基于GPRS和GPS的野外移动环境监测技术分析

冯宗友　左安飞

摘要：科技发展水平的不断提升，为我国环境监测技术的发展带来了一定的推动作用，GPRS和GPS就是野外移动环境监测中两种常用的技术方式。因此，本文通过对相关方面的内容进行分析与阐述，从而为从事野外移动环境监测工作有关单位及工作人员在具体的工作中提供借鉴作用。

关键词：GPRS和GPS；野外移动；环境监测

在水文、水利、气象等领域的环境监测工作中离不开GPRS和GPS技术的支撑。为了能够顺利完成野外环境监测要求，对于开GPRS和GPS技术的应用，需要我们高度的重视，只有这样才能在保证监测工作的顺利开展，为环境保护工作提供必要的数据支撑。

一、GPRS系统结构和GPS系统结构

1、GPRS系统结构

在开展GPRS业务时应用GSM网络，这样就必须改动现有的基础设施，可以将两种新的网络单元引入进来，有四部分内容存在于GPRS系统中：基站子系统、移动台、分组交换子系统、电路交换子系统。GSM原有系统中包括CSS。将PCU和PSS引入进来，GGSN和SGSN能够在不同位置存在，也可以向着相同的设备中集成。GSM中的MS一定要利用软件升级和硬件改造才可以在GPRS中进行使用，要将GPRS系统构建起来，不但要将GGSN、PCU和SGSN新单元引入进来，同时，还应该升级GSM系统中的有关软件。

2、GPS系统结构

GPS为一种全新的卫星全球定位系统，其中主要由三部分构成：GPS信号接收机、地面监控部分和GPS卫星星座。

二、基于GPRS和GPS的野外移动环境监测技术

1、设计系统总体结构

在GPRS和GPS网络的基础上，将整个系统建立起来，移动通信网的平台即为DDN，对GPRS的承载方式进行选择，将GPRS终端当做网络的接入装置，进而将传输数字信息的网络建立起来。对于水质传感器的数据可以利用遥测遥控终端来采集，同时，对于中心站发来的指令也能够有效的去接收，展开相应的操作。监控中心利用相应的方式向着GPRS网络中接入，对于移动终端发过来的数据利用数据服务器完成接收，并且在数据库中进行保存，便于用户查询。监控中心工作人员将局域网连接起来，用户在操作员站上利用应用程序查询相应的历史数据和实时数据，并且能够通过很多形式显示出来。这样野外用户能够利用GPRS给出的无线向着网络中接入，进而能够通过移动终端访问监控中心的服务器，浏览历史和实时数据。用户还能够通过PC机的形式查阅浏览数据。

2、监测站接入方式

监测站利用GPRS拨号向着GPRS网络中接入，移动GGSN将一个IP地址分配给监测站，現阶段，中国移动将动态IP地址提供出来。进而完成IP地址动态分配，必须要将DHCP服务器配置到网络中，DHCP为一个服务程序和客户端，有两个数据库存在于 DHCP服务器上，一个是在IP地址上绑定物理地址静态模式。另一是使IP地址被DHCP动态的分配出来。当一个临时IP地址被一个DHCP客户端请求出来时，这样DHCP服务器就可以对IP地址池进行使用。将一个IP地址在一定通过协商确定的时间内分配给客户。

为了提升数据传输的稳定性和可靠性，我们可以向移动公司申请VPN服务，移动公司能够将VPN为接入用户建立起来，并且可以为各个VPN用户提供出一个绑定网内IPDE SIM卡。在基于GPRS网络的基础上将VPN为数据传输模型建立起来，系统安全性和实时性会得到保证。

三、GPS在野外移动环境监测中的应用

1、定位原理分析

按照观测量的不同，可以采用不同的定位方式，主要为载波相位观测量、多普勒观测、伪距观测量等，其中应用较为广泛的是伪距观测量。

2、划分GPS精度

精度定位精度和标准定位精度是GPS的两种主要定位精度，使用C/A码来完成标准定位精度的定位观测，一般可以是实现100米之内的误差，当关闭了设备之后，能够将这个误差降低到30米左右，因此，为了将GPS的测量精度提升上来，在校正的过程中，我们应该应用差分定位的技术方式。一般能够在2到5米左右控制精度范围，一些时候还可以实现米级。精度定位精度。为了实现这样的定位精度，这样就需要应用PY码，在水平的方向上，它可以完成15米左右的精度，在垂直状态下，精度可以达到25米左右。

3、遥测终端组成及每部分功能的案例分析

数据采集终端、水质传感器和浮标站一同组成了遥测站。用一定直径的圆柱形梭状浮标体在站房中搭建起来，用栏杆将标体围起来，这样确保在标体上工作人员能够顺利的完成工作，将专用密封仪器舱设置在标体上，在水面上漂浮着浮标，在江底固定锚杆，在标体侧面利用专用的测量管固定传感器，确保在水下的0.5米处安置着水质传感器的探头，在浮台上安装数据采集终端，对GPS坐标数据和YSI传来的水质数据进行采集，之后向着数据监测中心中利用GPRS完成传送，可以利用电池组完成浮标站的供电，能够确保连续多日的不间断供电。GPS信息能够令工作人员在中心站中将浮标体的具体位置有效的监测出来，进而确保在相应的水面范围内漂浮着浮标。

结语

经过长时间的研究和调查发现，GPRS和GPS技术在野外移动环境监测工作中应用广泛。文章在通性设计的基础上在环境监测的多个领域中进行了应用。在具体的设计中，首先在采集位置信息的时候主要应用CPS，传输信道的功能主要是由GPRS来完成，从而向着监控中心中传输所采集数据。通过本文的分析，旨在为有关研究人员在具体的工作中提供相应的参考。

参考文献：

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