НАВИГАЦИОННО-ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ВЫСОКОТОЧНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ Российский патент 2009 года по МПК H04N7/08 G01S5/00 H04W64/00 

Предлагаемое изобретение относится к телематическим системам.

Использование предлагаемого изобретения в реальном масштабе времени обеспечит адресное информационное обеспечение процессов высокоточного позиционирования, управления, оповещения и рекламной деятельности для неограниченного количества подвижных и пространственно распределенных стационарных объектов.

Глобальные спутниковые системы ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система, Российская Федерация) и GPS (Global Navigation Satellite System, США) во всем мире находят широкое применение в различных отраслях человеческой деятельности, принося немалые выгоды и пользу. Однако в России применение ГЛОНАСС и GPS гражданскими потребителями до недавнего времени сдерживалось, увеличивая неудовлетворенный спрос различных социально-экономических субъектов на навигационные услуги и аппаратуру.

Сегодня государственная политика России в сфере спутниковой навигации направлена на ускорение темпов выполнения федеральной целевой программы "Глобальная навигационная система на 2001-2011 годы" (утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от 20 августа 2001 г. №587) и создание технической основы, обеспечивающей использование возможностей ГЛОНАСС в интересах гражданских потребителей. Это связано с возможностью получения весомой прямой выгоды за счет реализации навигационной аппаратуры и услуг, а также значительной косвенной выгоды, которая может быть получена за счет повышения эффективности работ в сферах применения услуг по позиционированию объектов - на транспорте, в строительстве, геодезии, природопользовании и т.д.

Поскольку только высокая точность навигационного обеспечения делает высокоэффективными любые системы и процессы, связанные с использованием подвижных объектов, проблема повышения точности позиционирования становится ключевой. От ее решения зависит качество услуг, предоставляемых потребителю, и в конечном итоге конкурентоспособность ГЛОНАСС и ее пользователей.

Существенное повышение точности позиционирования для гражданских потребителей позволяет обеспечить дифференциальный режим глобальных спутниковых радионавигационных систем, реализуемый с помощью дифференциальных подсистем глобальных спутниковых радионавигационных систем. В отличие от стандартного (автономного) режима, в котором координаты объекта, оснащенного навигационным приемником, определяются по сигналам, принимаемым не менее чем от 4-х космических аппаратов орбитальной группировки спутниковых радионавигационных систем, в дифференциальном режиме для повышения точности позиционирования дополнительно принимаются и учитываются сигналы дифференциальных поправок, которые вырабатываются и распространяются средствами дифференциальной подсистемы.

Режим высокоточного позиционирования для гражданских потребителей при относительно небольших временных и материальных издержках может быть организован путем развертывания локальных дифференциальных подсистем, которые имеют радиус зоны действия не более 200 км, и, как правило, включают одну контрольно-корректирующую станцию, вырабатывающую дифференциальные поправки и данные о целостности, и средства передачи данных, в качестве которых используются средства УКВ-радиосвязи (Ю.А.Соловьев. Спутниковая навигация и ее приложения. - М.: Эко-трендз, 2003, с.51, с.85).

Практика показывает, что внедрение информационно-телекоммуникационных систем может сопровождаться значительными отрицательными экономическими, социальными и экологическими эффектами. Для снижения их негативного влияния на стоимостную оценку целевой эффективности, система должна быть:

экономически устойчивой - то есть экономическая эффективность системы должна достигаться и поддерживаться за счет:

минимизации потребностей в ресурсах на этапе создания и эффективного использования задействованных ресурсов в процессе эксплуатации,

производства нескольких видов услуг, востребованных различными социально-экономическими субъектами,

обеспечения возможности комбинирования, масштабирования и изменения услуг, которые получает абонент,

обеспечения санкционированного доступа к услугам;

социально эффективной:

обеспечить производство услуг, востребованных обществом,

исключить неравенство регионов и отдельных социально-экономических субъектов в отношении доступности производимых услуг,

исключить необходимость содержания штата высококвалифицированных специалистов, обеспечивающих получение и использование услуг;

экологически эффективной - то есть должна создаваться и функционировать с минимальным негативным воздействием на окружающую среду.

Следует также отметить, что государственная политика на телекоммуникационном и навигационном рынках России предусматривает:

повышение эффективности использования существующей телекоммуникационной инфраструктуры;

выделение только 4-х процентов частотного спектра для использования преимущественно гражданскими радиосредствами, остальные 96 процентов используются либо совместно, либо преимущественно в интересах обеспечения национальной обороны и безопасности (Концепция развития рынка телекоммуникационных услуг Российской Федерации на 2001-2010 годы, принята Правительством Российской Федерации в 2000 году);

обязательное совместное использование сигналов ГЛОНАСС и GPS во вновь создаваемых и модернизируемых системах контроля и управления на транспорте для повышения надежности и непрерывности высокоточного позиционирования подвижных объектов (постановление Правительства Российской Федерации от 3 августа 1999 г. №896 "Об использовании в Российской Федерации глобальных навигационных спутниковых систем на транспорте и в геодезии").

