动中通和指挥车系统方案描述.docx
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动中通和指挥车系统方案描述
一、系统建设目标概述
江西省公安厅应急通信指挥车系统是以公安部建设的公安卫星通信专网为基础,把卫星及其他各种通信手段结合在一起,互相补充、互相结合,构成多手段、多途径的图像/语音/数据等通信网络;充分利用卫星、短波、微波、COFDM等通信设施和手段组成移动图像/语音/数据通信系统,为处置治安事件、突发事件、自然灾害事故和重特大安全保卫、警卫等各种现场提供图像、话音、传真、数据等多种综合通信业务服务。
为领导提供实时、准确的现场实况,为正确决策和指挥一线工作提供直观、可靠的第一手资料,从而提高公安机关快速反应、统一指挥、协同作战能力。
二、系统建设原则
1、先进性与成熟性
系统采用当前先进、成熟的方案与技术,采用可靠性高的电子通信/电器/机械设备、辅助保障设备,以及工控计算机硬件、软件工具,集成技术先进的、功能齐全的“动中通”卫星通信车和综合通信指挥车;车辆改装应采用先进、成熟的方案与技术,辅助保障设备工艺先进、运行可靠。
2、实时性与实用性:
系统集成稳定,并易于操作、易于掌握、实用可靠。
3、兼容性与可扩展性
系统集成设计应充分考虑现有卫星通信系统的技术体制与设备性能,注重与其适配性与兼容性。
随着技术的发展和用户新要求的提出,系统和结构上应具有可扩充性,包括硬件的兼容和软件的升级与扩充。
4、标准与规范
车辆的改装、各类设备、通信软件及协议必须符合国内外相关标准以及公安部制定的技术规范,确保与公安专网之间的互联互通。
5、整车设计制造参考以下相关国家或行业标准:
标准编号
标准名称
标准轨距铁路机车车辆限界
GB1496-1979
机动车辆噪声测量方法
GB1589-1989
汽车外廓尺寸限界
GB3842-1983
汽油车怠速污染物排放标准
GB3845-1983
汽油车怠速污染物排放测量方法
GB/T2789-1981
模拟微波接力通信系统网络接口基本技术要求
GB/T3384-1982
模拟载波通信系统网路接口参数
GB/T11299-1989
卫星通信地球站无线电设备测量方法
GB/T12503-1995
电视车通用技术条件
GB/T12535-1990
汽车起动性能试验方法
GB/T12538-1990
汽车重心高度测定方法
GB/T12544-1990
汽车最高车速试验方法
GB/T12673-1990
汽车主要尺寸测量方法
GB/T12674-1990
汽车质量(重量)参数测定方法
GB/T12676-1990
汽车制动性能试验方法
GB/
信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第1部分:
系统
GB/
信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第2部分:
视频
GB/
信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第3部分:
音频
GJB152-1986
军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量
GJB219A-1994
军用通信车通用规范
GJB1034
卫星通信系统通用规范
GJB1035
卫星天线通用规范
GJB2873-1997
军事装备和设施的人机工程设计准则
ITU-R
在6GHz、14GHz和30GHz频段内同步卫星轨道网络内固定卫星业务地球站发射的离轴密度最大允许电平
ITU-R
同步卫星地球站设计用天线辐射方向图
ITU-RSNG1007-1
卫星新闻采集通用技术标准(数字)
ITU-T
使用通用电话交换网络300bit/s双向调制解调器标准
