СПУТНИКОВАЯ ОХРАННО-ПОИСКОВАЯ СИСТЕМА Российский патент 2009 года по МПК B60R25/10 

Изобретение относится к системам мониторинга, сопровождения и управления наземными транспортными средствами (ТС) и может быть использовано для централизованного контроля за состоянием и местоположением обслуживаемых ТС, дистанционного управления узлами и агрегатами ТС, а также для поиска ТС и оказания помощи водителю и пассажирам в нештатных ситуациях, например в случаях кражи или угона ТС.

Известен способ мониторинга и контроля за ТС, осуществляющими транспортировку грузов, основанный на определении заданных координат ТС, при котором каждому контролируемому ТС задают номер и маршрут следования, принимают на ТС сигналы глобальной спутниковой системы навигации (GPS), рассчитывают на основе принятых навигационных сигналов текущие координаты ТС. Информацию о текущих координатах каждого контролируемого ТС преобразуют в электрический сигнал для передачи по сотовой сети подвижной связи, например по GSM-сети, передают этот сигнал дискретно в реальном масштабе времени по сотовой сети подвижной связи в диспетчерский центр, где информацию принимают, проводят ее обработку, хранение и отображение. При возникновении нештатной ситуации отображают на электронной карте местности текущие и заданные координаты контролируемого ТС, при получении сигнального сообщения от водителя ТС отображают также смысловое содержание и время передачи сигнального сообщения, а также заданный номер данного ТС. На основе анализа полученной информации принимают решение об оперативной помощи водителю (RU №2157565, G08G 1/123).

Недостатком указанного технического решения является потеря информации о местонахождении контролируемого ТС при его попадании в зоны отсутствия радиовидимости, что приводит к искажению данных, задержкам и ошибкам в принятии решений. Из-за этого снижаются надежность и оперативность управления ТС.

Надежность и оперативность принятия решений по контролю и управлению ТС из диспетчерского центра повышаются при использовании другого известного способа сопровождения и управления ТС, при котором на контролируемом ТС принимают сигналы навигационных спутников GPS, определяют текущие координаты, время и скорость движения этого ТС, формируют пакет информации с включением в него дополнительного кода номера ТС и состояния отдельных подсистем ТС, преобразуют указанный пакет информации в сигнал для передачи в реальном масштабе времени по GSM-сети в диспетчерский центр, периодически передают указанную информацию с одного или нескольких контролируемых ТС, принимают эту информацию в диспетчерском центре, производят ее обработку, хранение и отображение на электронной карте местности, а при возникновении нештатной ситуации передают соответствующее сообщение в виде пакета информации на соответствующее контролируемое ТС через GSM-сеть, при приеме пакета информации на ТС включают/отключают отдельные подсистемы или устанавливают двухстороннюю речевую связь по GSM-сети, при этом определяют моменты перехода ТС из зоны/в зону радиовидимости GSM-сети и в промежуток времени между моментом выхода ТС из зоны радиовидимости и возвратом в зону радиовидимости на ТС запоминают и накапливают соответствующие пакеты информации, а при входе в зону радиовидимости накопленные пакеты информации передают в диспетчерский центр, где их обрабатывают, и принимают решения по управлению ТС. Определение же момента перехода ТС из зоны/в зону радиовидимости GSM-сети осуществляют путем сравнения уровня аналогового сигнала, преобразованного в цифровую форму, с заданным уровнем и при превышении первого над вторым фиксируют момент входа в зону радиовидимости, а при превышении второго над первым - момент выхода из зоны радиовидимости (RU №2217797, G08G 1/123).

Указанный способ обеспечивает более надежное и устойчивое сопровождение ТС, чем вышеупомянутый аналог. Однако оба этих способа имеют принципиальный недостаток, обусловленный жесткой привязкой к GSM-сети и к сигналам навигационных спутников GPS. Как известно, GSM-сети уязвимы по отношению к преднамеренным помехам. Системы, использующие сигналы GPS, также могут быть локально нейтрализованы с помощью помехи даже микроваттной мощности. К тому же они плохо работают на узких городских улицах, в туннелях, в лесистой местности, то есть в условиях радиозатенения.

На устранение указанных недостатков направлено техническое решение по патенту RU №2288509, G08В 25/10, G08G 1/13, в котором на борту каждого контролируемого ТС принимают сигналы глобальной спутниковой системы радионавигации, например сигналы GPS, по содержащимся в них данным рассчитывают текущие навигационные параметры - координаты и скорость движения ТС, посредством бортовых датчиков ТС определяют состояние его узлов и агрегатов и изменения этого состояния, а при заданных изменениях состояния формируют соответствующие извещения, путем дополнения извещений полями служебной информации преобразуют извещения в сообщения, в поля служебной информации которых записывают коды идентификационных признаков, текущих навигационных параметров и параметров, характеризующих состояния узлов и агрегатов ТС, переносят указанные сообщения на высокочастотные несущие и передают сигналы, несущие указанные сообщения, по радиоэфиру в диспетчерский центр, используя для этого бортовой терминал сотовой сети подвижной связи, например GSM-сети, и/или бортовой терминал специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, в диспетчерском центре принимают указанные сигналы, декодируют их, осуществляют цифровую обработку информации с определением координат и построением траекторий движения ТС, отображают указанные траектории на фоне фрагментов электронной карты-схемы местности в сопровождении текстовой информации, анализируют полученные траектории и принимают решения, на основе которых формируют для контролируемых ТС командные сообщения, содержащие коды соответствующих команд, например код команды блокирования движения ТС, передают указанные командные сообщения по сотовой сети подвижной связи и/или по специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети на борт контролируемого ТС, принимают указанные командные сообщения на борту контролируемого ТС, декодируют их, после чего воздействуют на соответствующие исполнительные органы, например на иммобилайзер, командами, коды которых содержатся в принятых командных сообщениях, - при этом с помощью базовых станций ретрансляционно-радиопеленгационной сети осуществляют радиослежение за излучением установленных на контролируемых ТС бортовых терминалов специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, для чего измеряют энергетические, частотные и временные параметры излучения с борта каждого контролируемого ТС, передают значения указанных параметров в диспетчерский центр, где определяют пеленг на источник излучения с данной базовой станции ретрансляционно-радиопеленгационной сети и используют полученные значения пеленгов с нескольких базовых станций ретрансляционно-радиопеленгационной сети для расчета текущего местоположения контролируемого ТС, осуществляют логическую обработку принятых сигналов, а результаты этой обработки используют при формировании передаваемых на борт соответствующих ТС команд по коммутации бортового терминала сотовой сети подвижной связи и/или бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, а также по регулированию параметров излучения бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, преобразуют эти команды в коды управления бортовым терминалом сотовой сети подвижной связи и/или бортовым терминалом специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и записывают эти коды управления в командные сообщения, транслируемые по сотовой сети подвижной связи и/или по специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети на борт ТС, а после приема на борту ТС указанных командных сообщений и декодирования содержащихся в них кодов управления воздействуют кодами управления на бортовой терминал сотовой подвижной связи и/или на бортовой терминал специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, вызывая включение/выключение бортового терминала сотовой подвижной связи и/или бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, или увеличение/уменьшение мощности и продолжительности сеансов излучения бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети.

