基于GPRS和GPS的野外移動環境監測技術分析

馮宗友 左安飛

(山東省臨沂市環境監測站，山東 臨沂 276015)

基于GPRS和GPS的野外移動環境監測技術分析

馮宗友 左安飛

(山東省臨沂市環境監測站，山東 臨沂 276015)

科技發展水平的不斷提升，為我國環境監測技術的發展帶來了一定的推動作用，GPRS和GPS就是野外移動環境監測中兩種常用的技術方式。因此，本文通過對相關方面的內容進行分析與闡述，從而為從事野外移動環境監測工作有關單位及工作人員在具體的工作中提供借鑒作用。

GPRS和GPS;野外移動;環境監測

在水文、水利、氣象等領域的環境監測工作中離不開GPRS和GPS技術的支撐。為了能夠順利完成野外環境監測要求，對于開GPRS和GPS技術的應用，需要我們高度的重視，只有這樣才能在保證監測工作的順利開展，為環境保護工作提供必要的數據支撐。

一、GPRS系統結構和GPS系統結構

1、GPRS系統結構

在開展GPRS業務時應用GSM網絡，這樣就必須改動現有的基礎設施，可以將兩種新的網絡單元引入進來，有四部分內容存在于GPRS系統中:基站子系統、移動臺、分組交換子系統、電路交換子系統。GSM原有系統中包括CSS。將PCU和PSS引入進來，GGSN和SGSN能夠在不同位置存在，也可以向著相同的設備中集成。GSM中的MS一定要利用軟件升級和硬件改造才可以在GPRS中進行使用，要將GPRS系統構建起來，不但要將GGSN、PCU和SGSN新單元引入進來，同時，還應該升級GSM系統中的有關軟件。

2、GPS系統結構

GPS為一種全新的衛星全球定位系統，其中主要由三部分構成:GPS信號接收機、地面監控部分和GPS衛星星座。

二、基于GPRS和GPS的野外移動環境監測技術

1、設計系統總體結構

在GPRS和GPS網絡的基礎上，將整個系統建立起來，移動通信網的平臺即為DDN，對GPRS的承載方式進行選擇，將GPRS終端當做網絡的接入裝置，進而將傳輸數字信息的網絡建立起來。對于水質傳感器的數據可以利用遙測遙控終端來采集，同時，對于中心站發來的指令也能夠有效的去接收，展開相應的操作。監控中心利用相應的方式向著GPRS網絡中接入，對于移動終端發過來的數據利用數據服務器完成接收，并且在數據庫中進行保存，便于用戶查詢。監控中心工作人員將局域網連接起來，用戶在操作員站上利用應用程序查詢相應的歷史數據和實時數據，并且能夠通過很多形式顯示出來。這樣野外用戶能夠利用GPRS給出的無線向著網絡中接入，進而能夠通過移動終端訪問監控中心的服務器，瀏覽歷史和實時數據。用戶還能夠通過PC機的形式查閱瀏覽數據。

2、監測站接入方式

監測站利用 GPRS撥號向著 GPRS網絡中接入，移動GGSN將一個IP地址分配給監測站，現階段，中國移動將動態IP地址提供出來。進而完成IP地址動態分配，必須要將DHCP服務器配置到網絡中，DHCP為一個服務程序和客戶端，有兩個數據庫存在于DHCP服務器上，一個是在IP地址上綁定物理地址靜態模式。另一是使IP地址被DHCP動態的分配出來。當一個臨時IP地址被一個DHCP客戶端請求出來時，這樣DHCP服務器就可以對IP地址池進行使用。將一個IP地址在一定通過協商確定的時間內分配給客戶。

為了提升數據傳輸的穩定性和可靠性，我們可以向移動公司申請VPN服務，移動公司能夠將VPN為接入用戶建立起來，并且可以為各個VPN用戶提供出一個綁定網內IPDE SIM卡。在基于GPRS網絡的基礎上將VPN為數據傳輸模型建立起來，系統安全性和實時性會得到保證。

三、GPS在野外移動環境監測中的應用

1、定位原理分析

按照觀測量的不同，可以采用不同的定位方式，主要為載波相位觀測量、多普勒觀測、偽距觀測量等，其中應用較為廣泛的是偽距觀測量。

2、劃分GPS精度

精度定位精度和標準定位精度是GPS的兩種主要定位精度，使用C/A碼來完成標準定位精度的定位觀測，一般可以是實現100米之內的誤差，當關閉了設備之后，能夠將這個誤差降低到30米左右，因此，為了將GPS的測量精度提升上來，在校正的過程中，我們應該應用差分定位的技術方式。一般能夠在2到5米左右控制精度范圍，一些時候還可以實現米級。精度定位精度。為了實現這樣的定位精度，這樣就需要應用PY碼，在水平的方向上，它可以完成15米左右的精度，在垂直狀態下，精度可以達到25米左右。

3、遙測終端組成及每部分功能的案例分析

數據采集終端、水質傳感器和浮標站一同組成了遙測站。用一定直徑的圓柱形梭狀浮標體在站房中搭建起來，用欄桿將標體圍起來，這樣確保在標體上工作人員能夠順利的完成工作，將專用密封儀器艙設置在標體上，在水面上漂浮著浮標，在江底固定錨桿，在標體側面利用專用的測量管固定傳感器，確保在水下的0.5米處安置著水質傳感器的探頭，在浮臺上安裝數據采集終端，對GPS坐標數據和YSI傳來的水質數據進行采集，之后向著數據監測中心中利用GPRS完成傳送，可以利用電池組完成浮標站的供電，能夠確保連續多日的不間斷供電。GPS信息能夠令工作人員在中心站中將浮標體的具體位置有效的監測出來，進而確保在相應的水面范圍內漂浮著浮標。

結語

經過長時間的研究和調查發現，GPRS和GPS技術在野外移動環境監測工作中應用廣泛。文章在通性設計的基礎上在環境監測的多個領域中進行了應用。在具體的設計中，首先在采集位置信息的時候主要應用CPS，傳輸信道的功能主要是由GPRS來完成，從而向著監控中心中傳輸所采集數據。通過本文的分析，旨在為有關研究人員在具體的工作中提供相應的參考。

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