ITU-TR
运用共轭结构代数码线性预测激励的8Kbit/s语音编码
ITU-TR
基于多媒体通信系统的打包
ITU-TR
三类终端间通过IP网络实时通信规程
三、系统建设项目内容
㈠、动中通卫星通信车
1、卫星通信车建设要求:
⑴、在江西省内任何地点通过车载卫星站能快速与省公安厅指挥中心卫星地面站(或相关单位)建立传输链路,实现现场与指挥中心之间一路图像音频、四路语音和一路数据双向传输。
⑵、使用手持和车顶云台摄像机、通过有/无线传输接入等方式采集现场图像。
采集的图像能及时进行传输和备份;使用无线图像传输设备延伸图像采集距离1-3公里;
⑶、使用图像切换显示、主显示/辅助显示设备对多路图像进行主显示/切换显示及记录存储。
⑷、使用车载发电机、免维护蓄电池、UPS等为所有车载设备供电,同时可向车外输出电源;并可通过电动电源线盘连接车外市电。
⑸、车体具有多种外接接口,能与应急通信指挥车实现信号互联;整车设备系统具有较好的电磁兼容特性。
⑹、车载卫星站与厅卫星地面站(3.7米天线)配套使用,卫星设备系统兼容、性能一致,同时对地面站系统进行改造。
2、卫星通信车系统功能
⑴、卫星通信主要设备组成
卫星通信链路由车载移动卫星站、“亚三”通信卫星、省厅卫星地面站等传输链路构成。
车载移动卫星通信系统,通过卫星信道建立现场与省厅卫星地面站之间的图像、语音、数据等信号双向传输。
系统设备主要由Ku波段天线、馈源及伺服系统、功放及室内单元、卫星调制解调器、供电等相关设备组成。
详见卫星通信动中通系统框图:
(卫星通信动中通系统框图)
⑵天线及伺服系统
车载卫星天线为1.0米卫星天线,60瓦功放。
省厅卫星地面站为3.7米(Ku)卫星天线,16瓦功放。
按照亚卫三号卫星南昌市卫星链路参数计算,选用一定功率的天线功放,合理设计车载卫星天馈系统。
卫星通信系统技术总体要求:
通信卫星:
亚洲三号卫星
车载站天线直径:
1m
主站天线直径:
3.7m
传输内容:
图像、数据、语音
通信体制:
SCPC/FDMA
工作频段:
Ku波段
网络拓扑结构:
点对点
数据速率:
~加密或非加密传输
数据接口:
、RJ-45以太网接口、RJ-11话音接口
通信方式:
卫星中继、现场微波、电缆
调制方式:
QPSK
纠错方式:
前向纠错FEC卷积编码(3/4)
门限误码率:
1×10-7
系统遮挡恢复时间<1s
加密方式:
加密
极化方式:
线极化
通信范围:
江西地区
跟踪控制系统技术要求:
初始找星时间:
<2分钟
对星精度:
°
方位跟踪范围:
全方位
俯仰跟踪范围:
20~80°
极化跟踪范围:
±110°
跟踪精度:
±°
极化跟踪精度:
≤°
环境适应性
温度范围:
正常工作-20°~+55°;
储存-40°~+55°;
相对湿度:
95%+3%(温度25°)。
链路计算条件
亚洲3S卫星KU波段转发器:
上行频率:
MHz
下行频率:
MHz
数据速率:
2048Kbps
调制方式:
QPSK
FEC:
3/4加级联的ReedSolomon编码TPC编码
BER:
1X10-7(Eb/N0=)
系统可用度:
%
移动站天线尺寸:
1.0米,单载波工作方式。
地面站天线尺寸:
3.7米,单载波工作方式。
亚洲3S卫星KU频段转发器参数:
南昌市:
EIRP:
南昌市:
G/T:
dB/K
南昌市:
SFD:
/m2
南昌市上行雨衰6dB(降雨强度为63mm/小时)
南昌市下行雨衰5dB(降雨强度为63mm/小时)
系统链路计算结论
链路计算地点按固定站在南昌市(经度:
;纬度:
),车载移动站按全省内取值,在系统可用度%时,对上行雨衰保留合适的余量为6dB,下行雨衰保留合适的余量为5dB。
保证小到中雨可以正常使用,大到暴雨时降低指标使用。
为以后系统扩展保留余量,车载站功放选60W功放,地面站功放选16W。
