基于處置機動車違法犯罪的警用便攜式追蹤定位發射器設計

杜洋

（重慶警察學院，重慶 400331）

1 警用車輛追蹤定位發射器研發現狀

為保護公民的生命、財產安全，各國都在大力發展警用高科技裝備，以期能快速安全的處理各種突發事件。一直以來，美國警方非常重視對嫌疑車輛實施追蹤定位技術的研究應用。于2013 年研發了適用于警車高速追逐嫌疑車輛的Starchase 車載追蹤定位系統，在美國的四個州范圍內都得到了使用、推廣。

Starchase 車載追蹤系統工作原理是：當警車接近目標車輛后，發射帶有追蹤定位的終端并粘貼到目標車輛上，利用信息終端和數據分析系統對其實施追蹤定位。這套系統看似先進，但本身固有的兩個特點決定了其無法適應我國公安工作的實際需求：一是體積和質量大，只能搭載在警用車輛上，限制了其戰術使用范疇，對警車性能和駕駛人員技能有較高的要求。二是造價高昂，安裝這一系統的需要花費5000 美元，而每顆子彈的造價為500 美元。

在我國，公安機關盡管存在實際需求，但類似產品的研發和應用卻鮮有報道。如果能研發一種輕量化、小型化的手持發射裝置，且有效控制生產制造成本，就極大地拓寬了此設備的裝備和應用范圍。而在北斗、GPS、LBS 定位技術以及警用地理信息平臺應用成熟的今天，我們完全有能力研發這款具有自主知識產權的警用裝備，縮短我國與西方發達國家警用裝備在設計理念、制造技術及實戰運用上的差距。

2 警用便攜式車輛追蹤定位發射器設計分析

該裝備的研發構想是設計出一款便攜式可快速安裝的車輛追蹤定位器材，當民警在安全距離外持握該發射裝置對準目標車輛實施擊發，即可快速對移動或靜止的嫌疑車輛完成追蹤定位裝置安裝，并通過手持終端或信息處理系統實現對目標車輛追蹤定位的功能。

2.1 結構性能分析

單警便攜式車輛追蹤定位發射器由前端發射系統和后端管理平臺兩大部分構成。通過衛星定位系統，對目標車進行地理位置信息標定，然后通過移動通信網絡，將目標車的地理位置信息通過通信網關上傳到服務器端，服務器對定位信息進行處理并存儲后，再通過網絡下發到警用移動手持終端，從而可以實現實時追蹤或者軌跡復現等應用。

前端發射系統包含發射器、追蹤定位模塊。結合公安實際工作需要，發射器要具備輕量、便攜、安全、人機功效優越的設計標準，同時兼顧足夠的有效射程和簡單可靠的設計要求，便于民警在保證自身安全的前提下，對危險和復雜的車輛查控現場能快速取用并實施有效處置；追蹤定位模塊要具備微型化、易于隱藏、多種定位模式、可遠程控制、定位精度高、數據傳輸快、吸附能力和抗干擾能力強的特點，并預留傳感器采集接口，為產品的功能擴展提供必要條件。

數據傳輸部分采用4G 或5G 網絡傳輸、專網傳輸，后端管理平臺采用多功能智能屏以及系統平臺服務器，數字化的設計理念保證系統在今后方便擴容。基于北斗一代衛星，利用衛星短報文通訊功能，解決無公網區域處置違法犯罪行為的數據傳輸方案。

2.2 技術指標分析

為了滿足一線民警在車輛查控過程中對嫌疑車輛實施追蹤定位的實際需求，達到合法、安全、有效的處置目的，兼顧便攜、快速、準確的使用要求，該追蹤定位發射器應具備的主要技術指標如表1 所示。

表1 單警便攜式車輛追蹤定位發射器主要技術指標

3 警用便攜式車輛追蹤定位發射器設計方案

3.1 設計構思

單警便攜式車輛追蹤定位發射器由發射機構、追蹤定位終端、查詢監控后臺組成，其可在有無GNSS 信號下的無縫導航定位功能，能適時向指揮人員提供目標車輛的具體位置、運行軌跡等參數，可有效地提高指揮和協同效率。

該發射裝置要具備體積小、便于攜帶、人機功效優越、使用安全、保養維護簡單的性能特點；定位終端要具備功耗低、體積小、易于隱藏、吸附力強、內置天線和電池、抗干擾處理芯片穩定性好、定位精度高的性能特點。