С учетом изложенного целесообразно определить практически важные требования к системе, предназначенной для реализации услуг по обеспечению режима высокоточного позиционирования по сигналам глобальных спутниковых радионавигационных систем для гражданских потребителей:

Технические средства системы должны обеспечить выполнение функций локальной дифференциальной подсистемы существующих глобальных спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS, а затем и Галилео, Бейдоу (в любой комбинации). Эти функции включают выработку дифференциальных поправок и данных о целостности по сигналам космических аппаратов совмещенной орбитальной группировки существующих спутниковых радионавигационных систем, их доставку, прием и использование навигационной аппаратурой потребителей на мобильных/стационарных объектах в масштабе реального времени.

Технические средства системы должны обеспечить возможность выполнения дополнительных социально востребованных функций, необходимых для оптимизации работы транспорта, оперативно-розыскной деятельности, оповещения в нештатных и чрезвычайных ситуациях, организации пассажирских потоков, рекламной деятельности и т.д.:

функции выработки, доставки, приема и воспроизведения оперативных команд управления и сообщений в наиболее предпочтительной речевой форме, не отвлекающей зрительного внимания водителей от выполняемых операций и доступной для восприятия большинством пассажиров общественного транспорта;

функции выработки, доставки, приема и воспроизведения HTML-файлов информационно-рекламных сообщений, позволяющих воспроизводить зрительные образы объектов розыска, потенциальной опасности, рекламы и т.д.

Технические средства системы должны обеспечить передачу всей информации, вырабатываемой системой, с использованием существующих и наиболее развитых во всех регионах России и ближнего зарубежья ресурсов телевизионного вещания (инфраструктуры и частот): канал передачи данных системы должен быть совмещен с каналом звукового сопровождения вещательного телевидения в соответствии с требованиями ГОСТ Р50758-95 «Система частотного уплотнения канала звукового сопровождения вещательного телевидения». Это исключит необходимость выделения частотного ресурса, сократит сроки внедрения, капитальные затраты и эксплуатационные расходы, увеличит экспортопригодность, позволит передавать дополнительную информацию системы без нарушения качества вещания телепрограмм без увеличения мощности передатчика и дополнительного вредного влияния на окружающую среду, с минимальными издержками тиражировать систему и ввести в эксплуатацию в большинстве из населенных пунктов и регионов России.

Технические средства системы должны обеспечить возможность санкционированного доступа к информации, распространяемой системой, для реализации услуг по информационному обеспечению на возмездной основе.

Ближайшим аналогом предлагаемого технического решения является система цифрового вещания Инфострим®-ТВ. Работа системы Инфострим®-ТВ основана на принципе уплотнения канала звукового сопровождения вещательного телевидения. Сама система строится на основе существующих частотных ресурсов и готовой инфраструктуры вещательного телевидения. Передача и прием информации выполняются по файл-серверной технологии.

Инфострим®-ТВ обеспечивает однонаправленную адресную передачу любой цифровой информации (текстовой, графической, мультимедийной) от информационных ресурсов до неограниченного числа пространственно распределенных абонентов, находящихся в пределах зоны устойчивого приема ТВ-сигналов, формируемой передающими средствами телевизионного центра. Передаваемая Инфострим®-ТВ информация может быть адресована персонально абоненту, группе абонентов или всем абонентам одновременно.

Пример построения системы Инфострим®-ТВ приведен на фигуре 1. Система Инфострим®-ТВ включает в себя четыре подсистемы:

подсистему ввода информации - совокупность пространственно распределенных абонентских терминалов ввода информации,

подсистему обработки и передачи информации - центральную станцию,

подсистему приема информации - совокупность пространственно распределенных абонентских терминалов приема информации,

подсистему управления - терминал управления,

а также средства регионального телерадиопередающего центра, обеспечивающие трансляцию в эфир, которые входят в Инфострим®-ТВ функционально.

Терминал ввода информации: аппаратно-программный комплекс, размещаемый на стационарном объекте абонента и включающий персональный компьютер абонента со специализированным программным обеспечением (терминала ввода информации и терминала управления), а также подключаемые по последовательным портам (RS-232) один или два модема.

Центральная станция системы: аппаратно-программный комплекс, размещаемый в местном радиопередающем центре и включающий в себя модемы, персональный компьютер со специализированным программным обеспечением формирователя сигнала и формирователь сигнала.

Терминал приема информации: аппаратно-программный комплекс, размещаемый на стационарном объекте абонента и включающий в себя антенну телевизионную внешнюю (комнатную), аппаратно-программное устройство приема данных и устанавливаемое на персональный компьютер абонента специализированное программное обеспечение терминала приема информации.

Терминал управления: аппаратно-программный комплекс, состоящий из модемов, компьютера и специализированного программного обеспечения.

Система Инфострим®-ТВ работает следующим образом.

