卫星定位导航及与蜂窝电话融合终端的品研发和化资金申请立项报告.docx
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卫星定位导航及与蜂窝电话融合终端的品研发和化资金申请立项报告
卫星定位导航及与蜂窝电话融合终端
的产品研发和产业化项目申请
一、项目的背景和必要性
1.1项目目标
本项目的目标是，定位导航系列手机的产品研发及其产品化，利用公司在蜂窝电话和定位导航技术上的积累，通过研究定位导航与移动电话终端产品的研发平台，形成融合技术平台。
在此平台基础上开发定位导航手机，其目标是突出普遍实用价值，将最常用移动电话功能，最重要的定位配之以最简单的人机界面，把位置服务的技术处理及上传和内容存储发放都通过在线式实现。
并可以进行二次开发，通过与中国移动、渔业救援等应用系统的重大工程的系统开发商合作，形成满足重大工程的应用定制产品，也体现出相对于国外产品的竞争优势。
融合的定义包括三个方面：
一、产品形态的融合，集定位导航和移动通信功能于一体的终端手机，从终端产品的市场规模产业规模和成本上促进卫星定位导航业务的发展。
二、基本功能扩充性的融合，卫星导航定位信息及其相关应用通过移动通信网络实现实现上行链路，提供在线的定位导航业务。
三、定位功能的融合，通过A-GPS技术的应用，促进卫星导航技术和蜂窝移动网络的各种定位技术的融合，促进定位导航技术的进一步发展，更好的满足各行业应用的需求。
1.1.1总体技术要求
技术总体要求如下：
●产品应符合我国及国际上移动终端和定位终端的相关技术标准；包括ITU相关标准,3GPP标准，OMA标准等，以及我国的国家、行业、企业等标准；
●产品符合卫星定位导航系统接收终端的相关国际国内标准。
包括性能指标满足将相关技术要求和测量标准；
●产品采用低功耗设计，待机功耗满足国家标准要求；
●ISO9000（所有部分），质量管理和质量保障标准
●产品满足国家强制标准要求和电子信息产品有毒、有害物质管理的相关规定
●作为行业应用产品，满足行业的特别要求，以渔业为例，满足下列等标准：
IMO决议A.817：
1995，电子海图显示与信息系统（ECDIS）性能标准；IHOS-52：
1996，ECDIS海图内容与显示形式规范；IHOS-52，附录1：
1996，电子航海图更新指南；IHOS-52，附录2：
1997（修订），ECDIS颜色与符号规范；IHOS-52，附录3：
1997，ECDIS相关术语集；IHOS-52，附录4：
IEC61174所用的测试资料集；IEC61174/Ed2海上导航和无线通信设备与系统—电子海图显示与信息系统（ECDIS）--性能要求、测试方法和要求的测试结果；IEC60945：
海上导航和无线电通信设备与系统—通用要求—测试方法和要求的测试结果；IEC61162（所有部分），海上导航和无线电通信设备与系统—数字接口。
1.1.2产品功能目标
本项目中将实现基本研发平台，以及在基本平台上的两款产品的量产。
1.定位手机平台：
G1518based,CPU27MIPS和G2000based,CPU150+MIPS
主要基本功能如下：
1）GPS启动/停止功能。
连接/断开GPS设备（支持NMEA0183协议），快速显示动态目标（GPS点），以确定GPS工作是否正常。
2）GPS信号的接收。
通过串口直接接收来自GPS接收机的信息。
3）GSM手机的相关功能，GPRS/EDGE网络连接功能，能通过GPRS/EDGE或者SMS是实现定位手机和监控中心的通信，接受监控中心的导航等信息。
4）显示矢量地图。
有完善的图形操作功能，如放大、缩小、漫游。
5）地图距离计算功能。
电子地图上起始点和目标点间距离的计算。
移动目标相关信息显示。
移动目标运动时，在状态栏不断给出所处位置的相关信息，如速度、方向、地图视野范围、时间，以及与GSM、GPRS、GPS的连接状态等。