查詢監控后臺主要分為兩種GIS 處理手段，一種是基于外網的百度、高德等地圖；另一種是基于公安內網的PGIS 地圖。在項目開發的實驗階段，采用了基于外網的高德地圖搭建整個系統平臺，在項目后期驗證成熟了后，可以移植到基于公安內網的PGIS 地圖上，實現與警務地理信息系統、警務指揮系統的整合，以期在各種復雜環境下，為執法戰斗現場指揮提供可靠的數據支持，更好的服務于公安實戰工作。

3.2 設計展示

3.2.1 核心硬件部分

核心硬件采用的是GSM/GPRS/GNSS 無線通信電路方案，同時支持GPS/BDS 定位系統。定位系統采用最新medialtek soc 單芯片mt6260（四頻）開發的超小型低功耗具有定位功能的北斗衛星、GPS 導航系統通用接收機模塊, 其功能模塊如圖1 所示。由于采取了集成度比較高的射頻電路，因此必須考慮無線信號干擾和EMC 設計。電路方案經評估采用6 層1 階板，屏蔽罩采用集成單片模式，設計了器件間足夠的避讓距離，以滿足復雜的工況條件。

圖1 無線通信模塊的基帶設計框圖

該裝置有以下主要特征：

北斗+GPS+LBS 車輛或車隊管理，尺寸緊湊，便于隱藏，免開機鍵，通電即工作；

采用MT6261+TD1030 芯片，定位速度快，定位精度高，性能更穩定；

內置雙CPU，有防死機制，故障自恢復功能；

支持自動調整上傳時間間隔；

支持AGPS，快速捕捉信號；

支持短信定位和GPRS 軌跡跟蹤兩種模式；

支持中文短信地址回復和互聯網查詢位置信息；

通過手機短信回傳位置數據；

高集成度設計，采用雙內置(GSM+GPS)天線設計。

3.2.2 軟件部分

為方便民警在實戰中快速獲取嫌疑車輛的追蹤定位信息，該項目設計了便于操作的手機終端APP。在整個工作流程中，定位終端將地理信息實時上傳到服務器，服務器將收到的地理位置信息處理后，在保存的同時，下發到手機端或PC 端，將服務器的地理信息實時顯示在地圖上。此外，該軟件具有軌跡終端回放功能，方便使用者分析查控對象的行為軌跡。

3.2.3 定位終端、發射器結構設計

為了使定位終端在發射后能牢固的吸附于嫌疑車輛表面，設計最終選用了三棱體造型的多層復合材料覆蓋方案。外殼采用UG 軟件設計，由3D 打印技術中SLS 激光燒結工藝制作，具有精度高、強度大、韌性好、耐高溫、防腐蝕等性能特點。四個外殼面內部均安裝有強力磁鐵，發射后即使與目標車輛發生碰撞翻滾，也能使定位終端快速、牢靠的吸附于目標車輛表面；在吸附外殼與定位模塊之間，設計了緩震內殼，通過填充物的物理隔絕，減緩定位終端的震動和干擾（見圖2）。

圖2 定位終端結構圖

圖3 發射器結構圖

槍形發射器的設計具有操作簡單、便于握持、指向性好等特點（見圖3）。三棱柱形狀的發射筒內安裝有三條導軌，以減少定位終端的運動摩擦，儲能倉位于發射筒后部，當扳機釋放時，將動能傳遞給定位終端，使其彈射出發射器，完成對目標車輛的吸附和定位追蹤。

4 運用戰術介紹

通過單警便攜式車輛追蹤定位發射器的樣機測試表明，民警在察覺目標車輛有沖卡逃逸的企圖時，能在極短的時間內完成持握、開機、發射的戰術動作，在避免車輛沖撞的安全范圍內將定位終端吸附于嫌疑車輛上。通過北斗衛星、GPS 等系統的接入，能夠迅速鎖定、追蹤、發現嫌疑車輛，為視距外跟蹤、遠程跟蹤等處置戰術的運用提供準確信息，極大的提高了民警執法戰斗效能。

5 結論

面對當前日益嚴峻的維穩形勢，新型警用裝備的研發與應用勢在必行，因為這不僅能為警方增添處置戰術，也必將會對各類治安案件、刑事案件的組織指揮和決策帶來深遠影響。研發單警便攜式車輛追蹤定位發射器，除了具有很大的實用價值外，還具有長遠的意義，它必將為我國警察行動與戰術的發展作出貢獻，為切實維護廣大人民群眾的合法利益奠定基礎。