CN101588215B - 灾害预防信息的接收和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灾害预防信息的接收和处理方法，本发明中DAB-S RF模块接收来自广播卫星的灾害预防的射频信号，对其进行处理后输出给DAB-S基带模块，进行处理后输出给音视频模块，音视频模块进行音视频输出。GPS RF模块接收来自导航卫星的射频信号，对其进行处理后输出给GPS基带模块，根据解算控制数据对导航基带信号进行处理后输出PVT数据。本发明具有覆盖广、不依赖于地面基础设施进行灾害预防信息的及时准确发布，同时具有导航定位，并且可进行灾害地区回避导航定位等优点，它特别适用于作灾害预防信息的接收和处理。

Description

灾害预防信息的接收和处理方法

技术领域

本发明涉及数字信息传输和卫星导航定位技术领域，尤其涉及一种灾害预防信息的接收和处理方法，它特别适用于作灾害预防信息的接收和处理。

背景技术

随着经济的发展，人类对矿物燃料的依赖正在造成一场全球变暖的灾难，气候变暖是由人为导致的，并且已经威胁到全球生物的可持续性发展。在世界不同地区，已出现多起气象灾害，造成了大量人员伤亡和财产的损失。

防御和减轻自然灾害、保障广大群众生命财产安全是构建和谐社会的需要。中国气象事业发展战略提出在我国建立重大气象灾害预警***和气象灾害预警***为我国国民经济建设保驾护航目标，气象灾害预警***是对气象灾害进行预测及在灾害来临前及时发出预警警报信息，使人民群众对灾害事情有一定的心理准备、共同携手有计划有步骤地采取行动，把气象灾害的影响及危害程度降至最低。

在气象灾害发生前，如何让人们更快、更好、更方便地了解灾害信息，首选的途径是基于DAB的卫星广播***。卫星广播***具有覆盖面广、终端架设简便等特点，应成为国家突发公共事件预警发布信息的重要技术手段，它可以实现同时进行语言和文字信息的广播，并且具有抗噪声、抗干扰、抗电波传播衰落等特点，非常适合大范围的、不受天气条件及地面基础设施限制的气象灾害应急预警信息的发布。

DAB是继AM、FM传统模拟广播之后的第三代广播，除了具有数字信号传输抗噪声、抗干扰、抗电波传播衰落等优点外，并可提供CD立体声质量及数字信息服务，且在一定范围内不受多重路径干扰影响，以保证固定、便携及移动终端的高质量接收。

为了更好的建设气象灾害预警***，保障国民经济建设的顺利进行，在重大灾害发生时防御并减轻自然灾害，迫切需要基于卫星数字音频广播(DAB-S)以及卫星导航定位***(GPS)的灾害预防信息的接收和处理方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种灾害预防信息的接收和处理方法。它还具覆盖面广、终端架设简便、移动方便、接收不受环境条件影响、清晰准确的特点，还可结合卫星导航定位***，通过卫星数字广播***接收灾害情报信息以及安全撤离、救援推进路线等信息，并依据这些信息进行导航定位，使群众迅速、安全的撤离危险区，同时使救援队伍也迅速开赴灾区实施救援。

为实现上述目的，本发明的灾害预防信息的接收和处理方法，基于预置的预防信息接收处理***及加载于该***的主控程序的支持下，同时实现以下灾害预防信息步骤和导航步骤：

灾害预防信息步骤：

(1)卫星数字音频广播射频(DAB-S RF)模块接收来自广播卫星的灾害预防的射频信号，对其进行处理后把灾害预防的基带信号输出给卫星数字音频广播(DAB-S)基带模块；

(2)卫星数字音频广播(DAB-S)基带模块接收卫星数字音频广播射频(DAB-S RF)模块输出的基带信号，并对基带信号进行I/Q变换，得到两路正交信号，该信号通过信道同步和信道均衡后，送入OFDM基带解调器进行基带解调，然后通过解复用器将音视频信号送入信道解码器解码，接着进行信源解码、音视频综合，最后经D/A还原处理后把灾害预防的数字音视频数据输出给音视频模块，音视频模块进行音视频输出；

导航步骤：

(1)卫星导航定位***射频(GPS RF)模块接收来自导航卫星的射频信号，对其进行处理后把基带信号输出给卫星导航定位***(GPS)基带模块；

(2)卫星导航定位***(GPS)基带模块接收卫星导航定位***射频(GPS RF)模块输出的基带信号，对该信号进行捕获、跟踪、PRN码的解扩、载波解调，并提取原始观测量以后，输出电文和观测量数据至微控制单元(MCU)控制模块；

