Ứng dụng công nghệ gnss trong hệ thống theo dõi và giám sát tội phạm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ HƯƠNG TRANG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GNSS TRONG HỆ THỐNG THEO DÕI VÀ GIÁM SÁT TỘI PHẠM CHUYÊN NGÀNH : XỬ LÝ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH XỬ LÝ THƠNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG ng­êi h­íng dÉn khoa häc Ts Ngô Hồng Sơn Hà Nội - 2009 -1- MỤC LỤC Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU 1 Bài toán theo dõi giám sát tội phạm Mục tiêu phạm vi luận văn Phương pháp thực Tóm tắt kết đạt Nội dung luận văn CHƯƠNG I: KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP THEO DÕI VÀ GIÁM SÁT TỘI PHẠM I Giới thiệu chung II Các phương pháp theo dõi giám sát tội phạm 10 2.1 Thế hệ thứ 10 2.2.1 Xác minh giọng nói 11 2.2.2 Quản thúc nhà 11 2.2 Thế hệ thứ hai 11 2.2.1 Sử dụng tần số vô tuyến RF 12 2.2.2 Sử dụng công nghệ GNSS 14 2.3 Các công nghệ ứng dụng hệ thống theo dõi giám sát tội phạm 15 2.3.1 Giải pháp tích hợp Assisted GPS (AGPS) 15 2.3.2 Sử dụng đối sánh mẫu (Fingerprinting) 15 2.3.3 Suy diễn tính toán (Dead Rekoning) 16 2.3.4 WiFi WiMax 16 2.3.5 Các tín hiệu radio công cộng/TV/FM 16 2.4 Lựa chọn phương pháp 17 III Phương pháp theo dõi giám sát tội phạm sử dụng công nghệ GNSS 18 3.1 Các hướng ứng dụng 18 3.1.1 Cải tạo không giam giữ 18 3.1.2 Giám sát đối tượng bị tình nghi 18 3.1.3 Giám sát trình di chuyển tù nhân 18 -2- 3.1.4 Theo dõi đối tượng nguy hiểm hết hạn tù 19 3.1.5 Kiểm sốt băng nhóm tội phạm 19 3.1.6 Ngăn chặn bạo lực gia đình 19 3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống 19 3.3 Một số hạn chế phương pháp sử dụng công nghệ GNSS 21 3.3.1 Về mặt công nghệ 21 3.3.2 Các vấn đề khác 22 3.4.Một số vấn đề đặt 23 CHƯƠNG II: HỆ THỐNG VỆ TINH DẪN ĐƯỜNG TOÀN CẦU VÀ ỨNG DỤNG 25 I Giới thiệu chung 25 1.1 Mở đầu 25 1.2 Lịch sử phát triển hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu 26 1.3 Vài nét khái quát hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu 27 1.3.1 GPS 27 1.3.2 GLONASS 27 1.3.3 GALILEO 28 1.3.4 Các hệ thống vệ tinh dẫn đường địa phương 28 II Nguyên lý hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu 29 2.1 Cấu trúc tín hiệu GPS 29 2.2 Cơ cấu hệ thống 31 2.2.1 Phần không gian 31 2.2.2 Phần điều khiển 32 2.2.3 Phần người sử dụng 33 2.3 Nguyên lý xác định vị trí hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu 33 2.3.1 Nguyên tắc xác định vị trí 33 III Sai số phương pháp nâng cao độ xác 37 3.1 Cấp xác hệ thống GPS 37 3.2 Sai số định vị sử dụng vệ tinh 38 3.2.1 Sai số khoảng cách quy sai số vị trí (UERE-User Equivelent Range Error) 38 3.2.2 Sự làm giảm độ xác liên quan đến bố trí hình học vệ tinh (DOP-Dilution of Precision) 42 3.3 Các phương pháp nâng cao độ xác 42 3.3.1 GPS vi sai 42 -3- 3.3.2 Hệ thống hỗ trợ vùng mở rộng 43 IV Máy thu GNSS 44 4.1 Cấu trúc máy thu 44 4.1.1 Anten tiền khuếch đại 45 4.1.2 Phần nhận vô tuyến RF 45 4.1.3 Bộ điều khiển 