Система, реализующая описанный выше способ, является ближайшим аналогом настоящего изобретения.

Основным недостатком ближайшего аналога является сложность его практической реализации, что связано с необходимостью развертывания и поддержания в работоспособном состоянии территориально-распределенной ретрансляционно-радиопеленгационной сети.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанного недостатка.

Предметом настоящего изобретения является спутниковая охранно-поисковая система, содержащая связанные друг с другом посредством сотовой сети подвижной связи, например GSM-сети, абонентские комплексы ТС, комплексы реагирования и диспетчерский центр, при этом каждый абонентский комплекс содержит охранно-противоугонную подсистему с центральным блоком управления, подключенным к блоку зажигания, а также скрытно устанавливаемый на ТС радиомаяк, вход активации которого подключен к первому выходу центрального блока управления, абонентский терминал сотовой подвижной связи, связанный с блоком коммутации, выполненным с возможностью обмена сигналами с центральным блоком управления охранно-противоугонной подсистемы, и блок спутниковой навигации, например GPS-приемник, связанный с блоком коммутации, каждый комплекс реагирования содержит объектовый терминал сотовой подвижной связи, а диспетчерский центр содержит центральный терминал сотовой подвижной связи, вход которого соединен с автоматизированным рабочим местом оператора, - при этом в состав каждого абонентского комплекса введен блок ретрансляции, выполненный с возможностью приема сигналов от радиомаяков абонентских комплексов других обслуживаемых системой ТС и подключенный к соответствующим выходу и входу блока коммутации, при этом каждый из радиомаяков выполнен с возможностью обеспечения режимов излучения, охватывающих начальное оповещение о попытке несанкционированного использования обслуживаемого ТС, подтверждение факта угона и пеленгацию ТС комплексами реагирования.

Частными существенными признаками изобретения являются следующие.

Блок ретрансляции каждого абонентского комплекса содержит абонентский приемник, выполненный с возможностью приема сигналов от радиомаяков абонентских комплексов других обслуживаемых системой ТС, и микроконтроллер, первый вход и выход которого являются входом и выходом блока ретрансляции, а второй вход подключен к выходу абонентского приемника.

В каждый комплекс реагирования введены последовательно соединенные блок согласования формата данных и персональный навигатор, выполненный с возможностью приема, обработки и отображения сигналов системы спутниковой навигации, например GPS, выход которого через объектовый терминал сотовой подвижной связи подключен ко входу блока согласования формата данных, а также трекер, связанный с персональным навигатором и выполненный с возможностью пеленгации радиомаяков абонентских комплексов обслуживаемых системой ТС и измерения дальностей до них.

В состав диспетчерского центра введен блок цифровой обработки сигналов, вход которого подключен к выходу центрального терминала сотовой подвижной связи, а выход соединен с автоматизированным рабочим местом оператора.

В состав охранно-противоугонной подсистемы, кроме центрального блока управления, входят датчики, выполненные с возможностью определения состояния обслуживаемого ТС и подключенные выходами к информационным входам центрального блока управления, а также исполнительные органы, выполненные с возможностью воздействия на обслуживаемое ТС и подключенные входами к управляющим выходам центрального блока управления, метка и связанный с ней по радиоэфиру блок идентификации пользователя, вход и выход которого подключены к соответствующим выходу и входу центрального блока управления.

Радиомаяк абонентского комплекса каждого из обслуживаемых системой ТС выполнен с возможностью излучения сигналов со случайно изменяющейся несущей частотой, например хоппинг-сигналов, а абонентский приемник блока ретрансляции - с возможностью приема и обработки указанных сигналов.

Трекер комплекса реагирования выполнен с возможностью излучения, приема и обработки сигналов со случайно изменяющейся несущей частотой, например хоппинг-сигналов.

Задачей настоящего изобретения является создание системы, более простой в практической реализации, чем ближайший аналог, при сохранении основного преимущества последнего - возможности поиска и сопровождения обслуживаемых ТС в условиях применения злоумышленниками преднамеренных помех, способных нейтрализовать стандартные сотовые системы подвижной связи и системы спутниковой навигации.

Обеспечиваемый технический результат заключается в применении, наряду с сотовой сетью подвижной связи, помехозащищенных резервных радиоканалов, не требующих развертывания на местности сети стационарных базовых станций.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-5.

Фиг.1 иллюстрирует общие принципы построения рассматриваемой системы.

На фиг.2 представлена структурная схема построения абонентского комплекса.

На фиг.3 показана структурная схема построения комплекса реагирования.

На фиг.4 показана структурная схема построения диспетчерского центра.

На фиг.5 показана структурная схема построения блока ретрансляции.

На фиг.1-5 использованы следующие обозначения: 1 - абонентский комплекс; 2 - комплекс реагирования; 3 - диспетчерский центр; 4 - охранно-противоугонная подсистема; 5 - радиомаяк; 6 - центральный блок управления; 7 - датчики; 8 - блок коммутации; 9 - абонентский терминал сотовой подвижной связи; 10 - блок ретрансляции; 11 - абонентский приемник; 12 - микроконтроллер; 13 - блок спутниковой навигации; 14 - центральный терминал сотовой подвижной связи; 15 - блок цифровой обработки сигналов; 16 - автоматизированное рабочее место оператора; 17 - блок зажигания; 18 - блок идентификации пользователя; 19 - метка; 20 - исполнительные органы; 21 - объектовый терминал сотовой подвижной связи; 22 - блок согласования формата данных; 23 - персональный навигатор; 24 - трекер.

Рассматриваемая спутниковая охранно-поисковая система (фиг.1) содержит связанные друг с другом посредством сотовой сети подвижной связи, например GSM-сети, абонентские комплексы 1, комплексы 2 реагирования и диспетчерский центр 3.

Абонентские комплексы 1 (фиг.2) установлены на обслуживаемых ТС. Каждый абонентский комплекс 1 содержит охранно-противоугонную подсистему 4 с центральным блоком 6 управления, подключенным к блоку 17 зажигания. В состав абонентского комплекса 1 входит также скрытно устанавливаемый на ТС радиомаяк 5, вход активации которого подключен к первому выходу центрального блока 6 управления, блок 13 спутниковой навигации, например GPS-приемник, и абонентский терминал 9 сотовой подвижной связи, связанный с блоком 8 коммутации, выполненным с возможностью обмена сигналами с центральным блоком 6 управления охранно-противоугонной подсистемы 4.

Кроме того, в абонентский комплекс 1 входит блок 10 ретрансляции (фиг.5), содержащий абонентский приемник 11, выполненный с возможностью приема сигналов от радиомаяков 5, входящих в состав абонентских комплексов 1 других обслуживаемых заявляемой системой ТС, и микроконтроллер 12, первый вход и выход которого являются входом и выходом блока 10 ретрансляции, а второй вход подключен к выходу абонентского приемника 11.

В представленном на фиг.2-5 варианте построения спутниковой охранно-поисковой системы и ее составных частей используются следующие функциональные элементы:

- в состав охранно-противоугонной подсистемы 4, кроме центрального блока 6 управления, входят датчики 7 и исполнительные органы 20, выходы и входы которых подключены, соответственно, к информационным входам и управляющим выходам центрального блока 6 управления, а также связанный по радиоэфиру с меткой 19 блок 18 идентификации пользователя, вход и выход которого подключены к соответствующим выходу и входу центрального блока 6 управления;

- комплекс 2 реагирования (фиг.4) содержит последовательно соединенные объектовый терминал 21 сотовой подвижной связи, блок 22 согласования формата данных и персональный навигатор 23, выполненный с возможностью приема, обработки и отображения сигналов глобальной системы спутниковой навигации, например GPS, а также связанный с персональным навигатором 23 трекер 24, выполненный с возможностью пеленгации радиомаяка 5 и измерения дальности от него;

- диспетчерский центр 3 (фиг.3) содержит последовательно соединенные центральный терминал 14 сотовой подвижной связи, блок 15 цифровой обработки сигналов и автоматизированное рабочее место 16 оператора, выход которого подключен ко входу центрального терминала 14 сотовой подвижной связи.

Возможны и другие варианты построения указанных составных частей рассматриваемой системы (фиг.1). В частности, уже длительное время в практической эксплуатации находится спутниковая охранно-поисковая система "Цезарь Сателлит" (www.csat.ru), которая так же, как и рассматриваемая система, содержит связанные друг с другом посредством сотовой сети подвижной связи стандарта GSM абонентские комплексы 1, комплексы 2 реагирования и диспетчерский центр 3.

Охранно-противоугонная подсистема 4 построена по стандартной схеме, используемой в большинстве охранно-противоугонных систем, выпускаемых предприятием-заявителем ("Автомобильные охранные системы", каталог 2007, ООО "АЛЬТОНИКА", выпуск №10). В качестве датчиков 7 могут быть использованы любые контрольно-измерительные преобразователи, позволяющие определять состояния различных узлов и агрегатов обслуживаемого системой ТС и изменения указанных состояний. Датчиками 7 могут быть, в частности, охранные извещатели - технические средства охранной сигнализации, служащие для обнаружения несанкционированного воздействия на охраняемый объект, которым в данном случае является ТС. Роль охранных извещателей могут играть, например, датчик удара, датчик объема, концевые выключатели.

В качестве исполнительных органов 20 могут применяться различные виды иммобилайзеров и блокирующих реле, широко представленных в номенклатуре серийной продукции предприятия-заявителя ("Автомобильные охранные системы", каталог 2005, ООО "АЛЬТОНИКА", выпуск №8, с.8-12).

Центральный блок 6 управления представляет собой программируемый микропроцессор и используется практически во всех охранно-противоугонных подсистемах 4.

Абонентский терминал 9 сотовой подвижной связи входит в состав серийных информационно-охранных систем "REEF GSM" моделей 1000 и 2000 ("Автомобильные охранные системы", ООО "АЛЬТОНИКА", каталог 2005, выпуск №8, с.20, 21), а блок 13 спутниковой навигации является одной из составных частей серийных спутниковых информационно-поисковых систем "REEF GSM" модели 3000 ("Автомобильные охранные системы", ООО "АЛЬТОНИКА", каталог 2005, выпуск №8, с.22-24).

В качестве блока 8 коммутации может быть использована общая мультиплексная шина, в частности CAN-шина. CAN-шина (Controller Area Network) была разработана фирмой BOSCH в середине восьмидесятых годов и в настоящее время принята в качестве стандартной для всех производителей автомобильной электроники в Европе. Элементная база, поддерживающая CAN-технологию, выпускается в индустриальном исполнении (www.gaw.ru).

Радиомаяк 5 ("закладка") скрытно устанавливается, например, под обшивкой в салоне ТС и практически не имеет демаскирующих признаков. При этом радиомаяк 5 выполнен с возможностью обеспечения трех режимов излучения:

- режима начального оповещения о попытке несанкционированного использования обслуживаемого ТС;

- режима подтверждение факта угона;

- режима обеспечения пеленгации ТС комплексами 2 реагирования.

В режиме начального оповещения о попытке несанкционированного использования обслуживаемого ТС для радиомаяка 5 обеспечивается длительный период радиомолчания, кратковременный выход в эфир и небольшая мощность излучения. Благодаря такому экономичному режиму работы источник питания радиомаяка 5 может служить без замены длительное время (более года). При этом пользователи ТС даже могут не знать, в каком месте установлен радиомаяк 5.

