GPRS技術的沿岸海洋機動調查測量數據傳輸系統的研究
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目前沿岸地帶的應急機動調查測量，一般是利用臨時租用的民船來執(zhí)行任務。但由于受到遠程數據傳輸手段和船只所攜帶調查測量設備功能的制約，測量數據只有在完成航次任務返航后，才能將數據帶回到岸站中心進行處理和評估，導致測量數據質量評估滯后，使得測量數據的精度、密度、成功率、有效率、覆蓋范圍等主要技術指標都難以一次達到要求，補充測量時有發(fā)生，無法滿足應急機動測量的需求。
本文根據目前海洋調查測量技術、嵌入式技術和無線通信技術的發(fā)展現狀及沿岸海域地域特點，為滿足機動海洋調查測量的需求，結合海洋機動調查測量的儀器設備、技術手段、數據采集類型等因素，利用信號覆蓋范圍能滿足沿岸測量需求的GPRS無線通信技術，設計了沿岸海洋機動調查測量數據傳輸系統，實現岸站或母船的監(jiān)控中心對一個或多個機動測量船的遙測遙控。
1 數據傳輸系統結構
本系統主要由監(jiān)控中心、監(jiān)測終端和無線通信數據鏈組成。監(jiān)測終端從調查測量數據中選取能夠代表當前測量狀態(tài)的信息，收集當前調查測量船的航行狀態(tài)，并對采集到的信息進行壓縮編碼，利用無線通信數據鏈將其發(fā)送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對接收的機動調查測量船的航行狀態(tài)、關鍵調測數據等信息進行處理，隨時對調查測量船進行遠程遙控。其構成如圖1所示。
1．1 GPRS技術簡述
GPRS是通用分組無線業(yè)務的簡稱，該技術建立在GSM網絡的基礎上，被稱為2．5代移動通信技術，它將無線通信與Internet緊密結合。GP RS作為一種先進的、全新的無線網絡承載手段，具有獨特優(yōu)勢：
(1)GPRS引入分組交換的傳輸方式，使用者只有在發(fā)送或接收數據期間才占用資源，按實際通信的數據流量為計費標準，是一種面向使用的計費，計費方式更加科學合理，大幅降低使用成本。
(2)GPRS可提供115 Kbjs傳輸速率(最高值為171．2 Kb／s)，明顯高于其他方式。
(3)GPRS提供快速及時的聯接，接入時間小于1 s，大幅提高數據收集及監(jiān)控效率。而且激活GPRS應用后，將永遠保持在線，類似于一種無線專線網絡。用戶只在發(fā)送信息時才申請無線資源，其他時間保持激活狀態(tài)，發(fā)送信息的時候無需重新連接。IP數據包通過分組交換技術被分成若干片段，通過不同的路由以存儲轉發(fā)的方式傳送到目的端，再組成完整的數據。根據移動的網絡狀況，每數據包傳輸時間在1 s左右，并可連續(xù)發(fā)送，從而保證實時傳輸的可靠性。
(4)GPRS支持Internet上最廣泛使用的IP協議和x．25協議，提供了一個完備的基于TCP／IP協議的通信解決方案。
GPRS作為一種高速、高效、經濟的無線系統，具有網絡覆蓋范圍廣、數據帶寬寬、適應性強、計價按數據流量計算、實時在線的優(yōu)點，特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大量數據傳輸，完全滿足多點機動測量數據采集及監(jiān)控的雙向數
據信息傳輸，為機動測量數據采集傳輸及監(jiān)控提供了一種新的數據傳輸通信方式。
1．2 監(jiān)測終端模塊
監(jiān)測終端通過RS 232串口從機動調查測量船中接收數據，然后進行分析、處理，將數據打成IP包，通過GPRS模塊接入GPRS網絡，再通過各種網關和路由將數據發(fā)送到監(jiān)控中心。GPRS網絡用GGSN接入因特網，GGSN提供了GPRS網絡和因特網直接的無縫連接，所以遠程傳輸終端和數據中心的數據傳輸是透明的。
1．3 監(jiān)控中心模塊
監(jiān)控中心是整個數據傳輸系統的通信核心，主要功能是接收和處理監(jiān)測終端發(fā)送來的數據，并對監(jiān)測終端進行結果反饋，實現數據的雙向傳輸，包括服務器端的數據網絡傳輸和數據庫的管理等，同時對整個網絡狀況進行管理。
在實現監(jiān)控中心和監(jiān)測終端通信時，監(jiān)控中心采用TCP／IP協議和一臺接入因特網的PC機來進行數據的接收、處理及對終端的管理。GPRS DTU一開機就自動附著到GPRS網絡上，并與監(jiān)控中心建立通信鏈路，隨時收發(fā)用戶數據設備的數據。GPRS網絡采用分組交換方式，針對GPRS的網絡特點，采用終端主動發(fā)送數據的方式，數據傳輸效率更高。
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