Информация от пространственно распределенных стационарных источников поступает на компьютеры терминала ввода информации по коммутируемым или выделенным двухточечным модемным линиям связи через последовательные порты RS-232 или вводится непосредственно с клавиатуры. Каждый из терминалов ввода информации подсистемы ввода информации обеспечивает формирование файлов из поступившей информации, присвоение файлам индивидуального номера (очередности передачи), адресацию и передачу файлов по коммутируемым или выделенным модемным линиям связи на центральную станцию с учетом установленной очередности и назначенного для каждого терминала ввода информации приоритетом.

Центральная станция обеспечивает прием информации, поступающей от терминала ввода информации, ее преобразование, кодирование и передачу на формирователь сигнала - устройство, осуществляющее подмешивание потока цифровой информации в тракт передатчика канала звукового сопровождения вещательного телевидения, который направляет информацию в эфир.

На абонентском терминале приема информации аппаратно-программное устройство приема данных радэм обеспечивает прием суммарного сигнала (ГОСТ Р50758-95), выделение и демодуляцию символов двоичной информации, декодирование принятых данных, сравнение передаваемого адреса с находящимся в адресном фильтре радэма и в случае их идентичности - передачу принятых файлов через последовательный порт RS-232 на компьютер абонента. Программное обеспечение терминала приема информации - специализированное программное обеспечение, обеспечивает прием информации от радэма, восстановление данных при появлении ошибок и размещение файлов в определенном каталоге для их дальнейшего использования.

Управление адресным фильтром радэма осуществляется с терминала ввода или с терминала мониторинга и управления и заключается в записи адреса в память адресного фильтра конкретного радэма. Запись адреса делается на определенный период времени, по истечении которого радэм самостоятельно удаляет адрес. Доступ к адресному фильтру для абонента закрыт.

Терминал мониторинга и управления в процессе работы Инфострим обеспечивает удаленное управление центральной станцией системы, управление (по эфиру) адресным пространством абонентского оборудования, осуществляет мониторинг работы системы в целом.

Достоинствами системы Инфострим®-ТВ являются:

отсутствие необходимости выделения частотного ресурса;

низкая стоимость начальных и эксплуатационных затрат и быстрое развертывание системы, что обусловлено использованием готовой инфраструктуры и частотного ресурса телерадиовещания;

возможность одновременной доставки информации до любого количества абонентов;

кодопрозрачность передачи данных, обеспечивающая совместимость канала с любой платформой подготовки и формирования данных;

стандартный протокол обмена между устройством приема и персональным компьютером по последовательному порту (RS-232);

гибкая и развитая адресация с индивидуальным и большим набором групповых адресов для организации групп пользователей "по интересам";

дистанционное (по эфиру) управление адресным пространством абонентов;

функционирование системы на любом частотном канале вещательного телевидения метровых и дециметровых длин волн - радэм имеет возможность перестройки;

совместимость дополнительного информационного канала с основным каналом вещания в соответствии с требованиями ГОСТ Р50758-95 "Система частотного уплотнения канала звукового сопровождения вещательного телевидения" и "Техническими требованиями на оборудование для передачи дополнительной цифровой информации по каналу звукового сопровождения вещательного телевидения", утвержденными Минсвязи России.

При этом система Инфострим®-ТВ имеет и значительные недостатки:

отсутствие собственных средств выработки информации, востребованной в различных отраслях экономики и обществом;

возможность реализации только одного вида услуг - по доставке цифровой информации;

низкая ресурсная эффективность, определяемая количеством различных видов услуг, выпускаемых на единицу затраченного ресурса;

низкая социально-экономическая эффективность, определяемая как степень соответствия количества и качества выполняемых системой функций (услуг) ожиданиям со стороны многих социально-экономических субъектов;

и, как следствие, низкая экономическая эффективность.

В отличие от известной системы предлагаемое изобретение обеспечит:

расширение арсенала технических средств, обеспечивающих создание пространства, в пределах которого реализуется дифференциальный режим глобальных спутниковых радионавигационных систем для высокоточного позиционирования объектов в режиме реального времени;

расширение арсенала технических средств, обеспечивающих для подвижных и пространственно распределенных стационарных объектов адресное, в реальном масштабе времени информационное обеспечение процессов управления, оповещения и информационно-рекламного обслуживания;

повышение ресурсной эффективности телевизионного вещания за счет реализации на основе существующих ресурсов новых видов услуг;

повышение социально-экономической эффективности использования существующих ресурсов телевизионного вещания за счет реализации на их основе услуг, ожидаемых со стороны многих социально-экономических субъектов;

повышение социально-экономической эффективности использования существующих ресурсов спутниковой навигации за счет реализации для гражданских пользователей услуг по обеспечению высокоточного позиционирования объектов в режиме санкционированного доступа;

сокращение капитальных и эксплуатационных затрат, необходимых для создания и функционирования предлагаемой системы, за счет использования существующих ресурсов вещательного телевидения (инфраструктуры и частот);

снижение себестоимости процессов передачи информации и управления пространственно распределенными объектами за счет сокращения эксплуатационных затрат и увеличения количества передаваемой по эфиру информации и, как следствие, снижение тарифов на предоставляемые услуги и повышение их доступности.