其特征在于：导航步骤(2)之后还包括以下导航步骤，

(3)卫星导航定位***(GPS)基带模块将导航数据传送给微控制单元(MCU)控制模块，以进行针对导航定位应用的数据处理；

(4)卫星数字音频广播(DAB-S)基带模块对接收的基带信号进行解码、解密处理后把解算控制数据、导航控制数据输出到存储模块；

(5)微控制单元(MCU)控制模块根据存储模块中的控制数据对卫星导航定位***(GPS)基带模块进行控制，及时修正各种误差，输出实时、准确的位置、速度和时间(PVT)数据。

本发明的进一步改进，还包括步骤(6)，存储模块中嵌入导航应用程序，在微控制单元(MCU)控制模块的控制下，接收位置、速度和时间(PVT)数据进行导航定位。

本发明的进一步改进，还包括步骤(7)，存储模块接收卫星数字音频广播(DAB-S)基带模块输出的导航控制数据，微控制单元(MCU)控制模块根据导航控制数据以及接收的位置、速度和时间(PVT)数据，进行灾害地区回避导航定位。

采用本技术方案，其效果如下：

1、本发明采用DAB-S技术实现灾害预防信息的接收和处理，使得灾害预防的广播信息的接收具有抗噪声、抗干扰、抗电波传播衰落、适合高速移动接收等优点，使得灾害预防广播信息及时、准确发布。

2、本发明采用DAB-S技术实现灾害预防信息的接收和处理，使得灾害预防的广播信息的接收具有地域覆盖面广、基础设施不易受到灾害的破坏等优点，即使在地面基础设施完全受到破坏的大灾害发生时，也可以及时、准确的将灾害预防信息进行发布。

3、本发明采用GPS技术实现灾害预防信息的接收和处理，还具有卫星导航定位功能。

4、本发明结合GPS技术实现灾害预防信息的接收和处理，可依据广播卫星发送的控制数据，对解算误差进行修正，精确解算出定位信息。

5、本发明结合GPS技术实现灾害预防信息的接收和处理，可依据广播卫星发送的导航控制数据，进行灾害地区回避导航定位。使得灾民能够安全、及时撤离；灾区救援也能够得到及时展开。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明实施例的工作原理图。

具体实施方式

本发明的灾害预防信息的接收和处理方法，首先预置灾害预防信息的接收处理***，由图1所示可知，包括DAB-S RF模块100、DAB-S基带模块101、GPS RF模块200、GPS基带模块201、MCU控制模块300、音视频模块400、LocalBUS总线500、人机接口600、存储模块700；由图2所示，在工作过程中，加载电源模块800、输入801、显示终端，显示终端包括显示屏802、扬声器803。

其中，DAB-S RF模块采用商用的DAB-S RF芯片、DAB-S基带部分采用FPGA来实现，FPGA中嵌入DAB-S基带处理程序；本实用新型灾害预防多功能终端的GPS RF和GPS基带部分采用SiRF公司的SiRFstarⅢ芯片来实现；MCU控制模块采用ARM9TDMI芯片、音视频模块采用FPGA来实现，FPGA中嵌入音视频解码处理程序，显示屏、扬声器、存储模块、人机接口、电源模块采用通用的商用产品来实现。

结合图1、图2所示可知，DAB-S天线与DAB-S RF模块相连，DAB-S RF模块与DAB-S基带模块相连，DAB-S基带模块与音视频模块相连，音视频模块与显示屏、扬声器相连。MCU控制模块、DAB-S RF模块、DAB-S基带模块、人机接口、存储模块、音视频模块分别与LocalBUS总线相连，MCU控制模块通过LocalBUS总线对DAB-S RF模块、DAB-S基带模块、人机接口、存储模块、音视频模块进行控制。

DAB-S RF模块100出端2脚与DAB-S基带模块101入端1脚连接，DAB-S基带模块101出端2脚与音视频模块400入端1脚连接，MCU控制模块300出入端1脚、DAB-S RF模块100出入端3脚、DAB-S基带模块101出入端3脚、人机接口600出入端1脚、存储模块700出入端1脚、音视频模块400出入端2脚分别与LocalBUS总线500连接。

基于该灾害预防信息的接收处理***及加载于该***的主控程序的支持下，本发明的灾害预防信息的接收和处理方法包括如下步骤：

①DAB-S RF模块通过DAB-S天线接收来自广播卫星的灾害预防的射频信号，对其进行低噪放、下变频、AD转换等处理后，把灾害预防的基带信号输出给DAB-S基带模块；

②DAB-S基带模块对数字信号进行I/Q变换，得到两路正交信号，该信号通过信道同步和信道均衡后，送入OFDM基带解调器进行基带解调，然后通过解复用器将音视频信号送入信道解码器解码，接着进行信源解码、音视频综合；

