北斗在公安警务中的应用

· 文|北京超图信息技术有限公司 田银枝

北京合众思壮科技股份有限公司 刘丹

北斗在公安警务中的应用

· 文|北京超图信息技术有限公司 田银枝

北京合众思壮科技股份有限公司 刘丹

公安部门采用北斗和GPS双模卫星移动警务手持终端，硬件上考虑北斗芯片、半反屏幕和IP65等专业因素符合警员实际工作环境，软件上采用地图导航技术能满足公安警力分布定位、现场执法处置、地图目标监控、案件一键导航和指挥调度等核心应用需求。对于3G通信信号无法覆盖的地方，利用北斗卫星的双向短报文功能进行定位数据和现场文字信息的实时传输，实现了卫星定位和无线通讯的无缝覆盖，以及警员位置信息的高安全保障。最后结合公安的实际应用总结了北斗技术的应用情况和建设成效。

北斗导航 移动警务 IP65 3G 无线通信

一、前言

1.背景和目的

随着我国的城市化进程、“智慧城市”建设、和谐社会建设正在不断加快，整个社会尤其是城市的安全管理任务越来越艰巨，随着我国信息化的进一步推进，警务信息化也得到了进一步发展。在公共安全领域，越来越多的研发单位以多年的北斗多模卫星导航芯片、终端以及应用的研发资源积累，提供公共安全北斗多模导航终端的整体解决方案，集成自主研发的北斗芯片，研制北斗手持移动警务终端，并开发基于北斗兼容系统的云+端公共安全扁平化指挥应急系统，并通过公安部门开展试点应用。基于北斗的移动警务应用可为紧急和突发事件的处理提供信息依据，可避免重特大案件的发生，为突发案件的迅速侦破创造信息条件。适用于民警、交警、巡警、刑警、治安警等各类警务人员，让公安干警办案如虎添翼，有效提高公安系统信息化水平。

2.北斗与公安应用结合

（1） 随着卫星定位技术的不断提高和我国北斗卫星定位系统日益完善，卫星导航定位技术已进入我国国民经济众多领域中，并发挥了重要作用。我国北斗卫星导航定位系统在2012年达到亚太地区服务能力，2020年将实现全球服务的能力，目前国家也力推北斗的应用。但是，由于芯片、功耗等技术工艺上的差距，在智能手机市场的应用大多仍采用单一的美国GPS卫星导航系统。

警务移动终端是一种准军事化的装备，在导航定位上，应做到多系统兼容，发挥北斗系统的优势。在产品性能上，要做到高稳定性与可靠性，且应使用自主研发生产的终端产品，保证网络与信息安全。

（2）由于社会安全事件的突发性与应急处置的复杂性，对警务终端系统在定位、通信、信息快速处理等功能方面，以及设备的稳定性、可靠性、先进性方面提出了很高的要求。在公安指挥调度工作中，省、市、县、乡多层次、多警种的警务人员经常共同深入到第一线，但彼此无法掌握准确位置，工作效率无法提高；后方指挥机构无法掌握前方现场情况给予指挥调度，前方人员不了解总部的整体战略和友邻人员的情况等，都给警务工作带来一些混乱，在一定程度上影响了公安指挥工作的质量和时效性。因此，应用先进可靠的警务终端，是指挥处置突发事件的保障，基于卫星导航的警务终端装备有利于提高警务工作的质量与效率。

3.警务终端现状和需求

目前，国家支持北斗产品应用推广，尤其是公安行业更应该使用北斗产品，北斗导航定位系统是我国自主研制和建立的用于导航和定位的卫星系统，能保证公安用户的使用安全，军队和武警将全部使用带北斗功能的警务终端。

我国正在加快城市化进程和和谐社会的建设步伐，这使得公安部门面临着更大的来自城市和整个社会的公共安全压力，提高公安和武警的快速反应和综合作战能力成为公安部门的首要目标。而在技术方面，我国第二代身份证技术、第三代移动通信技术、适合手持产品使用的高性能CPU、大容量存储技术等已经普及，北斗导航定位技术也已经进入广泛推行和应用阶段。