В результате обеспечивается:

возможность высокоточного определения координат подвижных объектов в режиме реального времени по сигналам глобальных спутниковых радионавигационных систем в дифференциальном режиме с санкционированным доступом;

информационное обеспечение процессов управления, оповещения и рекламного обслуживания пространственно-распределенных подвижных и стационарных объектов без использования подвижной радиосвязи и проводных сетей, что особенно актуально для регионов с неразвитыми коммуникационными сетями.

Технический результат, ожидаемый от использования предлагаемого изобретения, достигается тем, что предложена навигационно-информационная система высокоточного позиционирования, обеспечивающая выработку и адресную передачу дополнительной цифровой информации по каналу звукового сопровождения вещательного телевидения и представляющая собой целостный информационный комплекс.

Предлагаемая система включает региональный телерадиопередающий центр, терминал управления, центральную станцию обработки и передачи информации, совокупность пространственно распределенных абонентских терминалов ввода информации и совокупность пространственно распределенных абонентских терминалов приема информации. Дополнительно предлагаемая система включает подсистему навигационной информации, подсистему стандартных речевых сообщений и подсистему информационно-рекламных сообщений.

Подсистема навигационной информации включает орбитальные группировки космических аппаратов существующих в настоящее время глобальных навигационных спутниковых систем, например совмещенную группировку космических аппаратов систем ГЛОНАСС и GPS навигационный центр и абонентские комплекты приема дифференциальных сообщений.

Навигационный центр размещается вне зоны действия радиопомех регионального телерадиопередающего центра и содержит последовательно соединенные антенно-фидерное устройство, контрольно-корректирующую станцию, терминал ввода информации и контрольный приемник дифференциальных сообщений. Абонентские комплекты приема дифференциальных сообщений являются составной частью абонентских терминалов приема информации. При этом каждый из абонентских терминалов включает телевизионную антенну, соединенную с входом модуля приема дифференциальных поправок, подключаемого к вычислителю навигационного приемника абонента.

Подсистема стандартных речевых сообщений включает совокупность диспетчерских пунктов транспортных предприятий и совокупность абонентских приемных устройств мобильных потребителей. Каждый из диспетчерских пунктов транспортных предприятий включает терминал диспетчера, соединенный линией связи с центральной станцией обработки и передачи информации, и технологические средства аппаратно-программного комплекса диспетчерского пункта, содержащие устройство формирования стандартных сообщений. Абонентские приемные устройства мобильных потребителей включают устройства приема и воспроизведения речи и устройство приема дифференциальных поправок и воспроизведения речи, содержащее телевизионную антенну.

Подсистема информационно-рекламных сообщений включает совокупность информационно-рекламных терминалов-серверов, каждый из которых соединен линией связи с центральной станцией обработки и передачи информации, и совокупность информационно-рекламных терминалов-абонентов, каждый из которых включает телевизионную антенну.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами:

Фиг.1 - структурная схема системы Инфострим®-ТВ;

Фиг.2 - структурная схема навигационно-информационной системы высокоточного позиционирования;

Фиг.3 - пример отображения интерфейса «База данных терминала диспетчера».

Фиг.4 - Некоторые приложения навигационно-информационной системы высокоточного позиционирования

Навигационно-информационная система высокоточного позиционирования включает: подсистему ввода информации, подсистему обработки и передачи информации (центральную станцию), подсистему приема информации, подсистему управления, а также средства телерадиопередающего центра, обеспечивающие трансляцию в эфир, которые входят в систему функционально. Дополнительно в систему включены средства, обеспечивающие выработку и использование цифровой информации различного назначения: подсистему навигационной информации, подсистему стандартных речевых сообщений и информационно-рекламную подсистему (в любой комбинации).

Совмещенная орбитальная группировка космических аппаратов 1, функционально входящая в состав системы, включает аппараты существующих глобальных спутниковых радионавигационных систем, например космические аппараты ГЛОНАСС и GPS, и в перспективе может быть дополнена спутниками систем Галилео и Бейдоу. Орбитальные группировки перечисленных систем могут входить в состав совмещенной орбитальной группировки 1 системы в любой комбинации. Навигационный центр 2 системы, принимающий сигналы от орбитальных группировок 1, включает антенно-фидерное устройство 3, телевизионную антенну 4, контрольный приемник дифференциальных поправок 5, аппаратно-программный комплекс контрольно-корректирующей станции 6. Антенно-фидерное устройство 3, контрольно-корректирующая станция 6 и терминал ввода информации 7 соединены последовательно. Контрольный приемник дифференциальных сообщений 5 транслирует принятые сигналы дифференциальных поправок на один из входов контрольно-корректирующей станции 6. Навигационный центр 2 размещается вне зоны действия радиопомех передатчика 28 регионального телерадиоцентра.

Терминал ввода информации 7 включают компьютер 8 с программным обеспечением терминала ввода информации и модем 9.

Следует отметить, что из состава навигационного центра 2 может быть исключен терминал ввода информации 7, при этом в состав аппаратно-программного комплекса контрольно-корректирующей станции 6 должны быть введены специальное программное обеспечение терминала ввода информации и модем 9.