③最后经D/A还原成灾害预防的模拟音视频输出到显示屏、扬声器进行视频显示与音频播放。而从解复用器出来的数据业务，则送入数据业务电路处理，完成数据业务的解码与显示。

本发明灾害预防信息的接收和处理中的GPS RF模块与GPS基带模块相连，GPS基带模块与音视频模块相连，GPS RF模块、GPS基带模块分别与LocalBUS总线相连，MCU控制模块通过LocalBUS总线对GPS RF模块、GPS基带模块进行控制。它包括步骤：

①GPS RF模块通过GPS天线接收来自GPS导航卫星的射频信号，对射频信号进行放大、下变频、滤波和AD变换，得到适合数字信号处理的频率和电平范围内的数字信号，然后把数字信号输出给GPS基带模块；

②GPS基带模块对数字信号进行捕获、跟踪、PRN码的解扩、载波解调，同时完成原始观测量的提取，包括可见卫星信号捕获和跟踪工作模式下的实时并行多通道信号处理，从多址信号分离识别各导航***的卫星信号，对经PRN码扩频的信号进行相关解扩；在获得解扩增益提高信噪比的基础上解调载波，消除频率偏移的影响，恢复基带信号，将相关解扩、解调处理的历元时刻所对应的码状态、载波Doppler以及相位状态形成原始观测量，与导航数据一起传送给MCU控制模块，以进行针对导航定位等应用的数据处理和解算。

③MCU控制模块基于GPS基带模块送来的电文和观测量数据进行导航定位解算得到PVT和其他信息以满足各种应用的要求，同时负责整个***的运行控制，操作***和应用软件的运行，硬件控制、I/O通信等。

④DAB-S基带模块进行解码、解密等处理后把解算控制数据、导航控制数据输出到存储模块，MCU控制模块根据控制数据对GPS基带模块进行控制，及时修正各种误差，输出实时、准确的PVT数据。

⑤存储模块中嵌入导航应用程序，在MCU控制模块的控制下，接收PVT数据进行导航定位。MCU控制模块还可根据导航控制数据以及接收的PVT数据，进行灾害地区回避导航定位。

Claims (3)

1.一种灾害预防信息的接收和处理方法，该方法基于预置的预防信息接收处理***及加载于该***的主控程序的支持下，同时实现以下灾害预防信息步骤和导航步骤：

灾害预防信息步骤：

(1)卫星数字音频广播射频(DAB-S RF)模块接收来自广播卫星的灾害预防的射频信号，对其进行处理后把灾害预防的基带信号输出给卫星数字音频广播(DAB-S)基带模块；

(2)卫星数字音频广播(DAB-S)基带模块接收卫星数字音频广播射频(DAB-S RF)模块输出的基带信号，并对基带信号进行I/Q变换，得到两路正交信号，该信号通过信道同步和信道均衡后，送入OFDM基带解调器进行基带解调，然后通过解复用器将音视频信号送入信道解码器解码，接着进行信源解码、音视频综合，最后经D/A还原处理后把灾害预防的数字音视频数据输出给音视频模块，音视频模块进行音视频输出；

导航步骤：

(1)卫星导航定位***射频(GPS RF)模块接收来自导航卫星的射频信号，对其进行处理后把基带信号输出给卫星导航定位***(GPS)基带模块；

(2)卫星导航定位***(GPS)基带模块接收卫星导航定位***射频(GPS RF)模块输出的基带信号，对该信号进行捕获、跟踪、PRN码的解扩、载波解调，并提取原始观测量以后，输出电文和观测量数据至微控制单元(MCU)控制模块；

其特征在于：导航步骤(2)之后还包括以下导航步骤，

(3)卫星导航定位***(GPS)基带模块将导航数据传送给微控制单元(MCU)控制模块，以进行针对导航定位应用的数据处理；

(4)卫星数字音频广播(DAB-S)基带模块对接收的基带信号进行解码、解密处理后把解算控制数据、导航控制数据输出到存储模块；

(5)微控制单元(MCU)控制模块根据存储模块中的控制数据对卫星导航定位***(GPS)基带模块进行控制，及时修正各种误差，输出实时、准确的位置、速度和时间(PVT)数据。

2.根据权利要求1所述的灾害预防信息的接收和处理方法，其特征在于：还包括步骤(6)，存储模块中嵌入导航应用程序，在微控制单元(MCU)控制模块的控制下，接收位置、速度和时间(PVT)数据进行导航定位。

3.根据权利要求2所述的灾害预防信息的接收和处理方法，其特征在于：还包括步骤(7)，存储模块接收卫星数字音频广播(DAB-S)基带模块输出的导航控制数据，微控制单元(MCU)控制模块根据导航控制数据以及接收的位置、速度和时间(PVT)数据，进行灾害地区回避导航定位。

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