Используемые в радиомаяке 5 технические решения, основанные на применении хоппинг-сигнала, обеспечивают большую дальность действия и высокую помехоустойчивость предлагаемой системы.

Эти решения защищены патентами, например: RU №2220859, В60R 25/00, G08В 25/00, RU №2228860, В60R 25/00, G08В 25/10, RU №2244642, В60R 25/00, и реализованы в серийно выпускаемой радиоканальной аппаратуре охранной сигнализации "РИФ СТРИНГ-202" (сертификат соответствия № РОСС RU.ME96.H00513).

При этом блок 15 цифровой обработки сигналов, обеспечивающий обработку хоппинг-сигналов, может быть реализован с использованием доступных на коммерческом рынке изделий вычислительной техники, выпускаемых американской компанией Analog Devices, Inc.: кодека AD 1836 и цифрового процессора быстрого преобразования Фурье ADSP 2116 IN серии SHARK.

Все представленные на фиг.3 функциональные узлы диспетчерского центра 3 входят в состав радиоканальной системы мониторинга и сопровождения ТС, защищенной патентом RU №2240938, В60R 25/00, G08В 25/10.

Входящая в состав комплекса 2 реагирования (фиг.4) цепь "объектовый терминал 21 сотовой подвижной связи → блок 22 согласования формата данных → персональный навигатор 23" используется в созданном на предприятии-заявителе макете информационно-навигационной системы по патенту RU №2266217, В60R 25/10, G08В 25/10. Особенностью этой информационно-навигационной системы является применение в ней персонального навигатора 23, не требующего установки крупногабаритных выносных антенн, отличающегося простотой и удобством в эксплуатации, благодаря стрелочному (по типу магнитного компаса) методу отображения направления движения на цель. К этому классу устройств относится, например, широко известный и доступный на коммерческом рынке персональный навигатор "GARMIN GPS 38", далее, для краткости, GPS-38 (www.badger.ru).

Устанавливаемый на ТС реагирования трекер 24 представляет собой радиопеленгационное устройство, включающее в себя пеленгационную антенну с блоками компьютерной обработки и отображения информации о дальности и пеленге радиомаяка 5, установленного на обслуживаемом ТС. Аналогичное устройство применяется в широко известной радиопоисковой системе LO/JACK (Руководство по эксплуатации "Радиопоисковая система LO/JACK", Москва, 1998).

Таким образом, все представленные на фиг.1-5 функциональные узлы известны и выпускаются серийно. Поэтому возможность практической реализации предлагаемой системы не вызывает сомнений.

Рассматриваемая спутниковая охранно-поисковая система работает следующим образом.

В охране обслуживаемых системой ТС участвуют (фиг.1):

- установленные на обслуживаемых ТС абонентские комплексы 1 (фиг.2);

- размещенные на ТС реагирования комплексы 2 реагирования (фиг.4);

- диспетчерский центр 3 (фиг.3).

В работе рассматриваемой системы принимает участие также глобальная спутниковая система навигации - GPS. Наряду с возможностью обмена данными через сотовую сеть подвижной связи абонентские комплексы 1 могут использоваться друг для друга в качестве ретрансляторов сигналов, излучаемых абонентскими комплексами 1.

Далее рассматривается задача поиска и перехвата угнанного ТС (УТС). При несанкционированном воздействии на одно из обслуживаемых ТС (с целью его кражи или угона) из установленной на борту обслуживаемого ТС охранно-противоугонной подсистемы 4 на вход радиомаяка 5, скрытно установленного на указанном ТС, поступает сигнал активации излучения.

Как уже отмечалось выше, радиомаяк 5 ("закладка") имеет три режима излучения:

- режим начального оповещения о попытке несанкционированного использования обслуживаемого ТС;

- режим подтверждения факта угона;

- режим обеспечения пеленгации ТС комплексами 2 реагирования.

В первых двух режимах излучение радиомаяка 5 носит кратковременный характер, имеет большую скважность и сравнительно невысокую мощность. Эти режимы ориентированы на то, чтобы донести до диспетчерского центра 3 и пользователя обслуживаемого ТС информацию о попытке несанкционированного использования обслуживаемого ТС и указать, хотя бы грубо, его местоположение. Длительность, скважность и мощность излучения задает центральный блок 6 управления. Сравнительно малые длительность, мощность и большая скважность излучения затрудняют возможность обнаружения злоумышленниками наличия в ТС радиомаяка 5.

В радиомаяке 5 используется помехозащищенный сигнал с прыгающими частотами. Как правило, это - хоппинг-сигнал. Формирование, излучение и обработка хоппинг-сигнала осуществляются с помощью известной процедуры, описанной в ряде изобретений, на которые предприятием-заявителем были получены патенты: RU №2228275, В60R 25/10, G08В 25/10, G08В 29/16, RU №2228274, В60R 25/00, RU №2231458, В60R 25/00, В60R 25/10, G08C 13/00.

Режим начального оповещения о попытке несанкционированного использования обслуживаемого ТС активируется в радиомаяке 5 автоматически после срабатывания датчиков 7 охранно-противоугонной подсистемы 4. Посылаемые ими тревожные сигналы (извещения) поступают в центральный блок 6 управления, который формирует соответствующее тревожное кодовое сообщение для радиомаяка 5. В соответствующие поля этого сообщения включаются хранящиеся в центральном блоке 6 управления коды идентификационных признаков контролируемого ТС (государственный номер, марка, цвет, данные о владельце и другие данные) и коды параметров состояния ТС (вторжение в салон, несанкционированное вскрытие капота, багажника и ряд других), которые в простейшем случае определяются в центральном блоке 6 управления по номеру датчика 7, от которого пришел тревожный сигнал. Центральный блок 6 управления пересылает сформированное тревожное сообщение на вход радиомаяка 5 и - через блок 8 коммутации - на вход абонентского терминала 9 сотовой подвижной связи.

Если указанный абонентский терминал 9 сотовой подвижной связи подавлен помехой, то отсылка тревожного сообщения в эфир осуществляется только через защищенный от глушения канал радиомаяка 5.

