0 引言
　　隨著機動車輛規(guī)模的快速增長，道路堵塞、交通事故、環(huán)境污染、能源浪費等現(xiàn)象變得越來越嚴(yán)重，采取手段改善日趨嚴(yán)重的交通狀況就愈顯迫切。GPS，GIS，3G等新技術(shù)在車載導(dǎo)航和目標(biāo)監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用使得研究智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation Systems，ITS）不斷獲得突破，作為ITS的關(guān)鍵之一：客運車輛監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展也極為迅速，但研究成果表明，在目前該類車輛監(jiān)控產(chǎn)品的使用和測試中還存在諸如定位不夠準(zhǔn)確、終端和監(jiān)控中心數(shù)據(jù)實時傳輸困難、精度不高、價格昂貴等問題。針對以上關(guān)鍵技術(shù)及難題，本文設(shè)計了一種基于差分GPS定位及中國聯(lián)通3G通信技術(shù)的客運車輛視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
　　1 客運車輛監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
　　1．1 客運車輛監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)
　　基于GPS定位及3G通信的客運車輛監(jiān)控系統(tǒng)在客運車輛上安裝車載終端主機、車載攝像機、無線網(wǎng)傳模塊等，對車內(nèi)外情況進行實時監(jiān)控；監(jiān)控指揮中心對前端獲取的實時數(shù)據(jù)進行分析，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　
　　1．2 系統(tǒng)各組成部分說明
　　1．2．1 車載視音頻監(jiān)控模塊
　　在車輛進出口及重要位置安裝視頻攝像機，獲取車內(nèi)外的視頻信號，并傳輸給車載終端主機；車載視頻監(jiān)控終端負(fù)責(zé)采集視音頻數(shù)據(jù)、數(shù)字化壓縮處理，并進行數(shù)據(jù)實時保存在車載終端的硬盤內(nèi)。
　　1．2．2 信患交互模塊
　　車載終端主機可通過3G無線網(wǎng)絡(luò)（中國聯(lián)通WCDMA）與中心平臺進行交互上傳車內(nèi)外視頻圖像信息及報警信號；GPS衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以及語音信息等交互功能。
　　1．2．3 GPS定位模塊
　　車載終端主機可采集GPS衛(wèi)星定位信息，并通過3G無線網(wǎng)絡(luò)（中國聯(lián)通WCDMA）上傳至與中心平臺；中心平臺屏幕顯示車輛所在位置、速度、方向角等信息；并可實現(xiàn)車載電話功能。
　　1．2．4 中心管理平臺
　　通過3G無線網(wǎng)絡(luò)（中國聯(lián)通WCDMA）對車載終端主機進行集中管理；中心管理平臺具備車輛調(diào)度、車輛報警處理、遠(yuǎn)程指揮等功能。
　　1．2．5 車載終端主機說明
　　組成：需要定位、跟蹤的車輛需安裝車載單元稱為車載終端。車載終端組成包括主機（由GPS接收機、WCDMA收發(fā)模塊、數(shù)字視頻服務(wù)器等構(gòu)成）、顯示設(shè)備、其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備如攝像頭等。
　　功能模塊：車載終端是客運車輛監(jiān)控調(diào)度的重要部件，GPS接收機完成GPS衛(wèi)星信號的分析計算，通過WCDMA通信模塊發(fā)送給GPS調(diào)度管理中心。顯示設(shè)備可收發(fā)消息、實現(xiàn)調(diào)度功能、發(fā)出提示信息，攝像頭可拍照并由主機將數(shù)據(jù)上報到中心。
　　2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析
　　2．1 差分GPS定位技術(shù)
　　差分GPS（Differential GPS，DGPS）定位需要至少2臺GPS信號接收機，分別安放在運動載體（客運車輛）和基準(zhǔn)站（已知點位坐標(biāo)）上，前者稱為動態(tài)GPS信號接收機，后者稱為基準(zhǔn)GPS接收機。二者同步地對一組在視GPS衛(wèi)星進行觀測，基準(zhǔn)接收機為動態(tài)接收機提供差分改正數(shù)，并稱為DGPS數(shù)據(jù)，動態(tài)接收機利用自己的GPS觀測值和來自基準(zhǔn)接收機的DGPS數(shù)據(jù)精確地解算出運動實體的三維坐標(biāo)。只有一臺基準(zhǔn)接收機用來發(fā)送“偽距校正值”的DGPS測量模式叫做單基準(zhǔn)站偽距DGPS測量，其工作原理可通過圖2直觀表示。
　　
　　實際操作中把基準(zhǔn)接收機設(shè)在監(jiān)控中心，動態(tài)接收機則放于客運車輛上，經(jīng)測試，DGPS測量可以把單點動態(tài)實體定位精度提高到10 m之內(nèi)，也可以較好的解決GPS靜態(tài)定位漂移的問題。
　　2．2 WCDMA無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
　　第三代（3G）無線通信技術(shù)中寬帶碼分多址（Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA）技術(shù)是全球商用時問最長，技術(shù)成熟、可演進性最好的。具有網(wǎng)絡(luò)速度快、支持業(yè)務(wù)廣、終端種類多、國內(nèi)覆蓋范圍廣的特點，這也是本文采用此技術(shù)的原因。
　　WCDMA采用直接序列擴頻碼分多址（DSCDMA）、頻分雙工（FDD）方式，碼片速率為3．84Mc／s，載波帶寬為5 MHz?；赗elease99／Release 4版本，可在5 MHz的寬帶內(nèi)提供最高384 Kb／s的用戶傳輸速率。WCDMA能夠支持移動／手提設(shè)備之間的語音、圈像、致?lián)约耙曨l通信，速率可達2 Mb／s（對于局域網(wǎng)而言）或384 Kb／s（對于寬帶而言）。輸入信號先被數(shù)字化，然后在一個較寬的頻譜范圍內(nèi)以編碼的擴頻模式進行傳輸，窄帶CDMA使用的是200 kHz寬度的載頻，而WCDMA使用的則是一個5MHz寬度的載頻。