据采集软件装载到监测中心，实现多个远端设备北斗通信数据接收、处理，实现远端设备的数据采集控制，能够识别和处理远端设备上报的北斗、GPS位置，实现监控指挥终端设备状态等功能。PC平台数据采集软件采用N-TIER分层架构设计，面向对象的软件设计和实现方法。纵向架构层面上，软件系统提供硬件解析层、数据处理层和应用层三大层面。在每个大层面上又包含若干小层面的抽象、影射、实现和封装。采用这种设计最大限度地降低软件的耦合性，具有较高的可靠性、可维护性和可升级性，软件的总体设计图如图3所示。

其中自上而下又可以划分为如下功能模块：
(1)采集数据处理模块。能够接收远端设备发送的北斗通信报文，实时处理和暂存接收到的采集数据，实时显示报文接收状态，丢失数据采集报文时应自动控制远端设备进行补发，并按照长报文数据交换格式拼接接收到的报文，采集数据正确、完整接收到后通过交互接口存入信息存储模块，用于事后采集数据的分析。
(2)北斗定位模块。能够接收和处理所有远端设备申请的北斗定位信息，并能通过交互接口存入信息存储模块，以用于后续北斗与GPS数据进行定位精度、使用性和适用性等定位系统应用性分析。
(3)GPS数据模块。能够接收和处理所有远端设备上报的GPS信息，并能通过交互接口存入信息存储模块，以用于后续北斗与GPS数据进行定位精度、使用性和适用性等定位系统应用性分析。
(4)设备状态模块。显示指挥终端的北斗卡信息，实时监控和显示指挥终端的设备状态。
(5)数据存储模块。存储和管理北斗定位、GPS定位和采集数据，并可以根据用户需要导出为TXT格式或Excel格式文件。
2．1．3 监测中心的主要功能
(1)实时接收下属用户所传输的上报数据。能够实时接收数据采集中心、船舶、车辆、高精度GPS等终端用户所上报的采集数据；自动对上报的采集数据进行分类分析、汇总。
(2)下属用户位置、短信息监控。下属用户位置信息可在监测中心软件系统中的电子地图上显示跟踪，进行可视化动态监控；点名定位功能(可以指定所辖下属用户进行定位)；可与下属用户进行短信息通信；具备地图漫游和显示、短信管理、轨迹回放等功能。
(3)信息管理功能。所有信息均应有相应的自动管理备份功能；具备对所有存储的历史数据进行分类统计和查询功能。
2．2 监测终端嵌入式数据采集仪设计
监测终端的船舶上统一配备北斗一号通信型终端、嵌入式数据采集仪及各种调测设备。北斗一号通信型终端是在保留北斗普通型用户机全部功能的基础上，针对各类无人值守数据采集站的使用特点而开发研制的一体型用户终端。除保留北斗定位、通信等功能外，将主机内部核心单元进行一体化设计，大大缩小了整机体积，同时采用特种外壳对设备进行封装，适用于高盐雾、高湿热等恶劣工作环境。同时，待机功耗进一步降低，以适应长时间工作的需要。嵌入式数据采集仪采用多路串口，可同时接驳多种数据采集设备，内嵌WinCE操作系统，可同时监测接驳设备的工作状态，同时配套北斗一号通信型终端，将采集到的数据转发给监测中心。如图4所示。