Посланный радиомаяком 5 сигнал принимается блоком 10 ретрансляции одного или нескольких абонентских комплексов 1 (установленных на соседних обслуживаемых системой ТС) и поступает на вход его абонентского приемника 11 (фиг.5). Из этого сигнала выделяется тревожное сообщение, несущее закодированную идентификационную информацию о ТС, на котором установлен радиомаяк 5 (например, государственный номер, марка, цвет и фамилия владельца обслуживаемого ТС). Эта закодированная идентификационная информация подается на первый вход микроконтроллера 12, на второй вход которого из блока 13 спутниковой навигации (GPS-приемника) - через блок 8 коммутации - передается сигнал, несущий информацию о местонахождении данного абонентского комплекса 1. Микроконтроллер 12 формирует единое кодовое тревожное сообщение, содержащее идентификационную информацию и данные о местонахождении данного абонентского комплекса 1, и передает это единое кодовое сообщение через блок 8 коммутации в абонентский терминал 9 сотовой подвижной связи. Указанный абонентский терминал 9 сотовой подвижной связи преобразует это единое кодовое сообщение в формат, используемый в сотовой сети подвижной связи, например в формат SMS-сообщения, и посылает его по указанной сотовой сети подвижной связи в диспетчерский центр 3.

В зоне действия радиомаяка 5 абонентского комплекса 1, пославшего исходное тревожное сообщение, могут находиться несколько абонентских комплексов 1. Ретранслированный каждым таким абонентским комплексом 1 сигнал несет информацию о местонахождении данного абонентского комплекса 1, полученную его блоком 13 спутниковой навигации. Если исходное тревожное сообщение не содержит координатной информации (из-за подавления злоумышленниками действия блока 13 спутниковой навигации), то совокупность указанной координатной информации от ретранслирующих абонентских комплексов 1 позволяет, хоть и грубо, но определить местоположение ТС, пославшего исходное тревожное сообщение.

В диспетчерском центре 3 (фиг.3) сигналы, поступающие через сотовую сеть подвижной связи, принимает центральный терминал 14 сотовой подвижной связи, осуществляет их предварительную обработку и подает на вход блока 15 цифровой обработки сигналов. В блоке 15 цифровой обработки сигналов вначале осуществляется первичная обработка сигналов, включающая в себя аналого-цифровое преобразование и цифровую фильтрацию (для увеличения отношения сигнал/шум). Из принятого кодового сообщения выделяются коды навигационных параметров, характеризующих местоположение абонентских комплексов 1, выполнивших роль ретрансляторов, а также идентификационные и служебные коды, характеризующие как абонентский комплекс 1 - источник тревожного сообщения, так и соседние с ним абонентские комплексы 1 - источники ретранслированных сигналов. Далее, осуществляется вторичная цифровая обработка указанной информации, которая позволяет идентифицировать источник тревожного сообщения и по местоположению соседних с ним абонентских комплексов 1 - ретрансляторов - косвенно (грубо) определить местоположение ТС, подвергшегося несанкционированному воздействию.

Обработанные цифровые данные поступают для отображения и принятия решений на автоматизированное рабочее место 16 оператора. В нем, в соответствии с полученными кодами идентификационных признаков, формируется запрос на вызов хранящихся в памяти автоматизированного рабочего места 16 оператора текстовых данных об обслуживаемом ТС. Одновременно, в соответствии с полученными кодами навигационных параметров, формируется запрос на вызов хранящихся в памяти автоматизированного рабочего места 16 оператора фрагментов карты-схемы местности, соответствующих измеренным навигационным параметрам. При этом в качестве фрагментов карты-схемы местности, как правило, используются фрагменты цифровой модели улично-дорожной сети.

Вызванная указанными запросами информация преобразуется в формат двумерного изображения и отображается на мониторе автоматизированного рабочего места 16 оператора. Вид этого двумерного изображения должен быть удобен для анализа оператором диспетчерского центра 3. На экран монитора может выводиться также текстовая информация (например, государственный номер, цвет, марка обслуживаемого ТС, его географические координаты, данные о владельце и другая информация).

Полученная информация позволяет оператору диспетчерского центра 3 оперативно идентифицировать ответственного пользователя, например владельца подвергшегося несанкционированному воздействию ТС. По сотовой сети подвижной связи оператор диспетчерского центра 3 сообщает о факте несанкционированного воздействия этому пользователю и ждет его ответной реакции.

Если пользователь отвечает, что тревожное сообщение оказалось ложной тревогой, например, что ТС находится в данный момент в поле его зрения и ничего опасного с ним не происходит, просто на капот прыгнула кошка, то полученная информация фиксируется в долговременной памяти автоматизированного рабочего места 16 оператора. На этом действия оператора диспетчерского центра 3 заканчиваются.

Если пользователь не в состоянии ни подтвердить факт несанкционированного воздействия на ТС, ни исключить такую возможность, то диспетчерский центр 3 переходит в режим ожидания. Характер последующих действий оператора зависит при этом от дальнейшего развития событий.

Так, если злоумышленнику удалось проникнуть в салон ТС и включить зажигание, то из блока 17 зажигания в центральный блок 6 управления подается команда, по которой центральный блок 6 управления формирует и подает в блок 18 идентификации пользователя команду начала опроса метки 19. Если в течение установленного времени метка 19 не предъявлена для опознания или код, содержащийся в сигнале метки 19, не совпадает с идентификационным кодом, хранящимся в памяти блока 18 идентификации пользователя (или - в зависимости от конструкции охранно-противоугонной подсистемы 4 - в памяти центрального блока 6 управления), то центральный блок 6 управления формирует и подает на вход радиомаяка 5 команду переключения в режим подтверждения факта угона. С этого момента обслуживаемое системой ТС рассматривается как УТС.