动中通天线及伺服控制系统由KU波段环焦天线,方位、俯仰、极化座架、伺服控制系统以及高精度陀螺惯导系统等组成。
天线和馈源系统应符合亚洲卫星公司入网技术要求。
伺服控制系统提供全自动化对星,可以自校水平,自动计算卫星指向参数,自动寻北。
可以自动计算卫星指向参数,对天线的(方位轴、俯仰轴、极化轴)进行精确控制,对静止轨道卫星可以自动跟踪,天控器储存10个以上卫星数据。
车载卫星天线及伺服系统具备移动或静止中全自动对星兼手动控制和微调的功能;能够适应室外温度条件和卫星收发信增益指标。
地面站天线为手动调节。
天线跟踪控制系统指标:
1盲找星功能具有盲找星功能
2急启动功能具有“一键”应急启动功能
3遮挡环境动中通天线指向遮挡环境下仍然保持对星
4隐蔽性动中通的隐蔽性强,外观与车体外形保持一致
5初始找星时间<3分钟
6对星精度≤°
7无信号对星精度<°
8方位跟踪范围全方位
9跟踪精度±°
10具有极化实时跟踪,其跟踪精度<±°
11遮挡恢复天线指向情况系统遮挡后,天线仍然指向卫星,不需要重新捕获
12反射面采用整体结构,负压成形,具有刚性大、重量轻、形面精度高的优点
13转台式方位-俯仰型座架结构暗线布线,结构紧凑,垂直尺寸小,有效地节约了舱内空间
14反射面类型环焦型天线
15天线指向范围方位:
360全方位;俯仰:
30~80;⊙极化:
110
16天线系统总重量≤100Kg
激光陀螺技术指标:
比例系数:
Km=±´´/脉冲;
比例系数不稳定性:
≤5×10-5;
随机漂移:
≤º/h;;
测量范围:
±400º/s;
工作温度:
-40℃~+60℃;
存储温度:
-55℃~+70℃;
连续工作时间:
≥24h;
工作寿命:
≥30000h
加速度计技术指标:
偏值标称值:
≤5×10-4g0;
偏值重复性:
≤5×10-5g0;
偏值稳定性:
≤5×10-5g0;
偏值温度系数:
≤2×10-5g0/℃;
阈值:
5×10-5g0;
工作温度:
-40℃~+70℃;
存储温度:
-55℃~+70℃;
连续工作时间:
≥24h。
激光陀螺捷联惯导性能指标:
1)寻北技术指标
寻北精度:
°;
寻北时间不大于:
1min(由寻北指令下达时刻起);:
2)姿态测量精度指标
方位漂移:
不大于º/h
俯仰角测量范围:
-65°~+65°;
横滚角测量范围:
-65°~+65°;
方位角测量范围:
0°~360°;
3)响应速度不大于:
10ms;
①、天线
车载卫星天线及伺服系统具备移动或静止中全自动对星兼手动控制和微调的功能;能够适应室外温度条件和卫星收发信增益指标。
地面站天线为省厅原有的3.7米的卫星天线。
②、卫星系统
车载卫星通信系统在移动和固定现场实现点到点图像、数据、语音的双向传输。
系统选用单载波传输的方式,系统传输实现链路加密。
卫星系统主要设备是功放、调制解调器、复用器、编解码器等。
“动中通”卫星通信部分包括了天控系统、射频单元、复用器等多个部分构成,见原理框图。
其中,卫星通信的体制、编码、纠错方式;时分复用(TDM)的预分配方式;图像编码方式、数据速率等均是严格按照公安部的统一要求和配套应用,其中的复用器、加解密机、图像编解码器均是采用公安部指定的设备。
多路语音、数据、图像信号通过多种接口接入到复用器,复用器对各数据进行压缩、编码、打包,最后输出一路复合数据流,复合数据流经过加密机加密后,输入到Modem中,Modem将基带信号调制为L波段的中频信号,再经上变频器变为Ku波段,经功放对信号进行放大,由天线发射出去。
天馈系统接收到Ku波段的信号,由LNB放大滤波并变频为L波段信号,经L波段一分四功分器,分别接到MODEM、频谱仪和“动中通”信息闭环。
③、语音、数据网络系统
通过卫星站系统的话音通信功能,实现四路话音通信及传真业务。