Аппаратно-программные комплексы диспетчерских пунктов транспортных предприятий 10 включают технологические средства 11 и терминал диспетчера 17, включающий компьютер 18 терминала диспетчера с программным обеспечением терминала диспетчера 17 и терминала ввода информации 7 и модем 19. Технологические средства 11 аппаратно-программного комплекса диспетчерских пунктов транспортных предприятий 10 включают микрофон 12, устройство формирования стандартных сообщений 13, акустическую колонку 14, компьютер 15 с программным обеспечением устройства формирования стандартных сообщений и устройство записи и воспроизведения речи 16. Микрофон 12 подключен к входу устройства 13. К первому выходу устройства формирования стандартных сообщений 13 подключается акустическая колонка, к СОМ-порту подключается компьютер 15, ко второму выходу подключается технологический вход устройства записи и воспроизведения речи 16. На компьютер 15 устанавливается программы «База данных Устройства формирования стандартных сообщений» и служебная программа ComportAPI.dll. На компьютер 18 терминала диспетчера 17 устанавливается программное обеспечение «База данных диспетчера» и программное обеспечение терминала ввода информации 7. Последовательный СОМ-порт компьютера 18 терминала диспетчера 17 соединен с входом модема 19.

Информационно-рекламные терминалы-серверы 20 включают компьютер 21 с программным обеспечением терминала-сервера 20 и программным обеспечением терминала ввода информации 7 и модем 22, подключаемый к компьютеру 21 через его СОМ-порт.

Модемные линии двухточечного соединения 23 (коммутируемый канал, выделенная физическая линия, волоконно-оптическая линия связи и т.п.) обеспечивают связь навигационного центра 2, аппаратно-программных комплексов диспетчерских пунктов 10, информационно-рекламных терминалов-серверов 20 и терминалов ввода информации 7 с центральной станцией 24 системы.

Центральная станция 24 включает совокупность модемов 25 (1…5), компьютер 26 с программным обеспечением формирователя сигнала и формирователь сигнала 27. Центральная станция 24 соединена с входящим в систему функционально передатчиком 28 телерадиоцентра, а также терминалом мониторинга и управления 29, включающим компьютер 30 с программным обеспечением и модем 31.

Абонентские комплекты приема дифференциальных поправок 32 размещаются на мобильных/стационарных объектах абонентов и включают телевизионную антенну 33 и приемник дифференциальных поправок 34. Навигационная аппаратура потребителя 35 включает навигационную антенну 36 и совмещенный навигационный приемник сигналов существующих спутниковых радионавигационных систем 37, например совмещенный ГЛОНАСС/GPS приемник. Приемник дифференциальных поправок 34 через СОМ-порт RS-232 подключается к вычислителю навигационного приемника 37 абонента. Абонентские устройства приема и воспроизведения речи 38 включают последовательно соединенные телевизионную антенну 39, модуль приема информации 40, устройство записи и воспроизведения речи 41 и акустическую колонку 42. Абонентские устройства приема дифференциальных поправок и речевых сообщений 43 включают последовательно соединенные телевизионную антенну 44, приемник дифференциальных поправок 45, соединенный также через СОМ-порт с навигационной аппаратурой потребителя 35, устройство записи и воспроизведения речи 46, подключаемое к SPI-выходу приемника 45, и акустическую колонку 47.

Информационно-рекламные терминалы-абоненты 48 размещаются на мобильных/стационарных объектах абонента и включают телевизионную антенну 49, радэм 50, системный блок 51, электронное табло (монитор компьютера) 52. Программное обеспечение системного блока 51 компьютера информационно-рекламного терминала включает программное обеспечение терминала приема информации, программное обеспечение терминала 48 и Watchdog.

Терминалы приема информации 53, аналогичные терминалам Инфострим®-ТВ, включают телевизионную внешнюю (комнатную) антенну 54, аппаратно-программное устройство приема данных 55, компьютер пользователя 52 с программным обеспечением терминала 53.

Таким образом, система-аналог дополнена подсистемой навигационной информации, подсистемой стандартных речевых сообщений и информационно-рекламной подсистемой, обеспечивающими выработку, прием и воспроизведение экономически значимой и социально востребованной информации. При этом работа предложенной навигационно-информационной системы высокоточного позиционирования может осуществляться в нескольких режимах, отличающихся комбинацией подсистем, используемых для выработки информации. Выбор требуемого сочетания подключаемых подсистем определяется по внешней команде или пользователем системы.