Радиомаяк 5, перейдя в указанный режим, начинает посылать в эфир кратковременные посылки, содержащие кодированные тревожные сообщения об угоне ТС. Эти посылки принимаются абонентскими приемниками 11 блоков 10 ретрансляции (фиг.5) абонентских комплексов 1, находящихся в зоне действия радиомаяка 5. После селекции указанных тревожных сообщений об угоне ТС в абонентском приемнике 11 указанные тревожные сообщения подаются на первый вход микроконтроллера 12 и фиксируются в его буферной памяти. Зафиксировав указанное тревожное сообщение об угоне ТС, микроконтроллер 12 блока 10 ретрансляции посылает - через блок 8 коммутации - запрос в блок 13 спутниковой навигации на выдачу текущих значений координат данного абонентского комплекса 1. Из блока 13 спутниковой навигации коды координат абонентского комплекса 1, принявшего тревожные сигналы радиомаяка 5, передаются через блок 8 коммутации в микроконтроллер 12, где формируется единое кодовое сообщение, содержащее, соответственно, коды идентификационных признаков данного абонентского комплекса 1, принявшего тревожные сигналы радиомаяка 5, и коды его координат. Через блок 8 коммутации это единое кодовое сообщение подается на вход абонентского терминала 9 сотовой подвижной связи, который осуществляет стандартные операции, необходимые для передачи этого кодового сообщения по сотовой сети подвижной связи.

Прием, обработка и отображение указанного тревожного кодового сообщения в диспетчерском центре 3 осуществляются так же, как и в рассмотренном выше режиме начального оповещения. Отличие заключается лишь в том, что при цифровой обработке (вторичной) сигналов учитывается движение УТС.

Для учета движения УТС используются хорошо известные алгоритмы автосопровождения (например, "Справочник по радиолокации" под редакцией М. Сколника, М.: "Советское Радио", 1978, глава 1). Система может одновременно сопровождать несколько УТС. Сопровождение осуществляется под визуальным контролем оператора диспетчерского центра 3, который может вручную изменять параметры сопровождения (период обновления данных, коэффициенты сглаживания траектории и другие параметры). Отображение движения УТС осуществляется на экране монитора автоматизированного рабочего места 16 оператора в виде траектории движения условной отметки УТС на фоне соответствующего фрагмента карты-схемы местности. Как правило, УТС движется по улично-дорожной сети. Наличие перед глазами оператора диспетчерского центра 3 фрагментов карты-схемы улично-дорожной сети существенно облегчает его работу, повышает устойчивость сопровождения и дает оператору диспетчерского центра 3 определенный запас времени и уверенности для принятия решений.

Координаты УТС определяются на его борту путем решения навигационных уравнений в блоке 13 спутниковой навигации (по данным GPS-приемника). В диспетчерском центре 3 область нахождения УТС (микросота GPS-приемника) отображается в виде окружности с радиусом, определяемым ошибкой GPS-приемника. При движении УТС по дороге местоположение данного круга на карте смещается, в соответствии с показаниями GPS-приемника, а размеры области пересечения указанного круга с дорогой определяют оценку значения плоскостных ошибок измерений. Решения навигационных уравнений в блоке 13 спутниковой навигации производятся с частотой получения спутниковых радионавигационных данных, как правило, дважды в секунду.

Если GPS-приемник, входящий в состав блока 13 спутниковой навигации, нейтрализован злоумышленниками с помощью помехи, то местоположение УТС определяется по навигационным данным, переданным соседними с ним абонентскими комплексами 1, - как область пересечения соответствующих им микросот. Точность такого местоопределения положения УТС невысока, однако она вполне достаточна для начального целеуказания экипажам ТС реагирования.

Важную информацию для повышения точности определения начального местонахождения УТС и дальнейшего его устойчивого сопровождения дает использование в блоке 15 цифровой обработки сигналов цифровой модели улично-дорожной сети в виде набора линейных сегментов и узлов. Лишь совокупность навигационных данных и цифровой модели улично-дорожной сети позволяет осуществлять надежное, устойчивое сопровождение движущихся УТС.

Тем не менее, гораздо удобнее (и безопаснее) осуществлять поиск и перехват УТС, когда оно находится в неподвижном состоянии. Для этого в охранно-противоугонной подсистеме 4 абонентского комплекса 1 УТС, как и в ближайшем аналоге, предусмотрен канал дистанционного воздействия на исполнительные органы 20 с целью блокирования движения УТС.

Для принудительной остановки УТС оператор диспетчерского центра 3 набирает соответствующую команду на пульте автоматизированного рабочего места 16 оператора и посылает ее в эфир через центральный терминал 14 сотовой подвижной связи, например, в виде SMS-сообщения. При этом указываются как адресный номер абонентского терминала 9 сотовой подвижной связи, пославшего тревожное сообщение, так и номера абонентских терминалов 9 сотовой подвижной связи, ретранслировавших это тревожное сообщение. Соответственно, команда блокирования движения УТС может поступить на борт обслуживаемого УТС двумя путями - напрямую и через абонентские комплексы 1, выполняющие роль ретрансляторов.

В отсутствие помех работают оба указанных канала. При подавлении помехой прямого GSM-канала остаются доступными только помехозащищенные резервные ретрансляционные каналы. Команда блокирования движения ТС принимается абонентским терминалом 9 сотовой подвижной связи соседнего ТС, не подавленного помехой, и через блок 8 коммутации подается в его центральный блок 6 управления. В соответствии с содержащимся в указанной команде адресом центральный блок 6 управления формирует команду, которая подается на вход активации радиомаяка 5, использующего помехозащищенный сигнал с прыгающими несущими частотами. Радиомаяк 5 посылает этот сигнал в эфир. Указанный сигнал принимается абонентским приемником 11 блока 10 ретрансляции того ТС, кому адресована указанная команда. Из абонентского приемника 11 указанная команда через блок 8 коммутации поступает в центральный блок 6 управления, который формирует соответствующую команду на исполнительные органы 20. Таким образом, в любом помеховой обстановке оператор диспетчерского центра 3 имеет возможность при необходимости дистанционно заблокировать движение УТС.

Переключив рассматриваемую систему в режим сопровождения УТС, либо осуществив принудительную остановку УТС, оператор диспетчерского центра 3 приступает к заключительной фазе операции - к поиску и перехвату УТС с использованием сил реагирования. Для этого он выделяет определенный наряд сил реагирования, оснащенных комплексами 2 реагирования, и передает им начальное целеуказание, а именно указывает на карте-схеме зону вероятного нахождения УТС. Координация дальнейшего выдвижения к зоне вероятного нахождения УТС сил реагирования, например нескольких оснащенных комплексами 2 реагирования ТС реагирования, осуществляется путем обмена информацией по сотовой сети подвижной связи экипажей ТС реагирования друг с другом и с оператором диспетчерского центра 3.

После вхождения ТС реагирования в зону вероятного нахождения УТС начинается заключительная фаза операции, на которой основную роль играют комплексы 2 реагирования.