6）实时信息显示。
将获取的定位信息、轨迹信息。
7）显示在以矢量电子地图为背景的显示屏上。
这些信息可通过设置指定显示哪些，不显示哪些。
8）最佳/最短路径搜索。
通过点击屏幕或输入地名，确定起点和终点，进行路径运算，并将所通过的道路高亮或特殊颜色显示在地图上。
9）接收监控中心命令。
可接收由监控中心发来的跟踪、停止跟踪、超限区报警等命令，并将命令对应的信息发送回监控中心。
10）定时向监控中心发送自检状态命令。
对监控中心要求的各种信息（自检间隔，超限区范围）给予回应。
11）Internet无线接入功能。
通过GPRS/EDGE实现无线接入Internet网络。
12）实现GSM网络和GPS系统的融合，实现A-GPS功能
2.中低端定位功能手机G1000
Ø低成本：
导航和通信芯片级集成
Ø支持在线式应用服务：
定位为主，监控应用等等
a）SOS（号码自定义）和一键式定位键：
特殊人群关爱手机
3.中高端定位智能手机G2000
Ø低成本：
导航和通信芯片级集成
Ø同时支持在线式和离线式位置应用服务
ØSOS（号码自定义）和一键式定位键
Ø实现专业市场的应用要求：
如交互数据等等
ØA-GPS
Ø自主产权40种多国语言输入输出，同时进入国内国外市场
ØEdge，四频，多媒体
1.1.3产业化目标
本项目的产业化目标是在产品研发基础上，实现定位导航手机的产业化。
产业化的实施，将采取“两头在内，中间在外”方式。
将产品生产环节外包，公司的重点在建立产业化的产品研发中心，生产管理中心和营销中心。
●产品研发中心，形成可持续发展的研发体系，并可与行业应用结合实现产品二次开发，满足各种定位应用终端的需求；
●生产中心，统一进行生产流程管理，包括原材料物流管理体系，生产计划管理和产品质量检测管理。
●营销中心，通过与消费电子营销渠道、中国移动等运营商，行业应用市场建立合作关系，促进产品的销售
在合同期间，实现产品的产量达到台，销售收入元。
满足国内需求的基础上，进入国际市场。
1.2国内外现状和技术发展趋势
1.2.1关于卫星导航系统
卫星导航系统，一般泛指的GPS系统，目前包括北斗系统，GNSS系统，GLONASS系统和美国GPS系统。
在概念上，GPS是代表着整个系统，包括天空上的卫星、地面控制站及GPS接收机。
不过一般而言，GPS即意指一个GPS接收机，这是因为我们在使用上只会接触到GPS接收机的缘故。
一般所使用的GPS接收机在任何时刻都可以接收到4颗或更多的卫星。
本文如果没有特别说明美国GPS，GPS即表示上述四个系统的接收机。
下表将四个卫星导航系统进行了对比：
卫星导航系统
卫星数量
定位精度
系统进展
研制国家
北斗系统
35颗
10米
2007年发射两颗北斗导航卫星，2008年左右满足中国及周边地区用户需求。
中国
伽利略系统（GNSS）
30颗
小于1米
1999年欧盟公布了“伽利略”计划，现在“伽利略”系统正在建设中。
欧盟
格洛纳斯（GLONASS）系统
24颗
10～15米
目前GLONASS系统已有17颗卫星在轨运行，计划2008年全部部署到位。
俄罗斯
美国GPS系统
24颗
5米
1994年，GPS卫星导航系统己布设完成。
现在正研制第二代GPS系统。
美国
全球定位系统的主要特点：
（1）全天候；
（2）全球覆盖；
（3）三维定速定时高精度；
（4）快速省时高效率：
（5）应用广泛多功能。
1.2.2卫星导航系统的应用
GPS系统的主要功能，包括定位，测速和授时。
卫星导航定位系统的主要用途：
（1）陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等；
（2）海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；
（3）航空航天应用，包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。
GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。
经过20余年的实践证明，GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。
GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。
1.2.3卫星定位技术与手机融合的技术趋势
与GPS的定位技术同时发展的，是基于地面移动网的定位技术以及混合定位技术。
在实际应用中也体现了卫星定位与移动网络定位技术相结合的趋势。
在GSM网上应用的A-GPS（Assi渔业导航定位手机edGlobalPositioningSy渔业导航定位手机ems）,是辅助GPS定位的简称,其基本原理是:
建立一个GPS参考网络,向移动台提供辅助GPS信息,包括GPS伪距测量的辅助信息（例如GPS捕获辅助信息、GPS定位辅助信息、GPS灵敏度辅助信息、GPS卫星工作状况信息等）和移动台位置计算的辅助信息（例如GPS历书以及修正数据、GPS星历、GPS导航电文等）,利用这些信息,移动台可以很快捕获卫星并接收到测量信息,然后将测量信息发送给网络中的定位服务中心,由它计算出移动台当前所处的位置。
CDMA网络上也推出GPSOne技术，GPSOne是传统GPS定位技术与CDMA网络技术相结合的混合型定位技术,GPSOne将GPS和基站位置混合,当可以观测到4颗或者4颗以上的卫星时,使用GPS提供的高精度的位置信息。
当能够观测到的卫星少于4颗时,则将GPS信号与基站位置信息综合起来计算位置信息。
GPSOne发送一部分GPS位置信息到移动终端,将终端与基站之间的时间信息发送给移动网络的定位中心,定位中心利用这些信息计算出终端的位置,并将计算的结果通过网络传输到终端。
GPSOne可以在已有的通信网络上非常容易地实现。
1.3产业分析
1.3.1促进产业发展
从产业化的角度来看，导航定位手机的产业化，将进一步促进卫星导航产业的发展，带动产业链的发展。
从卫星定位产业的角度来看，GPS接收端来看，目前市场上的定位终端除了移动电话之外，大部分的专业GPS接收机的体积都很大，很笨重，不利于携带。
此外移动接收设备大多是高成本产品。
本项目以低成本的定位手机，满足社会需求。
另一个方面，本项目将促进GPS与GSM的进一步在定位技术上的融合，在GPS定位传感器有盲区现象，例如GPS往往受到高大建筑的屏蔽影响，这必定会使接收的数据产生错位和变形等。
通过A-GPS技术的应用可以提高定位应用的普遍性。
再次，智能手机与定位终端的融合，也将改变过去信息输出的单调性。
对于空间信息，目标实体的空间定位数据及其属性数据不能够实时地结合起来。
目前的大部分移动设备只能实时地定位目标实体，而不能同时记录其属性数据。
从手机产业来看，将促进我国自主研发手机的研发，设计和生产。
加强国产手机的竞争力。
无线移动终端是多种技术的结合体，从底层硬件到无线应用的几个层次中，竞争都很激烈，即使是决定业务种类的网络运营商之间的竞争也不逊色，国内以中国移动和中国联通为代表，国际上以和记黄埔和沃达丰为代表都力争在业务上推陈出新，争取终端用户。
从卫星导航系统的角度来看，该项目术是航天技术和航天产业与民用结合的高技产业。
发展航天产业对保障国家安全和促进高技产业发展具有双重战略意义。
发达国家的经验已经证明,寓军于民的航天产业新体系是促进健康可持续发展的必要途径。
和平时期支持民用航天业积极发展军用技术,既可保证军事技术储备的需要,又能与产业发展紧密结合,尽快实现产业化;既加强了航天产业基础能力建设,保持技术上的优势和研发能力,提升产业的竞争能力,又有利于形成良性循环,保证航天技术的不断提升,更好地支持军用技术的发展。
1.3.2产业关联度分析