Выработка, прием и воспроизведение корректирующей навигационной информации - дифференциальных поправок и данных о целостности - необходимы для реализации дифференциального режима спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС, GPS, Галилео или Бейдоу в любой определяемой конъюнктурой комбинации. В результате обеспечивается высокоточное позиционирование объектов, оснащенных навигационной аппаратурой 35 потребителей навигационных систем и комплектами приема дифференциальных поправок 32: наземных, речных и воздушных транспортных средств, реперных точек контролируемых объектов и сооружений, аппаратуры для геодезической съемки и.п. Стандартные речевые сообщения необходимы для эффективного информационного обеспечения процессов оповещения населения, пассажиров и диспетчерского управления транспортными единицами, а также минимизации загрузки передающего канала предложенной системы. Информационно-рекламные HTML-файлы, а также входящие в них файлы рисунков, мультимедиа и т.д. необходимы для осуществления адресной информационно-рекламной деятельности, оповещения населения и подразделений специальных служб с использованием информационных терминалов 48. Подобные информационные терминалы 48 могут быть установлены на городских площадях, остановках общественного транспорта, на объектах социально-культурного назначения, вокзалах, на стационарных постах и патрульных автомобилях служб МВД и других заинтересованных организаций и ведомств и т.д.

Возможность выработки, приема и использования дифференциальных поправок и данных о целостности обеспечивает подсистема навигационной информации, в состав которой входят совмещенная орбитальная группировка космических аппаратов 1, существующих глобальных навигационных спутниковых систем, навигационный центр 2 и абонентские комплекты приема дифференциальных сообщений 32.

Навигационные сигналы космических аппаратов совмещенной орбитальной группировки 1 одновременно принимают антенно-фидерное устройство 3 навигационного центра 2 и навигационная антенна 36 навигационной аппаратуры потребителя 35. На основе навигационных сигналов, поступивших не менее чем от четырех космических аппаратов 1, контрольно-корректирующая станция 6 автоматически вырабатывает дифференциальные сообщения, содержащие численные значения дифференциальных поправок и данные о целостности, а навигационный приемник абонента 37 автоматически выполняет навигационное определение своего местоположения в автономном режиме - без учета дифференциальных поправок.

От контрольно-корректирующей станции 6 дифференциальные сообщения поступают на компьютер 8 терминала ввода информации 7, где с помощью программного обеспечения терминала ввода информации производится формирование из поступившей информации файла дифференциальных сообщений, адресация и передача файла через модем 9 по линии двухточечного соединения 23 на центральную станцию 24. Файл дифференциального сообщения из навигационного центра 2 через принимающий модем 25(1) поступает на компьютер 26 центральной станции 24. На центральной станции 24 с помощью специального программного обеспечения производится преобразование, кодирование и передача содержащейся в файле информации на формирователь сигнала 27 - устройство, осуществляющее подмешивание потока цифровой информации в тракт передатчика 28 канала звукового сопровождения вещательного телевидения, который направляет информацию в эфир.

Сигналы дифференциальных сообщений, наведенные на телевизионной антенне 4 навигационного центра и телевизионной антенне 33 абонентского комплекта приема дифференциальных поправок 32 поступают на входы контрольного 5 и абонентского 34 модулей приема дифференциальных поправок. Модули приема дифференциальных поправок 5 и 34 обеспечивают прием суммарного сигнала (ГОСТ Р50758-95), демодуляцию, восстановление символьной частоты и регенерацию данных, декодирование данных и адреса, сравнение адреса принимаемых данных с адресами, записанными в программируемые запоминающие устройства модулей 5 и 34. Информация (дифференциальные поправки), переданная по разрешенным адресам, от модулей 5 и 34 транслируется через СОМ-порты на устройство интегрального контроля контрольно-корректирующей станции 6 и спецвычислитель навигационного приемника абонента 37 соответственно.

Устройство интегрального контроля контрольно-корректирующей станции 6, приняв дифференциальные поправки, проверяет правильность транслируемых в эфир поправок путем сравнения известных координат местоположения контрольно-корректирующей станции 6 с текущими результатами решения задачи местоопределения контрольно-корректирующей станции 6 с учетом дифференциальных поправок. Вычислитель навигационного приемника абонента 37 учитывает принятые дифференциальные поправки при определении координат местоположения объекта, чем достигается высокая точность позиционирования по сигналам глобальных спутниковых радионавигационных систем.

Таким образом, использование подсистемы навигационной информации обеспечивает дифференциальный режим спутниковый радионавигационной системы и существенное повышение точности позиционирования. Адресная доставка информации может обеспечить режим санкционированного доступа к распространяемой системой информации.

Возможность формирования, приема и речевого воспроизведения сообщений, состоящих из комбинации нескольких стандартных речевых сообщений, для передачи которых в системе передаются только их номера в базе данных диспетчера, обеспечивает подсистема стандартных речевых сообщений. Подсистема стандартных речевых сообщений включает аппаратно-программные комплексы диспетчерских пунктов 10 транспортных предприятий (технологические средства 11 и терминал диспетчера 17) и размещаемые на мобильных объектах потребителей аппаратно-программные комплексы абонентских приемных устройств двух модификаций: устройства приема и воспроизведения речи 38 и устройства приема дифференциальных поправок и воспроизведения речи 42.

Стандартные сообщения - это оцифрованные слова и словосочетания, записанные в пронумерованные блоки памяти, для воспроизведения которых в системе передается только номер блока (стандартного сообщения) в базе данных диспетчера - двоичное число. Для передачи и воспроизведения речевого сообщения необходимого содержания в системе передается необходимая комбинация номеров стандартных сообщений.