警务人员的工作环境和职务特点和其他行业不同，因此对警务终端产品有着特殊的要求，其中，最核心的要求包括：产品应该应用中国自己的北斗导航定位技术，保障信息的安全性；产品符合工业级三防标准，具有一定的防尘、防水、抗跌落能力，适应野外、户外等相对恶劣的工作环境；屏幕能够承受一定的刮擦、摔落和碰撞等意外损伤，并且在阳光下具有较好的可视效果；支持长时间续航的电源方案，满足警务人员一天或更长时间的连续工作；产品不能太笨重，要减轻警务人员的携带负担，同时工作时能灵活操作。

普通的民用消费类手机和平板电脑，虽然CPU等配置较高，也比较轻薄，但是不具备三防能力，屏幕在室外无法看清或可视效果差，功耗大，短时间内电池电量就被耗尽，产品不能在高温、低温等恶劣环境下工作，无法满足警务人员的工作要求；传统的警务终端产品，有一定的GPS定位能力，但没有北斗定位能力，存在安全隐患，而且使用的大都是非专业的GPS定位模块，定位精度较差，存在漂移严重现象，影响指挥中心对民警准确位置的获取，不能实现高效指挥和调度，有的产品为软件企业委托第三方加工生产，在整体设计、元器件选择和产品稳定性等方面存在问题，这些都直接影响到产品的质量和使用寿命。

针对上述警务人员的工作特点和对警务终端产品的实际需要，基于北斗具备三防等功能的手持移动警务终端的研制及产业化推广迫在眉睫。

二、系统设计

1.总体框架

基于北斗的移动警务终端的应用需要承载在公安的综合指挥调度系统中进行使用。公安综合指挥调度系统包括北斗导航终端和位置云架构的指挥调度后台系统两大部分，并可以同时承载3G通讯网络和北斗卫星网络，利用终端上的单兵作战软件和公安内网的地图及情报系统来实现指挥调度功能。系统框架如图1所示。

>> 图 1 总体架构图

2.北斗警务终端的设计

基于北斗的专业移动警务手持终端系列产品是专为公安民警开发的集移动电话、警务对讲、掌上电脑功能和移动警务应用功能于一体的专业移动警务手持终端，适用于公安行业不同警种，如治安警、交警、刑警、社区民警、巡警、禁毒民警等。

北斗专业移动警务手持终端系列产品包括UG801、UG903、E775三款型号，满足不同警种的业务需求。其中UG801采用4寸专业屏，设计小巧轻薄，并可套接二代身份证模块，适合刑侦、治安、交警、反恐、禁毒等公安警员随身携带进行人员查缉、侦查办案、现场处置、无线对讲、指挥调度等工作；UG903采用7寸屏设计，屏幕大，显示内容多，可满足社区民警进行片区调查、地址采集和日常办公等用途；E775内置北斗一代短报文收发模块，特别适合边防民警在无网络信号环境下进行卫星定位和信息传输使用。

移动警务手持终端的设备特性包括：

1）产品采用工业级三防设计（IP65-IP66），高抗损伤性和高耐久性，完全满足野外恶劣环境的作业需要；

2）支持北斗/GPS双模定位，收星灵敏稳定，定位精度高，无惧遮挡；

3）彩色高清触屏、超宽可视角度、自适应光线反射调整显示技术使其拥有卓越的显示特性，强光下清晰可读；

4）可根据公安系统业务要求屏蔽蓝牙、WiFi功能，内置3G通信、RFID，可通过多种无线连接方式畅享语音通话及数据高速下载及传输；支持两台设备之间通过NFC近场感应自动识别并建立连接，实现数据传输；