В показанном на фиг.4 варианте построения комплекса 2 реагирования он содержит последовательно соединенные объектовый терминал 21 сотовой подвижной связи, блок 22 согласования формата данных и персональный навигатор 23, выход которого подключен ко входу объектового терминала 21 сотовой подвижной связи. Пеленгацию УТС осуществляет трекер 24, выполненный с возможностью обмена данными с персональным навигатором 23. Отображение информации может осуществляться как на экране персонального навигатора 23, так и на экране трекера 24.

Переданная по сотовой сети подвижной связи из диспетчерского центра 3 команда, содержащая целеуказание данному ТС реагирования, принимается его объектовым терминалом 21 сотовой подвижной связи. После преобразования (конвертации) в блоке 22 согласования формата данных указанное целеуказание передается в персональный навигатор 23, с помощью которого экипаж ТС реагирования координирует свое движение к цели.

После выхода ТС реагирования в район вероятного нахождения цели оператор комплекса 2 реагирования с помощью передатчика трекера 24 посылает на борт УТС команду активации радиомаяка 5.

Эта команда принимается радиомаяком 5, и радиомаяк 5 переключается в режим обеспечения пеленгации ТС комплексами 2 реагирования. Указанный режим характеризуется более высокой мощностью излучения радиомаяка 5 и значительно меньшей скважностью, чем в режиме подтверждения факта угона.

Увеличение средней мощности излучения радиомаяка 5 позволяет с достаточно высокой точностью запеленговать радиомаяк 5 с помощью входящего в состав комплекса 2 реагирования трекера 24 и определить дальность до него. Высокая помехозащищенность указанного пеленгационного канала достигается применением в нем, как и в резервных каналах ретрансляции, сигналов со скачкообразно перестраиваемой несущей частотой, например хоппинг-сигналов.

Хоппинг-сигнал, излучаемый радиомаяком 5, принимается трекером 24, содержащим приемник хоппинг-сигнала, выполненный с возможностью селекции в кодовых посылках информации о категории сообщения, идентификационных признаков УТС и данных GPS-приемника, входящего в состав блока 13 спутниковой навигации. Прошедшие эту селекцию кодовые посылки преобразуются в трекере 24 в формат, используемый персональным навигатором 23. Именно использование хоппинг-сигнала обеспечивает помехоустойчивость системы при применении злоумышленниками преднамеренной помехи, подавляющей передачу сообщений по сотовой сети подвижной связи.

Если помеха не применяется и сотовая сеть подвижной связи обеспечивает передачу SMS-сообщений с координатным кодом текущего местоположения УТС, то канал хоппинг-сигнала используется персональным навигатором 23 в качестве дополнительного источника информации для определения относительного местоположения УТС и ТС реагирования. В случае передачи кода текущего местоположения УТС по сотовой сети подвижной связи (в виде SMS-сообщения) он принимается объектовым терминалом 21 сотовой подвижной связи комплекса 2 реагирования и передается в блок 22 согласования формата данных, где конвертируется в один из форматов, используемых персональным навигатором 23.

Одновременно, персональный навигатор 23 принимает и обрабатывает в штатном режиме (с помощью входящего в его состав GPS-приемника) сигналы с навигационных спутников. Эти сигналы необходимы для определения текущих координат ТС реагирования и, затем, относительных координат УТС (угол направления движения на УТС и оставшееся расстояние между ТС реагирования и УТС).

Особенностью персонального навигатора 23 является удобство в управлении - для обеспечения движения кратчайшим путем к заданной точке. В операции по перехвату УТС такой заданной точкой является точка текущего местоположения УТС.

Персональный навигатор 23, например вышеупомянутый GPS-38, использует для указания и контроля направления движения угловых градусов, измеряемых (так же, как в магнитном компасе) по часовой стрелке от направления на Север (N). Каждый из двадцати четырех спутников GPS делает за сутки два оборота вокруг Земли по прецизионной орбите и передает на Землю информацию о себе и о своем состоянии, так называемый альманах. Для определения положения на местности GPS-приемнику, входящему в состав GPS-38, требуется в течение некоторого времени "наблюдать" одновременно, как минимум, три спутника GPS.

Для определения скорости движения ТС реагирования GPS-38 требуется "наблюдать" одновременно, как минимум, четыре спутника GPS. У GPS-38 имеются специальные входы для подключения внешних приборов, выдающих координатную информацию. В рассматриваемом комплексе 2 реагирования к этим входам подключаются блок 22 согласования формата данных и трекер 24. Внешней координатной информацией являются конвертированные текущие координаты УТС, измеренные с помощью блока 13 спутниковой навигации абонентского комплекса 1 и переданные либо радиомаяком 5 (посредством хоппинг-сигнала), или абонентским терминалом 9 сотовой подвижной связи (например, посредством SMS-сообщения в сотовой сети подвижной связи). Внешней координатной информацией могут быть также пеленг на УТС и дальность до него, измеренные с помощью трекера 24.

Таким образом, даже в самой неблагоприятной помеховой обстановке - при постановке преднамеренных помех сотовым сетям подвижной связи и аппаратуре спутниковых систем навигации - система сохраняет работоспособность и обеспечивает высокие точностные характеристики. В этих случаях перехват УТС осуществляется с использованием помехоустойчивого пеленгационного канала, образуемого трекером 24 и радиомаяком 5.

Весьма полезным для ускорения выполнения операции по перехвату УТС является один из штатных режимов работы GPS-38 - режим обеспечения движения к цели кратчайшим путем с использованием экранной страницы "Прямой Путь". Использование этой страницы обеспечивает контроль параметров отклонения от предварительно заданного прямого пути к цели (то есть к УТС). В процесс движения к намеченной цели в центре страницы условно отображается "шоссе", как бы "проложенное" к цели. Большая стрелка под изображением "шоссе" показывает истинный курс относительно прямого направления на цель. Для поддержания правильного курса оператор комплекса 2 реагирования должен постоянно совмещать указанную стрелку с указателем на шкале графического индикатора. При приближении к конечной цели маршрута (то есть к УТС) на "шоссе" появляется условное изображение "финишной черты". Когда изображение "финишной черты" дойдет до нижнего обреза изображения "шоссе", то это означает, что цель достигнута, то есть УТС находится где-то рядом - в зоне визуального контакта. Применение GPS-38 не требует от оператора комплекса 2 реагирования каких-либо профессиональных навыков, поэтому указанный прибор доступен любому члену экипажа ТС реагирования.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет решить поставленную задачу - создать систему обнаружения и перехвата УТС, обеспечивающую скрытную передачу сигналов тревожного оповещения с борта УТС и сохраняющую работоспособность в любой даже самой неблагоприятной помехой обстановке, когда злоумышленниками с помощью преднамеренных помех подавлены каналы сотовой сети подвижной связи и глобальной спутниковой системы навигации.