Штатный режим работы подсистемы предваряет подготовительная стадия, на которой с использованием технологических средств 11 аппаратно-программного комплекса диспетчерского пункта 10 выполняются операции, обеспечивающие формирование и использование голосовой базы стандартных сообщений для составления речевых сообщений необходимого содержания:

запись голосового файла стандартного сообщения с микрофона 12 в память устройства формирования стандартных сообщений 13;

пересылка из устройства формирования стандартных сообщений 13 файл в каталог, хранящийся в компьютере 15;

воспроизведение выбранного из памяти устройства 13 голосового файла через акустическую колонку 14

удаление из памяти устройства 13;

перезапись каталога стандартных сообщений из устройства формирования стандартных сообщений 13 в устройства записи воспроизведения речи 16, предназначенные для использования в абонентских устройствах приема и воспроизведения речи 38, 43.

В штатном режиме диспетчер, работающий на компьютере 18 терминала диспетчера 17, при помощи специального программного обеспечения «База данных терминала диспетчера», установленного на компьютере 18, выполняет операции, проиллюстрированные на фигуре 3:

просматривает и выбирает нужные стандартные сообщения (их номера) для составления речевых сообщений;

выбирает и указывает логический адрес, по которому должно быть отправлено сообщение;

задает, сколько раз отправляемое сообщение должно быть воспроизведено у адресата;

задает величину паузы между повторными воспроизведениями сообщения у адресата;

задает дату и время отправки сообщения адресату;

документирует данные об отправленных сообщениях.

В результате необходимое сообщение представляет собой набор десятичных кодов.

После формирования с помощью программного обеспечения терминала ввода информации 7, установленного на компьютере 18 терминала диспетчера 17, производится адресация файла речевого сообщения и передача через модем 19 по линии двухточечного соединения 23 на центральную станцию 24.

Файл речевого сообщения из диспетчерского пункта через принимающий модем 25(2) поступает на компьютер 26 центральной станции 24, где производится преобразование, кодирование и передача содержащейся в файле информации на формирователь сигнала 27, подмешивающий поток цифровой информации в тракт передатчика 28 канала звукового сопровождения вещательного телевидения, который направляет информацию в эфир.

Сигналы речевых сообщений, наведенные на телевизионной антенне 39 любого абонентского устройства приема и воспроизведения речевых сообщений 38, поступают на вход модуля приема информации 40, который обеспечивает прием суммарного модулирующего сигнала (ГОСТ Р50758-95), демодуляцию и восстановление символьной частоты, и регенерацию данных, декодирование данных и адреса, идентификацию адреса принимаемых данных. Информация, то есть последовательность номеров стандартных сообщений, переданная по адресу, записанному в программируемую память модуля приема информации 40, через СОМ-порт поступает на устройство записи и воспроизведения речи 41. Устройство записи и воспроизведения речи 41 с помощью акустической колонки 42 воспроизводит находящиеся в памяти устройства записи и воспроизведения речи 16 стандартные сообщения в соответствии с принятыми номерами и их последовательностью, то есть воспроизводит сообщение, составленное диспетчером.

В случае когда абоненту одновременно необходимы дифференциальные поправки и речевые сообщения, на объектах абонента используются устройства приема дифференциальных поправок и речевых сообщений 43. Сигналы из навигационного центра 2 и диспетчерского пункта 10, переданные по каналам системы, принимает телевизионная антенна 44 и транслирует на вход модуля приемника 45. Информацию, полученную по записанным в него адресам, приемник 45 направляет на необходимые для последующей обработки устройства: вычислитель навигационного приемника 37, устройство записи и воспроизведения речи 46 и акустическую колонку 47. Файлы дифференциальных поправок (расширение DFP) через СОМ-порт модуля 45 направляются для пересылки на вычислитель 37 навигационной аппаратуры потребителя 35. Речевые файлы (расширение BSS) направляются на устройство записи и воспроизведения речи 46 и, далее, для воспроизведения на акустическую колонку 47.

Возможность формирования, приема и воспроизведения информационно-рекламных HTML-файлов обеспечивает информационно-рекламная подсистема, включающая информационно-рекламные терминалы-серверы 20 и информационно-рекламные терминалы-абонента 48.

Информационно-рекламные HTML-файлы создаются и адресуются оператором информационно-рекламного терминала-сервера 20 с помощью программного обеспечения терминала-сервера 20 и программного обеспечения терминала ввода информации 7, устанавливаемого на персональный компьютер 21. Сформированный HTML-файл через модем 22 по линии двухточечного соединения 23 направляется на центральную станцию 24. Из терминала-сервера 20 информационной студии HTML-файл через принимающий модем 25(3) поступает на компьютер 26 центральной станции 24, где с помощью программного обеспечения производится преобразование, кодирование и передача содержащейся в файле информации на формирователь сигнала 27. Формирователь сигнала 27 осуществляет подмешивание потока цифровой информации в тракт передатчика 28 канала звукового сопровождения вещательного телевидения, который направляет информацию в эфир.

