0 引言
　　隨著機(jī)動(dòng)車輛規(guī)模的快速增長(zhǎng)，道路堵塞、交通事故、環(huán)境污染、能源浪費(fèi)等現(xiàn)象變得越來越嚴(yán)重，采取手段改善日趨嚴(yán)重的交通狀況就愈顯迫切。GPS，GIS，3G等新技術(shù)在車載導(dǎo)航和目標(biāo)監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用使得研究智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation Systems，ITS）不斷獲得突破，作為ITS的關(guān)鍵之一：客運(yùn)車輛監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展也極為迅速，但研究成果表明，在目前該類車輛監(jiān)控產(chǎn)品的使用和測(cè)試中還存在諸如定位不夠準(zhǔn)確、終端和監(jiān)控中心數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸困難、精度不高、價(jià)格昂貴等問題。針對(duì)以上關(guān)鍵技術(shù)及難題，本文設(shè)計(jì)了一種基于差分GPS定位及中國(guó)聯(lián)通3G通信技術(shù)的客運(yùn)車輛視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
　　1 客運(yùn)車輛監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
　　1．1 客運(yùn)車輛監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)
　　基于GPS定位及3G通信的客運(yùn)車輛監(jiān)控系統(tǒng)在客運(yùn)車輛上安裝車載終端主機(jī)、車載攝像機(jī)、無線網(wǎng)傳模塊等，對(duì)車內(nèi)外情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；監(jiān)控指揮中心對(duì)前端獲取的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　
　　1．2 系統(tǒng)各組成部分說明
　　1．2．1 車載視音頻監(jiān)控模塊
　　在車輛進(jìn)出口及重要位置安裝視頻攝像機(jī)，獲取車內(nèi)外的視頻信號(hào)，并傳輸給車載終端主機(jī)；車載視頻監(jiān)控終端負(fù)責(zé)采集視音頻數(shù)據(jù)、數(shù)字化壓縮處理，并進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存在車載終端的硬盤內(nèi)。
　　1．2．2 信患交互模塊
　　車載終端主機(jī)可通過3G無線網(wǎng)絡(luò)（中國(guó)聯(lián)通WCDMA）與中心平臺(tái)進(jìn)行交互上傳車內(nèi)外視頻圖像信息及報(bào)警信號(hào)；GPS衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以及語音信息等交互功能。
　　1．2．3 GPS定位模塊
　　車載終端主機(jī)可采集GPS衛(wèi)星定位信息，并通過3G無線網(wǎng)絡(luò)（中國(guó)聯(lián)通WCDMA）上傳至與中心平臺(tái)；中心平臺(tái)屏幕顯示車輛所在位置、速度、方向角等信息；并可實(shí)現(xiàn)車載電話功能。
　　1．2．4 中心管理平臺(tái)
　　通過3G無線網(wǎng)絡(luò)（中國(guó)聯(lián)通WCDMA）對(duì)車載終端主機(jī)進(jìn)行集中管理；中心管理平臺(tái)具備車輛調(diào)度、車輛報(bào)警處理、遠(yuǎn)程指揮等功能。
　　1．2．5 車載終端主機(jī)說明
　　組成：需要定位、跟蹤的車輛需安裝車載單元稱為車載終端。車載終端組成包括主機(jī)（由GPS接收機(jī)、WCDMA收發(fā)模塊、數(shù)字視頻服務(wù)器等構(gòu)成）、顯示設(shè)備、其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備如攝像頭等。
　　功能模塊：車載終端是客運(yùn)車輛監(jiān)控調(diào)度的重要部件，GPS接收機(jī)完成GPS衛(wèi)星信號(hào)的分析計(jì)算，通過WCDMA通信模塊發(fā)送給GPS調(diào)度管理中心。顯示設(shè)備可收發(fā)消息、實(shí)現(xiàn)調(diào)度功能、發(fā)出提示信息，攝像頭可拍照并由主機(jī)將數(shù)據(jù)上報(bào)到中心。
　　2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析
　　2．1 差分GPS定位技術(shù)
　　差分GPS（Differential GPS，DGPS）定位需要至少2臺(tái)GPS信號(hào)接收機(jī)，分別安放在運(yùn)動(dòng)載體（客運(yùn)車輛）和基準(zhǔn)站（已知點(diǎn)位坐標(biāo)）上，前者稱為動(dòng)態(tài)GPS信號(hào)接收機(jī)，后者稱為基準(zhǔn)GPS接收機(jī)。二者同步地對(duì)一組在視GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，基準(zhǔn)接收機(jī)為動(dòng)態(tài)接收機(jī)提供差分改正數(shù)，并稱為DGPS數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)接收機(jī)利用自己的GPS觀測(cè)值和來自基準(zhǔn)接收機(jī)的DGPS數(shù)據(jù)精確地解算出運(yùn)動(dòng)實(shí)體的三維坐標(biāo)。只有一臺(tái)基準(zhǔn)接收機(jī)用來發(fā)送“偽距校正值”的DGPS測(cè)量模式叫做單基準(zhǔn)站偽距DGPS測(cè)量，其工作原理可通過圖2直觀表示。
　　
　　實(shí)際操作中把基準(zhǔn)接收機(jī)設(shè)在監(jiān)控中心，動(dòng)態(tài)接收機(jī)則放于客運(yùn)車輛上，經(jīng)測(cè)試，DGPS測(cè)量可以把單點(diǎn)動(dòng)態(tài)實(shí)體定位精度提高到10 m之內(nèi)，也可以較好的解決GPS靜態(tài)定位漂移的問題。
　　2．2 WCDMA無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
　　第三代（3G）無線通信技術(shù)中寬帶碼分多址（Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA）技術(shù)是全球商用時(shí)問最長(zhǎng)，技術(shù)成熟、可演進(jìn)性最好的。具有網(wǎng)絡(luò)速度快、支持業(yè)務(wù)廣、終端種類多、國(guó)內(nèi)覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，這也是本文采用此技術(shù)的原因。
　　WCDMA采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址（DSCDMA）、頻分雙工（FDD）方式，碼片速率為3．84Mc／s，載波帶寬為5 MHz?；赗elease99／Release 4版本，可在5 MHz的寬帶內(nèi)提供最高384 Kb／s的用戶傳輸速率。WCDMA能夠支持移動(dòng)／手提設(shè)備之間的語音、圈像、致?lián)约耙曨l通信，速率可達(dá)2 Mb／s（對(duì)于局域網(wǎng)而言）或384 Kb／s（對(duì)于寬帶而言）。輸入信號(hào)先被數(shù)字化，然后在一個(gè)較寬的頻譜范圍內(nèi)以編碼的擴(kuò)頻模式進(jìn)行傳輸，窄帶CDMA使用的是200 kHz寬度的載頻，而WCDMA使用的則是一個(gè)5MHz寬度的載頻。