通过卫星站系统的通信功能,车载数据终端可接入公安信息网和互联网,能进行各类信息的查询、文件传送和数据交换。
车载视频及伴音可联入公安视频指挥系统和电视会议系统。
配备24口网络交换机,建立现场数据网。
通过接口设计能与其它车辆通过卫星信道、有线电缆互连互通。
④、图像传输
通过卫星信道单向和双向传输图像信息,传输速率带宽2兆,图像编码格式为MPEG4、MPEG2,传输效果可达到广播级,DVD画面品质。
通信车能将现场图像实时传送到省厅指挥中心视频指挥系统和电视电话会议系统播放;并具有召开现场电视电话会议的功能。
系统连接图如下:
⑶、音视频处理系统
该系统主要由图像采集系统、视频显示系统、图像处理系统、音频采集处理系统组成。
通过车顶前部摄像机和两侧摄像头采集现场的图像,通过有线话筒采集声音,然后以有线的方式传到车内的音视频矩阵,再通过液晶显示屏进行图像的显示和声音的播放。
同时进入硬盘录像机进行存储。
⑷、无线图像传输系统
该系统主要由无线数字高清图像传输系统(COFDM)和便携式数码摄像机,采用背复式可将1-3公里(可视)现场图像传回通信车上。
⑸、语音通信系统
该系统主要由1台350MHz车载电台,1台350MHz中继电台、1台G/C移动通信终端组成,实现通信车与指挥中心的双向语音数据通信。
也可临时组网。
⑹、网络及应用系统
该系统主要由配备2台笔记本电脑、网络交换机和无线网桥来实现移动办公、车内数据的传输以及与应急通信指挥车之间进行无线连接。
公安专网接入
图像机房已经预埋有公安专网的IP接口,我们只需把此连接口直接接入到复用器的RJ45口即可,但为了保护复用器和现有网络连接时的物理接口,我们特在它们之间加一个小型HUB,其连接如下图:
Internet网
图像机房也预埋有Internet网的IP接口,但复用器只有一个IP接口,于是必须用其一个口进行转换,转换后的IP口再来连接Internet,其连接入下图:
电话的接入
图像机房也预埋有多路电话接口,我们只需把此连接口直接接入到复用器的RJ11电话口即可(相当于是把机房的四部座机电话通过卫星链路直接延伸到动中通车上)。
动中通车上的电话可以根据现有的程控电话网配置情况实现对任意一部公安电话、市话、长话、手机的拨打和接听。
⑺、供配电系统
系统采用外电供电、取力发电机供电、UPS逆变供电三种供电方式,确保通信车系统和设备在任何情况下都能正常使用,同时可以向外界提供电源输出。
采用了市电优先的原则:
在有外电的地方通过100M的电源绞盘向系统供电,从而不用启动发电机,也可用于对电池充电;在蓄电池电量耗尽而又无市电的情况下,将汽车引擎启动,再打开取力发电机为整个系统供电。
设立配电箱,配电盘控制箱体采取喷塑工艺,内有接地处理,前盖可打开,便于维修,面板标记清楚;配电盘采用交直流分开控制的方式。
配电箱内装整车设备控制的多个空气开关,来保护设备。
在供电回路装有漏电保护、过流保护等措施;以保证设备的正常工作和人员的人身安全。
⑻、警示系统
配备了一套安装在驾驶员旁边的200W警报器和安装在车前端的频闪灯。
配备了倒车后视系统,以保证车辆在倒车时的安全。
⑼、集中控制系统
该集中控制系统各用电设备系统、各种状态显示,全车用电设备集中控制。
工业控制按钮。
对线路或用电设备的漏电、过流、过压等保护器其间。
。
⑽、车辆支撑系统
配备了车辆稳定支撑系统:
安装美国进口的大力神(POWERPLUS)AUTOMATIC自动型摆动式4点电动支腿,在工作时保证车辆的稳定,同时又起到辅助支撑的作用。
⑾、军用窗式空调
该空调采用1台军用制冷1700W的空调为动中通天线仓及设备散热。
⑿、接地装置
该装置有完善的接地系统,电源地、信号地和防雷地应分别设置。
各接地线径应满足相应的要求。
⒀、车辆
该车辆在确保整车结构性能、机动性能和载重能力的同时,应用国际知名品牌进口原厂车作为改装平台。
⒁、总体布局