定位手机的产业的关联产业是移动通信业，和相关的渔业、交通运输管理等产业。
从移动通信的角度来看，我国移动通信行业在WTO后将面临国外运营商的逐步增大的竞争压力，通过定位手机的产品化，特别是和行业应用结合的定位手机产业化，中国移动产业能更好的将信息化技术服务其他产业，促进了中国移动的竞争能力，提高了中国移动的市场收入和市场地位。
从渔业、交通运输管理等产业的角度来看，卫星导航系统在公路、铁路客货运车辆安全保障、渔业生产安全保障与信息服务、特殊人群与个人监护服务领域的应用，提高了生产率，减少了企业的经营风险，降低了管理成本。
促进了社会的发展。
以航运为例，在WTO后，将按照国际规则逐步开放我国航运市场。
随着我国水上交通的结构调整和日益繁忙的港口发展，水上交通运输的安全保障也将面对极大的挑战，该项目的应用，将使得我国的现有的岸上监控、服务系统，得到大规模的改进，为经营者提供良好的市场环境，促进我国航运业持续、快速、健康发展。
1.4市场分析
1.4.1目标市场分析与市场容量预测
1.4.1.1渔业生产安全保障与信息服务市场
基于目前的市场竞争格局，我们的第一目标市场是行业应用市场，首先是渔业生产安全保障与信息服务市场。
我国是渔业大国，海域辽阔、海岸线达18,000公里。
海洋渔业水域面积300多万平方公里，渔业船舶28.14万多艘，（其中大于600马力渔船1774艘、200—600马力渔船25008艘，60—200马力渔船42906艘、20—60马力渔船55395艘、20马力以下157741艘）。
从事渔业生产的渔民有1000多万人。
海洋捕捞业、海水养殖业在渔业经济中占据重要地位，仍是沿海渔区经济的主导产业。
海洋渔业的特点和海上作业环境复杂多变，决定了海洋渔业生产是高危事故高发行业。
1.4.1.2手机市场及其车用导航市场
全球手机市场规模达到20-30亿的规模，手机作为一种使用越来越广泛的手持设备，其增值应用也正在蓬勃发展，而利用手机定位正是其中一项重要的应用，并且有着广阔的应用前景。
另一个方面，汽车消费电子领域，卫星导航系统一经问世，即显示出强大的生命力和广阔的应用前景，并产生了巨大的社会和经济效益，成为90年代后整个世界新的经济增长点之一。
而随着手机技术的发展，带来的技术上融合优势，成本上的规模优势，销售渠道和用户购买习惯等方面的优势，传统的车载导航，将被个人的手机导航代替。
由于巨大的市场潜力和不可估量的发展前景，日本几乎所有的汽车生产厂家都参加了这一高科技角逐，仅近几年投入市场的新系统就有30多个。
如日本的宏达、尼桑、本田、马自达三菱以及松下、先锋、阿尔派、健伍等公司都已开发出自己的车载导航产品。
世界其它发达国家如美国、德国、荷兰不甘落后，力图在该市场占有一席之地。
在欧洲，由飞利浦、西门子开发的车载导航系统1995年已在雷诺、菲亚特等大众化民用车辆上使用；奔驰-S系列、宝马-7系列从1994年起，厂装车辆已将GPS车载导航系统列在选装清单上。
此外，根据《GPSWord》杂志刊登的美国工业发展研究机构的数据，2006年，日本、北美和欧洲每年至少有1500-2500万套产品售出，在2010-2015年间，约有50％的汽车装备了车载导航系统。
1.4.1.3其他市场分析
我国与世界其他发达国家一样，卫星定位技术已经从单一的卫星导航和授时应用转向定位导航、数字移动通讯、地理信息、计算机网络技术全方位的综合应用，为用户提供移动目标监控、车辆安全管理、货物全程追踪、信息咨询等全方位服务。
该项目的产品化，将极大的满足渔业，航运，以及陆地交通运输等的需要，这对我国的国民经济建设有重要的现实意义和经济价值。
1.4.2产品价格定位
（salesandmarketing）
1.4.3竞争对手分析
（salesandmarketing）
1.4.4产品竞争优势和营销策略
（salesandmarketing）
1.4.5竞争优势
（salesandmarketing）
