基于GPS/GIS的TETRA终端导航定位系统的研究

　　1 基本原理

　　全球定位系统(GPS)是美国国防部研制的第二代卫星导航和定位系统。使用GPS接收机得到用户的位置、速度以及时间信息。GPS 接收机输出信息的格式为 NMEA-0813。

　　地理信息系统(GIS)是集空间科学、信息科学、计算机科学、管理科学于一体的空间信息系统。利用GIS 的数据库和工具，可以实现电子地图系统、个人终端的导航和定位。GIS由6个子系统构成，其结构如图1所示。

　　空间数据采集和预处理子系统从各种原始数据源采集地理数据或数字化数据，经过编辑和格式转换等预处理，将其变换为能在数据库中长期储存的格式化数据;空间数据库是从原始数据库经预处理得到的地理数据集，包括空间数据和属性数据：空间数据表示在某一坐标系统下标识地理实体空间位置的数据，利用地理原形点、线、曲面表示空间物体的特征，属性数据表示物体的具体特性(例如：对于建筑物，建筑的名称和面积等);空间数据库管理子系统是应用程序和数据库交换的界面，空间数据库只有经过它才能对用户产生有用的信息，其主要任务是图形刷新、信息查询检索以及属性数据库管理;用户界面及数据库操作子系统是用户直接与系统交互的界面，数据库操作对系统数据库中存储的数据进行数据库的查询、检索、更改以及复制等操作处理;开发工具包是GIS软件商为专用开发项目人员提供的一组工具包，通过软件开发包，开发人员可以脱离GIS的集成设计自己的界面，直接对空间数据库进行存取、分析、完成特殊任务;输出子系统将地理空间数据操作与分析结果表示为某种用户需要的可以理解的形式。

　　TETRA 终端是基于欧洲电信协会(ETSI)制定的数字集群标准，可提供语音和数据通信，其数据业务可分为短数据、电路方式数据和分组数据三类。T E T R A 终端的短数据业务可分为四种：S D S - 1 、SDS-2和SDS-3 长度分别为16 比特、32 比特和64 比特，SDS-TL 短消息长度是可变的，最大长度为2047比特。

　　现有的导航定位系统多采用普通电台作为无线通信的手段，存在着信号冲突、数据业务和语音业务相干扰等问题。因此，利用专用通信系统中的TETRA终端短数据业务，采用屏幕交互输出，基于 GIS 中的eSuperMap 桌面系统工具实现 TETRA 终端导航功能中的GIS 功能。

　　2 组成及工作原理

　　在 800MHz TETRA 数字集群终端上嵌入 GPS/GIS 导航功能，能够将终端位置信息以短数据方式发往监控中心，同时还可以把监控中心的指令传送到TETRA数字集群终端上。此外，监控中心和终端之间还能进行话音和数据业务的通信，可以实现多种附加业务。位置信息的传送只占用少量的数据资源，对于TETRA 终端的正常业务没有任何影响。