车厢内前后按驾驶区、操作区和设备区布置。
对车顶进行重新造型,将动中通卫星天线隐藏于车厢内,外形美观。
各主要设备和控制操作都集中在设备机柜,便于操作人员集中控制和观察,采用标准机柜结构。
⒂、车外体
车顶前部加装一台智能高速云台摄像机,要求平时隐藏在车内,使用时升出车顶。
两侧各安装一个隐藏式摄像头。
车顶后部为动中通天线透射罩。
车辆底盘加装稳定支撑。
⒃、车内体:
车内空间划分结合功能化分区的基础上应用人性化的设计理念,将车内空间前后分隔为驾驶区、操作区和设备区。
各主要设备和控制操作都集中在设备机柜,便于操作人员集中控制和观察,采用标准机柜结构。
动中通天线安装在车内后部,采用隐藏式设计。
㈡、应急通信指挥车
1、应急通信指挥车建设要求
⑴、使用四信道350MHZ集群系统可实现指挥车与指挥中心的远距离通信,配合德国进口电动升降杆进行现场的临时组网。
⑵、使用手持和车顶云台摄像机、通过有、无线传输接入等方式采集现场图像。
采集的图像能及时进行传输和备份;使用无线图像传输设备延伸图像采集距离1-3公里;
⑶、广播设备能进行现场的大功率广播。
⑷、车内应有大型会议区、休息区并配备生活设施以满足召开现场临时会议及休息的需要
⑸、车体具有多种外接接口,能与应急通信指挥车实现信号互联;整车设备系统具有较好的电磁兼容特性。
2、应急通信指挥车系统功能
⑴、四信道集群基站:
系统用于实现指挥车与外界及指挥中心的双向语音通信,并能进行临时现场组网。
⑵、图像采集处理及显示系统
通过指挥车顶上的1/2″枪式摄像机及20倍电动三可变镜头及车内的摄像机,实现对现场图像的采集,以有线的方式传送到音视频矩阵设备,再输出到车内的三联液晶监视器、17寸液晶监视器、26寸液晶电视和42寸液晶电视进行显示;并通过硬盘录像机进行录像;
⑶、广播音响系统
主要由功放、调音台、有无线话筒、喇叭、多路语音监听系统组成。
该系统可将车上所有的音源根据需要随意在车内和车外播放,实现车内工作、监听、娱乐,车外广播功能。
⑷、通信系统
该系统由光端机(野战光纤)、电动绞盘、便携式海事卫星电话、车载G/C网一体机和车载电台组成。
以实现指挥车与动中通卫星车及指挥中心的语音通信。
⑸、网络及应用系统
系统由工控机,无线网桥,网络交换机,多功能一体机、图像编解码器等。
实现指挥车现场的自动化办公,与动中通卫星车之间的无线互连。
⑹、无线图像传输系统
主要由无线数字高清图像传输系统(COFDM)和便携式数码摄像机组成。
采用背复式,可将1-3公里(可视)现场图像传回指挥车上。
叧配一套密拍发射端,与背复式共用一台接收机,用于隐蔽式发射用。
⑺、供配电系统
采用外电供电、进口静音型发电机供电、UPS逆变供电三种供电方式,确保指挥车系统和设备在任何情况下都能正常使用,同时可以向外界提供电源输出。
采用了市电优先的原则:
在有外电的地方通过100M的电动电源绞盘向系统供电,从而不用启动发电机,也可用于对电池充电;在蓄电池电量耗尽而又无市电的情况下,将发电机启动为整个系统供电。
发电机的功率应能满足整个系统的满负荷运转,并留有一定容量。
设立配电箱,配电盘控制箱体采取喷塑工艺,内有接地处理,前盖可打开,便于维修,面板标记清楚;配电盘采用交直流分开控制的方式。
配电箱内装整车设备控制的多个空气开关,来保护设备。
在供电回路装有漏电保护、过流保护等措施;以保证设备的正常工作和人员的人身安全。
⑻、照明升降系统
由2个1000W的镝灯、2根德国进口GEROH电动升降杆、天线云台组成。
镝灯安装在电动升降杆上,能升高离地9米。
天线云台也安装在电动升降杆,可升高离地9米,用于安装四信道集群系统的高增益天线等
⑼、警示系统
配备了一套安装在驾驶员旁边的200W警报器、安装在车前的长排警灯及两侧的频闪灯。
配备了倒车后视系统,以保证倒车时的安全。
⑽、集中控制系统
