隧道卫星导航定位授时解决方案

隧道GPS/北斗卫星信号覆盖定位方案

一、项目背景及具体需求

随着卫星导航系统及其应用的发展，卫星导航系统已经成为重要的、不可或缺的空间基础设施，其应用已经渗透到几乎所有领域，成为国防能力的倍增器，经济发展的助推器，在保障国家安全与促进经济发展中发挥着不可替代的作用。

然而，卫星导航系统固有的局限性使卫星导航服务存在着明确的能力不足与缺口，使卫星导航用户不能在任何时间、任何地点、任何环境下使用卫星导航服务，使依赖卫星导航服务的国家基础设施的安全、高效、稳定运行面临严重威胁。如在室内、地下、隧道、水下、高山或城市峡谷等环境，微弱的卫星导航信号不足以穿透各种物理遮蔽物，导航终端用户无法使用卫星导航服务，成为“空白区域”。

在交通领域中，交通产业快速发展带来的安全问题日益凸显，紧急救援、应急指挥等空间信息服务需求迫切。隧道类环境既不能实时导航、也不能监控定位，还属于救援盲区，容易造成救援延迟，错失救援的最佳时机，造成更大的经济损失。

另外，其余需通行用户因无法提前预知隧道内通行是否通畅而不能提前做出避开隧道绕行的合理线路，造成盲目堵塞隧道交通甚至发生二次事故等问题。

目前基于卫星通信的导航技术主要有常规伪卫星增强技术、室内卫星导航技术以及导航信号转发技术等，但基本是采用“伪卫星系统+专用车载终端”的方式，但是这一方式需对各终端进行改造，成本较高；导航卫星信号转发技术则存在工程实施难度大、信号位置不连续等问题，不适合实现整个隧道的覆盖， 在应用上主要偏向于5G基站的授时。

面对这样的需求：给隧道内的车辆或手机提供相对连续的位置信号，北斗众成提供了一种室内环境下卫星导航定位增强系统方案：通过即时接收室外区域的卫星导航信号或互联网获取基准信号，并在室内实时生成和播发与室外区域真实卫星导航系统信号相同步的导航信号，解决了在不对导航终端进行任何改动下，实现室内卫星导航定位问题。本系统具有支持 GNSS 多星座、建设难度小、成本低、通用化等优点，目前在隧道内应用上已取得初步成效。

二、系统功能

隧道覆盖增强系统基于卫星信号实时再生技术，通过在隧道顶部或者侧壁挂载微型卫星增强基站，在不改变终端任何硬件的条件下， 实现通用接收终端（常规机动车辆车载终端、无人平台车载终端、手机、PAD 等）隧道内外无缝定位，为监控后台、导航地图、救援服务等应用提供天地一体统一基准的位置、时间信息，有力支撑智能交通、智慧城市的精细化管理。

1）该定位系统可以对隧道内通行的危险品车辆、养护施工车辆及其他需要定位的设备进行定位，弥补现有监控、报警系统在事故预警与救援时的不足；

2）该定位系统可通过对持有终端的施工人员、救援人员定位跟踪实现远程管理与调集，通过实时把控施工现场人员的分布状况及其运行轨迹，以便于更加合理地进行调度管理、安全监管，尤其当事故发生后，能让救援力量迅速定位被困人员的位置，及时地做出正确的救援决策，提升救援效率，减少人员伤亡率。

3）另外该系统对车联网技术在交通领域的推广、隧道智能交通的发展、车路协同等领域也有一定的促进作用。

此外，该系统具有良好的复制性，可直接应用于机场、地下车场、商圈等典型室内环境。

北斗众成的光纤GPS/北斗室内覆盖定位系统有效的解决了隧道信号覆盖的问题，该系统是一套由发送单元和接收单元组成设备，系统采用智能分路系统，把GPS有源天线的受时信号进行放大分配给多个天线。实现远端光纤传输，远端主机系统把接收到的GNSS天线进行放大，经过光模块将电信号转化为光信号后，通过光纤链路传输到近端主机系统，远近端主机系统都可以将信号放大给室内天线，通过室内天线即可实现隧道的超远距离的信号传输与GPS覆盖。从而实现隧道内的GPS/北斗定位（模糊定位，一个点的定位），同时可以实现隧道内GPS/北斗的卫星授时，为4G,5G基站提供卫星授时信号。

该系统能实现集群通信信号、常规通信信号覆盖的具体解决方案，可以改善移动通信的信号覆盖状况，增大覆盖区域提高通信质量。一台主机可连接多个室内天线，可实现覆盖范围更大的的星形组网方式，适用于狭长的隧道覆盖或者室内的信号覆盖。隧道的覆盖组网结构主要是由隧道的长短决定，对于特长的隧道可以用一个远端主机带多个近端主机的方式来实现覆盖，可不受隧道距离的限制，进行超长距离的信号覆盖。

1. 系统特点

产品性能

双路天线，自动和手动切换功能；

远程光信号发送系统；

多级光传输，实现长达100公里的隧道GPS北斗信号覆盖

低噪声；

增益：30dB固定增益；

天线状态监控和告警；

发送告警邮件；

四路干节点告警功能（RJ45接口）；

蜂鸣器告警功能；

输出端口状态监控、告警功能(可选)；

支持GPS/BDS卫星光信号发送；

实时显示GPS/Beidu2 B1的信息；

双48V DC；

软件管理，网管监控；

支持LNA备份、检测；

支持时间源自守时

主机性能指标......

成都金牌科技有限公司从事北斗定位软、硬件终端研发，施工、运营，多年行业经验，联系电话18190901776何先生。