[实用新型]一种远程监控GPS/INS组合跟踪系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种远程监控GPS/INS组合跟踪系统，嵌入消防防护服中使用，属于消防设备技术领域。 

背景技术

GPS（全球定位系统）是20世纪70年代由美国海陆空三军联合研制的新一代空间卫星定位系统。GPS通过接收分布在太空中的24颗卫星发送的无线信号计算定位信息，具有高精度、全天候、高效率等特点，为用户提供精确的位置和速度信息，但由于其无线信号传播的直线性，其工作性能受到环境等因素的影响，无法在高楼、隧道等卫星信号被遮挡的环境中正常工作，影响载体定位的精确性。 

INS（惯性定位系统）系统是利用惯性元件来感测载体的位置和速度等信息，具有自主导航和抗干扰能力强等特点，在短时间内具有较高的精度。但随着INS系统工作时间的增长，定位误差也随之增大。

GPS/INS组合定位系统利用GPS系统的长期稳定性和INS系统的短期高精度性，将两种定位系统组合优化，充分利用各自优点，实时传输载体的导航参数，使高精度的定位成为可能。GPS/INS定位系统是目前世界上最先进的全球定位系统，凭借着其高精度，低造价的优点，广泛应用于各个领域。

WSN（无线传感器网络）是由部署在检测区域内大量的微型传感器节点通过无线通信形成的一个多跳的自组织网络系统，具有信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。无线传感器网络涉及传感器技术、网络通信技术、无线传输技术、微电子制造技术等，是多学科高度交叉、新兴、前沿的技术领域，具有广阔的应用前景。

发明内容

本实用新型的目的是利用现有的GPS/INS组合定位技术，提供了一种可嵌入消防服装的能够实现实时监控的GPS/INS组合跟踪系统。 

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了一种远程监控GPS/INS组合跟踪系统，其特征在于，包括GPS/INS组合跟踪装置以及远程接收监控装置，GPS/INS组合跟踪装置嵌入消防防护服中，GPS/INS组合跟踪装置与远程接收监控装置之间通过无线连接。

优选地，所述的GPS/INS组合跟踪装置包括GPS定位模块、INS处理模块、卡尔曼滤波与综合处理模块、第一气压传感器模块、WSN发送模块和电源模块，GPS定位模块和INS处理模块皆与卡尔曼滤波与综合处理模块连接，卡尔曼滤波与综合处理模块和第一气压传感器模块皆与WSN发送模块连接，电源模块分别连接GPS定位模块、INS处理模块、卡尔曼滤波与综合处理模块、第一气压传感器模块和WSN发送模块。

优选地，所述的GPS定位模块包括GPS天线和GPS接收机，GPS天线连接GPS接收机，GPS接收机连接卡尔曼滤波与综合处理模块。GPS天线用于接收卫星信号，GPS接收机对接收的卫星信号解算处理，输出GPS定位数据。

优选地，所述的INS处理模块包括三轴陀螺仪、三轴加速度计和INS处理模块，三轴陀螺仪和三轴加速度计皆与INS处理模块相连接，INS处理模块连接卡尔曼滤波与综合处理模块。三轴陀螺仪和三轴加速度计由载体运动而产生相应的移动转角信号和速率脉冲信号，并传送到INS处理模块，INS处理模块对惯性定位信号解算处理得到惯性定位数据。

 所述的卡尔曼滤波与综合处理模块接收上述GPS定位模块和INS处理模块的输出信号，通过卡尔曼滤波和解算，得到修正后的定位参数，并将此修正参数反馈给INS处理模块和GPS定位模块，得到组合定位参数，并将此参数传送到下一模块。

 所述的WSN发送模块接收卡尔曼滤波与综合处理模块修正后的组合定位参数，并通过无线传输方式将信号实时传输到WSN接收模块，WSN接收模块将接收到的信号传送到数据显示模块。

优选地，所述的第一气压传感器模块包括依次连接的气压传感器、信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路，A/D转换电路连接WSN发送模块。

优选地，所述的WSN发送模块与WSN接收模块之间采用ZigBee无线通信方式传输信号，其传输波段为2.4GHz的免授权频段（ISM）。

优选地，所述的远程接收监控装置包括WSN接收模块、第二气压传感器模块和数据显示模块，WSN接收模块和第二气压传感器模块皆与数据显示模块相连接。

优选地，所述的第二气压传感器模块包括依次连接的气压传感器、信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路，A/D转换电路连接WSN发送模块。将这两个气压传感器的接收信号进行对比和解算，得到载体的高度信息，可以有效解决GPS／INS组合定位对载体的高度测量精度较差的问题。