1.4.6营销策略
（salesandmarketing）
二、项目承担单位的基本情况和财务状况
2.1天津介绍
2.2通信介绍
2.3项目负责人基本情况
三、项目的技术基础
3.1技术实力
3.2生产保障及质量管理
2002-2007成果来源及知识产权情况，已完成的研究开发工作及中试情况和鉴定年限，技术或工艺特点以及与现有技术或工艺比较所具有的优势，该项技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用；
四、建设方案
4.1．技术总体方案
定位手机的总体设计，采用国际先进并有一定的前瞻性、能代表发展方向的网络技术和设备，既反映当今先进水平，同时又为今后发展留有空间。
在硬件设计方面，引入了目前NXP先进的智能手机的硬件系统设计方案，结合SirF公司的GPS芯片。
在构建了最小系统的基础上，针对导航系统的功能实现，扩充了显示、触摸屏输入和模块等接口电路，并讨论了各模块电路的工作原理和实现方法。
软件开发方面，以NXP的手机操作系统为平台。
在建立了交叉编译和仿真环境的前提下，首先完成了嵌入式引导加载程序和内核的移植及根文件系统的定制。
嵌入式操作系统的硬件依赖性很强，操作系统启动时需要完成包括初始化硬件等一系列的底层工作，需要针对特定的硬件平台进行一系列的移植和定制。
之后为定位导航系统的特殊设备开发驱动。
为了实时地获取位置等信息，满足定位导航的要求，完成了模块驱动的编写实现了驱动程序，使得设备拥有一个良好的输出平台。
最后，在构建了基础的手机技术平台之上，对渔业应用系统进行了移植。
该导航程序不仅具有丰富的功能菜单和按钮，便于使用者操作，而且功能结构模块化设计，利于系统的软件升级。
满足中国移动、中国联通及相关客户的要求，并在此基础上，与相关部门一起，形成事实上的接口规范。
4.1.1硬件方案介绍
4.1.1.1逻辑模块划分
以导航定位手机所要实现的功能为设计标准，系统硬件按功能模块的形式划分为以下几个部分，此划分是按照功能进行的逻辑划分，
●应用处理器单元：
作为系统的核心，应用处理器承担着系统各种功能的实现。
除了要求具有较高的运行速度外还必须拥有丰富的外设接口以及轻巧的封装，以便实现系统的运行稳定、功能丰富、结构轻便的设计宗旨。
●数据存储单元。
这个部分主要是实现对操作系统、应用软件以及地图数据的存储。
●USB应用通讯单元：
在对系统数据进行备份或更新时，使用者将通过接口来实现对系统数据的存取。
●人机交互单元：
这部分包含两个方面的内容，在输入方面，操作者通过显示屏向导航系统输送控制命令。
同时系统通过输出设备向操作者反馈系统的工作状态。
而在输出方面则包含了针对视觉的液晶屏和针对听觉的音频设备。
●GPS模块：
在系统处于导航工作模式下，通过模块实时的接收车辆的位置坐标，提供给导航软件，以便将车辆的实时位置反映在导航地图上。
●GSM模块：
包括GSM,GPRS/EDGE,实现移动电话的通信功能，并为GPS模块提供上行链路，包括数据通信和SMS链接方式。
在A-GPS的模式下，GSM模块同时承担蜂窝网络定位的通信功能。
4.1.1.2硬件选型选型说明
NXP芯片及硬件技术介绍
（hardwareteam,NXPtechnicalsupport）
SirF芯片及技术介绍
（hardwareteam,sianotechnicalsupport）
4.1.2软件设计方案
4.1.2.1NXP的软件开发环境介绍
Softwareteamandnxptechnicalsupporting
4.1.2.2GPS数据格式及接收处理流程
4.1.3产品的渔业应用二次开发
渔业定位导航手机系统基本功能应包括：
实时航路监控、条件定位、报警处理、渔业导航定位手机管理及配置、信息发布、登录注销、越界报警、断电报警等。
4.1.3.1实时航路监控
实时航路监控功能应为系统提供信息服务中心主动要求渔业导航定位手机报告船舶位置信息的功能。