Обеспечиваемый технический результат заключается в применении помехоустойчивых резервных каналов ретрансляции сигналов тревожного оповещения, использующих абонентские комплексы 1 соседних обслуживаемых системой ТС, и в обеспечении гибкого управления длительностью, скважностью и мощностью сигнала тревожного оповещения на различных этапах обнаружения и перехвата УТС.

Изобретение относится к области мониторинга, сопровождения и управления наземными транспортными средствами (ТС). Система содержит связанные сотовой сетью подвижной связи, например GSM-сетью, абонентские комплексы ТС, комплексы реагирования и диспетчерский центр. Абонентский комплекс включает в себя охранно-противоугонную подсистему с центральным блоком управления, подключенным к блоку зажигания, а также скрытно устанавливаемый на ТС радиомаяк, вход активации которого подключен к первому выходу центрального блока управления, абонентский терминал сотовой подвижной связи, связанный с блоком коммутации, выполненным с возможностью обмена сигналами с центральным блоком управления охранно-противоугонной подсистемы, и блок спутниковой навигации, например GPS-приемник, связанный с блоком коммутации. Комплекс реагирования включает в себя объектовый терминал сотовой подвижной связи. Диспетчерский центр включает в себя центральный терминал сотовой подвижной связи, вход которого соединен с автоматизированным рабочим местом оператора. В абонентский комплекс введен блок ретрансляции, выполненный с возможностью приема сигналов от радиомаяков абонентских комплексов других ТС и подключенный к соответствующим выходу и входу блока коммутации. Радиомаяк выполнен с возможностью обеспечения режимов излучения, охватывающих начальное оповещение о попытке несанкционированного использования ТС, подтверждение факта угона и пеленгацию ТС комплексами реагирования. Предложенная система проще известных, но обеспечивает возможность поиска и сопровождения ТС в условиях применения злоумышленниками помех, способных нейтрализовать стандартные сотовые системы подвижной связи и системы спутниковой навигации. Наряду с сотовой сетью подвижной связи применены помехозащищенные резервные радиоканалы, не требующие развертывания на местности сети стационарных базовых станций. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Спутниковая охранно-поисковая система, содержащая связанные друг с другом посредством сотовой сети подвижной связи, например GSM-сети, абонентские комплексы транспортных средств (ТС), комплексы реагирования и диспетчерский центр, при этом каждый абонентский комплекс содержит охранно-противоугонную подсистему с центральным блоком управления, подключенным к блоку зажигания, а также скрытно устанавливаемый на ТС радиомаяк, вход активации которого подключен к первому выходу центрального блока управления, абонентский терминал сотовой подвижной связи, связанный с блоком коммутации, выполненным с возможностью обмена сигналами с центральным блоком управления охранно-противоугонной подсистемы, и блок спутниковой навигации, например GPS-приемник, связанный с блоком коммутации, каждый комплекс реагирования содержит объектовый терминал сотовой подвижной связи, а диспетчерский центр содержит центральный терминал сотовой подвижной связи, вход которого соединен с автоматизированным рабочим местом оператора, отличающаяся тем, что в состав каждого абонентского комплекса введен блок ретрансляции, выполненный с возможностью приема сигналов от радиомаяков абонентских комплексов других обслуживаемых системой ТС и подключенный к соответствующим выходу и входу блока коммутации, при этом каждый из радиомаяков выполнен с возможностью обеспечения режимов излучения, охватывающих начальное оповещение о попытке несанкционированного использования обслуживаемого ТС, подтверждение факта угона и пеленгацию ТС комплексами реагирования.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок ретрансляции каждого абонентского комплекса содержит абонентский приемник, выполненный с возможностью приема сигналов от радиомаяков абонентских комплексов других обслуживаемых системой ТС, и микроконтроллер, первый вход и выход которого являются входом и выходом блока ретрансляции, а второй вход подключен к выходу абонентского приемника.3. Система по п.1, отличающаяся тем, что в каждый комплекс реагирования введены последовательно соединенные блок согласования формата данных и персональный навигатор, выполненный с возможностью приема, обработки и отображения сигналов системы спутниковой навигации, например GPS, выход которого через объектовый терминал сотовой подвижной связи подключен к входу блока согласования формата данных, а также трекер, связанный с персональным навигатором и выполненный с возможностью пеленгации радиомаяков абонентских комплексов обслуживаемых системой ТС и измерения дальностей до них.4. Система по п.1, отличающаяся тем, что в состав диспетчерского центра введен блок цифровой обработки сигналов, вход которого подключен к выходу центрального терминала сотовой подвижной связи, а выход соединен с автоматизированным рабочим местом оператора.5. Система по п.1, отличающаяся тем, что в состав охранно-противоугонной подсистемы, кроме центрального блока управления, входят датчики, выполненные с возможностью определения состояния обслуживаемого ТС и подключенные выходами к информационным входам центрального блока управления, а также исполнительные органы, выполненные с возможностью воздействия на обслуживаемое ТС и подключенные входами к управляющим выходам центрального блока управления, метка и связанный с ней по радиоэфиру блок идентификации.6. Система по п.2, отличающаяся тем, что радиомаяк абонентского комплекса каждого из обслуживаемых системой ТС выполнен с возможностью излучения сигналов со случайно изменяющейся несущей частотой, например хоппинг-сигналов, а абонентский приемник блока ретрансляции - с возможностью приема и обработки указанных сигналов.7. Система по п.3, отличающаяся тем, что трекер комплекса реагирования выполнен с возможностью излучения, приема и обработки сигналов со случайно изменяющейся несущей частотой, например хоппинг-сигналов.