Прием HTML-файлов (а также входящих в них файлов рисунков, мультимедиа и т.д.) и их автоматическое циклическое отображение на табло 52 (или экране монитора персонального компьютера) обеспечивает информационно-рекламный терминал-абонент 48. Терминал-абонент 48 функционирует в необслуживаемом режиме. Все действия персонала сводятся к включению тумблера питания системного блока 51 и его выключению при автоматически закрытом программном обеспечении системного блока. В связи с этим, в режиме штатной эксплуатации системному блоку 51 не нужны ни клавиатура, ни мышка. После включения системного блока 51 информационно-рекламного терминала-абонента 48 происходит автоматическое включение радэма 50, встроенного в корпус системного блока 51.

После подключения радэма 50 происходит автоматическая загрузка и запуск программного обеспечения: Watchdog, программного обеспечения приемного терминала и программного обеспечения информационно-рекламного терминала-абонента 48, открывающего окно браузера Internet Explorer на весь экран, в котором поочередно циклически отображаются все HTML-файлы, содержащиеся в корневом каталоге программного обеспечения терминала-абонента 48. Если в процессе работы терминала-абонента 48 по каналу системы приходит новый HTML-файл, то он отображается на экране монитора вне очереди.

Сигнал HTML-файла, наведенный на телевизионной антенне 49 информационно-рекламного терминала-абонента 48, поступает на вход устройства приема данных радэм 50. Радэм 50 обеспечивает прием суммарного модулирующего сигнала (ГОСТ Р50758-95), выделение и демодуляцию символов двоичной информации, декодирование и идентификацию адреса принимаемых данных. HTML-файл, переданный по адресу, записанному в адресном фильтре радэма 50, транслируется через СОМ-порт на системный блок 51, размещается в корневом каталоге терминала-абонента 48 и транслируется на табло 52, где и воспроизводится. По окончании работы автоматически закрываются программное обеспечение терминала-абонента 48, приемного терминала, Watchdog, Windows, а затем выключается сам системный блок 51 персонального компьютера. При этом пользователь может регулировать время отображения на экране 52 каждого из HTML-файлов, содержащихся в корневом каталоге программного обеспечения терминала-абонента 48, и время включения и выключения системного блока 51.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечит высокоточное определение координат объектов по сигналам глобальных спутниковых радионавигационных систем в дифференциальном режиме с санкционированным доступом, а также информационное обеспечение пространственно-распределенных подвижных и стационарных объектов.

Изобретение относится к телематическим системам. Технический результат заключается в обеспечении высокоточного позиционирования и управления подвижными и стационарными объектами в режиме реального времени при использовании инфраструктуры и частотных ресурсов существующих передающих телевизионных центров. Навигационно-информационная система высокоточного позиционирования включает региональный телерадиопередающий центр, терминал управления, центральную станцию обработки и передачи информации, совокупность пространственно распределенных абонентских терминалов ввода информации и совокупность пространственно распределенных абонентских терминалов приема информации. Дополнительно Навигационно-информационная система включает подсистему навигационной информации, подсистему стандартных речевых сообщений и подсистему информационно-рекламных сообщений. 4 ил.

Навигационно-информационная система высокоточного позиционирования, включающая региональный телерадиопередающий центр, терминал управления, центральную станцию обработки и передачи информации, совокупность пространственно распределенных абонентских терминалов ввода информации и совокупность пространственно распределенных абонентских терминалов приема информации, отличающаяся тем, что содержит подсистему навигационной информации, подсистему стандартных речевых сообщений и подсистему информационно-рекламных сообщений, при этом подсистема навигационной информации включает орбитальные группировки космических аппаратов существующих глобальных навигационных спутниковых систем, навигационный центр, размещаемый вне зоны действия радиопомех регионального телерадиопередающего центра и содержащий последовательно соединенные антенно-фидерное устройство, контрольно-корректирующую станцию, терминал ввода информации, и контрольный приемник дифференциальных сообщений, а также абонентские комплекты приема дифференциальных сообщений, являющиеся составной частью абонентских терминалов приема информации, каждый из которых включает телевизионную антенну, соединенную с входом модуля приема дифференциальных поправок, подключаемого к вычислителю навигационного приемника абонента; подсистема стандартных речевых сообщений включает совокупность диспетчерских пунктов транспортных предприятий, каждый из которых включает терминал диспетчера, соединенный линией связи с центральной станцией обработки и передачи информации, и технологические средства аппаратно-программного комплекса диспетчерского пункта, содержащие устройство формирования стандартных сообщений, а также совокупность абонентских приемных устройств, каждое из которых включает телевизионную антенну и устройство приема и воспроизведения речи или устройство приема дифференциальных поправок и устройство приема и воспроизведения речи; подсистема информационно-рекламных сообщений включает совокупность информационно-рекламных терминалов-серверов, соединенных линиями связи с центральной станцией обработки и передачи информации, и совокупность информационно-рекламных терминалов-абонентов, каждый из которых включает телевизионную антенну.