5）主流Android 4.0操作系统，主频1GHz高性能双核CPU，1GB RAM大容量内存，设备运行更流畅；

6）大容量锂电池供电，配以低功耗电源管理芯片，超长续航能力，两块标准电池可持续工作12小时以上；

7）支持以公安加密TF卡认证方式接入公安网，实时获取公安网内各类大情报数据，安全可靠；

8）500万像素双摄像头、自带闪光灯，自动对焦，支持全景拍摄、视频通话；实时获取现场图片信息，进行本地数据对比；

图2为北斗警务终端设备图片。

>> 图2 北斗警务终端设备

三、北斗警务终端的应用

1.北斗实现双星定位和通信链路保障

考虑到公安侦查指挥现场情况无线通信网络的特殊性和复杂性，系统采用北斗/GPS双模单警终端进行定位和通信的保障。

双星定位:其中实时定位方面首先采用GPS定位，在没有GPS卫星信号的情况下可以无缝转换到北斗卫星定位，双星定位保证定位信息完美覆盖。

通讯互补:在数据通信链路方面也是首先选择3G信号，单警终端可以选装联通3G（WCDMA）和电信3G（CDMA2000）模块，定位信息和采集数据的实时回传以及公安数据的下载主要依靠3G无线网络，在无3G无线信号情况下，利用北斗卫星的短报文通道，把关键的定位数据和现场文字情况分包分块的回传到指挥中心的北斗指挥机上，再通过北斗指挥机和通信服务器的对接，把采集数据传输到指挥系统的数据库中，同时对于后台指挥调度的文字指令信息，也可以通过北斗指挥机实时地下发到单警终端上，实现应急情况下的实时通信保障。

短报文数据标准:信息编号,CRC校验位是否为BCD编码方式,是否有密钥,发信时间,发信方地址,收信方地址,电文字节长度,电文内容。

2.公安现场指挥的单警导航作战应用

单警导航作战软件是运行在公安干警北斗移动警务手持设备中的警用作战系统，主要负责与指挥中心、与移动指挥车以及与身边的警察进行信息传递和多方联动。主要包括如下功能模块。

终端自由导航:利用北斗导航终端设备实现智能声控导航、二维三维立体显示、3D实景显示、周边信息实时查询等核心导航功能。

定位监控和战友位置查看:利用北斗导航装置，可以把位置上报给指挥中心，同时终端可以实时查看附近警员位置及详细信息。

侦查小组建立和信息实时沟通:终端用户可以建立不同的侦查组，实现消息指令收发、作战指令实时接收和回复。指挥中心还可以推送给导航终端案件目标地信息，实现“一键导航”和协调作战以及快速增援。

证据线索采集和实时上报:利用北斗导航装置的定位芯片和摄像头，实时记录当前位置信息、周边图片、案件相关文字描述等多种信息，并且通过无线方式实时回传到指挥中心，供领导作战决策指挥和案件分析情报研判等工作。

在线语音查案和语音对讲:通过一键呼和指挥中心进行语音通话，实时获取案件和嫌疑人的相关重要资料。同时还能发起多方无线语音对讲，实现一呼百应的功能。

图3为北斗单兵导航作战软件图。

>> 图3 北斗单兵导航作战软件

四、结束语

在公安指挥领域，基于北斗/GPS双模芯片设计的三防导航终端作为一线民警的手持单兵设备，开发基于智能操作系统的单兵作战系统作为终端上软件核心，再通过北斗/GPS/3G进行无线实时通信，通过位置云整合多地图数据和大情报系统，整体构成了一个典型的“云+端”的创新应用工作模式，系统具有功能强大、无限扩展和在线实时信息处理等特点。

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[2]朱永辉，白征东，过静珺，等.基于北斗一号的地质灾害自动监测系统[J].测绘通报，2010（2）：5-7.

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[5]合众思壮. “中国位置”上线，位置云体系实现从云到端[EB/OL]，2011（7）：29 .

>>>基金项目：科技部863计划“导航与位置服务系统总体设计及系统集成”(No. 2012AA12A201)