当信息服务中心需要对船舶进行实时航路监控时，可向渔业导航定位手机发出监控请求命令。
渔业导航定位手机根据命令设定的监控参数，按要求发送船舶位置信息到信息服务中心。
当设定的终止监控条件满足时，渔业导航定位手机可主动终止监控，也可由信息服务中心发出监控撤销命令终止监控。
根据船舶信息服务要求，信息服务中心要求渔业导航定位手机在发送位置信息时可包含三种刷新方式之一：
Ø定时刷新：
作为系统的基本方式，定时刷新是指手机按照一定时间间隔，将位置信息发往信息服务中心。
定时刷新包括简单定时和复合定时两类方式，其中复合定时作为系统的可选方式
Ø定距刷新：
作为系统的可选方式，定距刷新是指船舶上定位手机每航行一段由信息服务中心设定的距离后将位置信息发往信息服务中心
Ø定时与定距刷新：
作为系统的可选方式，定时与定距刷新指船舶在满足信息服务中心所设定的定时条件或行驶距离满足定距条件时，将位置信息发往信息服务中心
Ø作为系统的可选方式，当信息服务中心对渔业导航定位手机进行航路监控且监控成功时，应在渔业导航定位手机与信息服务中心之间建立一个链路状态，并由信息服务中心维护链路。
信息服务中心每隔一定时间需发送链路维护信息到渔业导航定位手机，表明信息服务中心正对船舶进行监控；若在超过设定的时间，渔业导航定位手机没有收到信息服务中心发出的链路维护信息，表明信息服务中心主动终止监控
4.1.3.2条件定位
条件定位是渔业导航定位手机主动报告船舶位置信息到信息服务中心的功能。
渔业导航定位手机根据信息服务中心设定的船舶位置或状态条件，在条件满足时将当前的船舶位置信息及状态发往信息服务中心直至信息服务中心撤销条件。
依据条件类型，系统应提供以下定位方式：
Ø定时定距方式：
作为系统的基本方式，渔业导航定位手机根据信息服务中心设定的定时、定距参数，在满足条件时主动将位置信息和状态发往信息服务中心
Ø定时刻方式：
作为系统的可选方式，渔业导航定位手机根据信息服务中心设定的一个或多个时刻参数，在满足条件时主动将位置信息和状态发往信息服务中心
Ø定位置方式：
作为系统的可选方式，渔业导航定位手机根据信息服务中心设定的一个或多个位置参数（如海域范围），在满足条件时（如进出某个海域范围）将位置信息发往信息服务中心
Ø定状态方式：
作为系统的可选方式，渔业导航定位手机具有信号（状态）输入接口。
渔业导航定位手机根据信息服务中心设定的信号参数，在满足条件时主动将位置信息和状态发往信息服务中心。
此输入接口为渔业导航定位手机与其他船舶电子设备的接口，其与其他设备的连接应符合IEC61162的要求
4.1.3.3报警处理
渔业导航定位手机应具有报警信息产生和传输功能。
当船舶航行中发生紧急情况时，人工或自动启动这些功能，渔业导航定位手机向信息服务中心发送位置信息及报警状态。
信息服务中心收到报警信息后，根据报警的种类采取相应的措施，同时通知渔业导航定位手机,指示信息服务中心已收到报警信息。
为区分报警的紧急程度，渔业导航定位手机可提供一定的方式来发送报警的紧急等级。
4.1.3.4渔业导航定位手机可管理、可配置功能
对渔业导航定位手机进行管理、配置的功能由信息中心提供，可包括：
Ø设置设备区域号
Ø设置数据中心号码
Ø设置报警目的地址
Ø设置船舶信息记录采样间隔
Ø设置定位条件
Ø配置报警器报警类型
Ø查询渔业导航定位手机状态
Ø主动启动渔业导航定位手机，与监控中心保持联系
4.1.3.5信息发布
渔业导航定位手机接受来自信息服务中心的信息的功能。
信息中心发布的信息包括紧急告警信息和普通信息。
信息服务中心在对渔业导航定位手机发布紧急告警信息时需要渔业导航定位手机对紧急告警信息作出应答，以确认紧急告警信息已经收到。
4.1.3.6登录注销
开机、关机应该能
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