采用工业级PLC集中控制系统,能够实现对设备的电源进行控制、音频切换控制、音量调节、云台及镜头控制;红外设备的控制、电压、电流、油量、温度等信号的采集和显示;采用10寸彩色触摸屏和寸彩色无线遥控触摸屏。
⑾、生活设施
应配备微波炉、车载饮水机、车载进口冰箱等设施,以满足车内人员生活的需要。
⑿、车辆
在确保整车结构性能、机动性能和载重能力的同时,应采用国产12米客车作为改装平台。
⒀、总体布局
车内空间前后分隔为驾驶区、会议区、操作区和休息区。
驾驶区:
在车头前部,安装电动升降杆、警报器和倒车后视显示屏。
会议区:
设置会议座椅、会议桌,满足11人会议需要。
会议区安装42寸液晶显示器和4台17寸液晶监视器。
操作区:
设置设备机柜用于安装设备,操作位不少于二个。
休息区:
设有休息床、液晶电视及储物柜等设施,可作临时休息之用。
⒁、车外
车顶前部加装摄像机、升降杆及天线。
车顶中后部为电台天线和喇叭。
车裙箱里安装发电机、蓄电池等
⒂、车内:
会议区设供11人以上开会的桌椅。
各主要设备和控制操作都集中在设备机柜,便于操作人员集中控制和观察,采用标准机柜结构。
休息区设有休息床及生活设施供车内人员休息及生活之用
四、主要设备技术参数要求
1动中通卫星通信车
采用福特E350加长加重型。
美国产,江铃全顺提供。
●外部尺寸(mm):
5392×2014×2149(长×宽×高);
●发动机排量:
5.4L V8
●变速箱:
4档自动
●马力(单位:
匹/转):
255/4500
●最大载重(kg):
1770
●总质量(kg):
4268
2、应急通信指挥车
采用厦门金龙XMQ6126Y。
进口康明斯C300-20发动机
●外形尺寸(mm):
12000×2500×3500(长×宽×高)
●总质量(kg)18000
●整备质量(kg)13400
●发动机生产企业进口康明斯C300-20发动机
●排量(ml)8424
●功率(kw)243
3、动中通卫星通信天线
陀螺技术指标:
●比例系数:
Km=±´´/脉冲;
●比例系数不稳定性:
≤5×10-5;
●随机漂移:
≤º/h;;
●测量范围:
±400º/s;
●工作温度:
-40℃~+60℃;
●存储温度:
-55℃~+70℃;
●连续工作时间:
≥24h;
●
工作寿命:
≥30000h
加速度计技术指标:
●偏值标称值:
≤5×10-4g0;
●偏值重复性:
≤5×10-5g0;
●偏值稳定性:
≤5×10-5g0;
●偏值温度系数:
≤2×10-5g0/℃;
●阈值:
5×10-5g0;
●工作温度:
-40℃~+70℃;
●存储温度:
-55℃~+70℃;
●连续工作时间:
≥24h。
陀螺捷联惯导性能指标
1)、寻北技术指标
●寻北精度:
°;
●寻北时间不大于:
1min(由寻北指令下达时刻起);:
2)、姿态测量精度指标
●方位漂移:
不大于º/h
●俯仰角测量范围:
-65°~+65°;
●横滚角测量范围:
-65°~+65°;
●方位角测量范围:
0°~360°;
3)、响应速度不大于:
10ms;
4、卫星功放ODU
SSPB-K60
动中通60W:
●设备尺寸:
××9.2英寸
●重量:
32kg
地面站16W:
●设备尺寸:
××9.2英寸kg
●重量:
27kg
●设备性能指标:
相位噪声指标优于IESS-308/309标准3dB
●射频输出功率可调:
调整范围20dB,调整步长1dB
●杂散信号指标:
-60dBc
●谐波信号指标:
-60dBc
●监控功能完备:
具有过热监控和保护功能、上变频器故障监控和保护功能、射频输出过载保护功能
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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