45 4.1.4 Bộ nhớ 46 4.1.5 Nguồn nuôi 46 4.2.Giao thức dành cho máy thu 46 V Ứng dụng GNSS 48 5.1 Các hướng ứng dụng GNSS 48 5.2 Tình hình ứng dụng GNSS Việt Nam 49 5.2.1 Quản lý tài nguyên thiên nhiên môi trường: 49 5.2.2.Hỗ trợ cứu hộ, cứu nạn tàu đánh cá biển 50 5.2.3 Ứng dụng lĩnh vực dầu khí khí đốt 51 5.2.4 Quản lý phương tiên giao thông đường 51 5.3 Ứng dụng GNSS ngành Công an 53 5.3.1 Tiềm ứng dụng GNSS ngành Công an 53 5.3.2 Các hướng ứng dụng GNSS ngành Công an 55 CHƯƠNG III: HỆ THỐNG THEO DÕI VÀ GIÁM SÁT TỘI PHẠM SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GNSS 59 I Mơ hình hệ thống 60 1.1 Yêu cầu hệ thống 60 1.2 Các thành phần hệ thống 60 1.2.1 GPS tracking 61 1.2.2 Bộ phát vô tuyến 62 1.2.3 Dịch vụ liệu không dây 62 1.2.4 Trung tâm giám sát 64 II Thiết kế chương trình mơ quản lý vị trí tội phạm đồ số 71 2.1 Tổng quan chương trình 71 2.1.1 Mục đích 71 2.1.2 Mơ hình hệ thống 71 2.1.3 Yêu cầu 71 2.1.4 Công nghệ 72 -4- 2.2 Cơ sở liệu 76 2.2.1 Các thực thể 76 2.2.2 Tạo sở liệu 77 2.2.3 Cấu trúc chi tiết bảng liệu 78 2.2.4 Mô hình thực thể liên kết 80 2.3 Các chức chương trình 81 2.3.1 Hiển thị đồ theo chuẩn MapInfo 81 2.3.2 Hiển thị vị trí thời đối tượng 81 2.3.3 Xem lại lộ trình đối tượng 83 2.3.4.Cảnh báo đối tượng vào vùng cấm 84 2.3.5.Theo vết đối tượng 84 2.3.6 Chức truy vấn 85 2.3.7 Các tiện ích khác 85 CHƯƠNG IV: CÀI ĐẶT VÀ TRIỂN KHAI CHƯƠNG TRÌNH 87 I Cài đặt 87 1.1 Lựa chọn môi trường cài đặt 87 1.2 Lựa chọn mô hinh cài đặt 87 1.3 Chương trình quản lý vị trí tội phạm mơ hình lớp 89 II Triển khai 91 III Nhận xét đánh giá 91 KẾT LUẬN 94 Các kết đạt 94 Hướng phát triển 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 -5- MỞ ĐẦU Bài toán theo dõi giám sát tội phạm Đất nước ta tiến vào kỷ 21, bối cảnh tình hình giới, khu vực cịn diễn biến phức tạp, khó lường, thuận lợi nguy đan xen Ngành Công an không nằm ngồi quy luật Theo báo cáo, trung bình năm toàn quốc xảy 80.000 vụ phạm tội loại, điều cho thấy số lượng tội phạm tăng nhanh so với trước Không tăng số lượng, đặc điểm loại tội phạm có nhiều thay đổi Các loại tội phạm ngày tinh vi xảo quyệt hơn, chúng dùng thủ đoạn, kể phương tiện kỹ thuật công nghệ cao để thực hành vi phạm tội, chống phá, đe dọa an ninh chủ quyền quốc gia nước ta Loại hình tội phạm có tổ chức ngày phổ biến như: tội phạm buôn lậu, tội phạm ma túy; tội phạm hình sự; khủng bố, bắt cóc,… hoạt động phạm vi địa bàn rộng toàn lãnh thổ nội địa, khu vực, quốc tế Do đó, nhiệm vụ bảo vệ an ninh quốc gia, giữ gìn trật tự an tồn xã hội lực lượng Công an nhân dân ngày nặng nề khó khăn Từ thực tế đấu tranh giữ gìn an ninh trị trật tự xã hội lực lượng Công an nhân dân cho thấy việc áp dụng thành tựu khoa học công nghệ tiên tiến, đại vào công tác chiến đấu đem lại hiệu cao Để -6- theo kịp thời đại, hội nhập với khu vực giới, lực lượng Công an nhân dân phải không ngừng nâng cao tiềm lực trình độ khoa học cơng nghệ đủ khả tiến hành biện pháp phòng ngừa đấu tranh tình hình Từ khó khăn mà lực lượng công an phải đối mặt số lượng tội phạm ngày tăng cao nhu cầu ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ vào hoạt động nghiệp vụ ngành, toán theo dõi giám sát tội phạm công nghệ điện tử đời Các hệ thống theo dõi giám sát tội phạm xem biện pháp hỗ trợ giúp lực lượng chức trình điều tra, tố tụng xét xử người phạm tội thi hành án Hệ thống sử dụng với nhiều mục đích khác Nó giúp số đối tượng thay phải giam giữ quản thúc gia, tránh tải nhà tù, giảm bớt chi phí cho nhà nước, đồng thời giúp nhiều đối tượng cách ly khỏi cộng đồng, sinh hoạt bình thường mà không gây nguy hại làm ảnh hưởng đến cộng đồng Các hệ thống giúp ngăn chặn bạo lực, bảo vệ nạn nhân tránh xâm hại đối tượng nguy hiểm, triệt phá băng nhóm tội phạm… đặc biệt nhờ hệ thống đối tượng phạm tội từ bỏ dần ý định bỏ trốn biết bị theo dõi giám sát nơi lúc Các hệ thống theo dõi giám sát tội phạm điện tử đời mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho lực lượng Cơng an Việc áp dụng mục đích đối tượng giúp lực lượng Cơng an có công cụ hỗ trợ hiệu nghiệp giữ gìn an ninh tổ quốc, đảm bảo trật tự an tồn xã hội, mang lại bình n cho nhân dân Mục tiêu phạm vi luận văn Nhận thấy nhu cầu ứng dụng công nghệ điện tử vào việc theo dõi giám sát tội phạm lực lượng Cơng an lợi ích biện pháp -7- mang lại, mục tiêu luận văn nghiên cứu biện pháp theo dõi giám sát tội phạm sử dụng cơng nghệ điện tử, tìm biện pháp đại có nhiều ưu điểm khả thi đưa giải pháp xây dựng hệ thống thiết kế chương trình mơ việc quản lý tội phạm Đó phương pháp theo dõi giám sát tội phạm sử dụng công nghệ hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS) Luận văn giới hạn việc nghiện cứu, xây dựng mơ hình hệ thống thiết kế chương trình mơ Trong tương lai chúng tơi mong muốn thử nghiệm hệ thống đưa vào triển khai thực tế nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết lực lượng Công an Phương pháp thực Để thực luận văn, phương pháp người viết là: - Nghiên cứu lý thuyết công nghệ định vị ứng dụng hệ thống theo dõi giám sát tội phạm, tập trung nghiên cứu kỹ hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu làm sở cho việc xây dựng mơ hình hệ thống theo dõi giám sát tội phạm ứng dụng công nghệ GNSS - Nghiên cứu công nghệ đồ số qua việc tìm hiểu cơng cụ Map X MapInfo công cụ hỗ trợ khác từ thiết kế chương trình mơ việc quản lý vị trí tội phạm Tóm tắt kết đạt Với mục tiêu luận văn khảo sát phương pháp giám sát tội phạm, phân tích đánh giá phương pháp lựa chọn phương pháp khả thi có khả ứng dụng thực tế Đó phương pháp theo dõi giám sát tội phạm sử dụng cơng nghệ GNSS, từ xây dựng mơ hình hệ thống thiết kế chương trình mơ việc quản lý vị trí tội phạm Nội dung luận văn Luận văn gồm bốn chương: -8- Chương 1: Khảo sát biện pháp theo dõi giám sát tội phạm Chương tập trung khảo sát biện pháp theo dõi giám sát tội phạm sử dụng cơng nghệ điện tử, phân tích ưu nhược điểm phương pháp, đưa lựa chọn cụ thể giới thiệu phương pháp theo dõi giám sát tội phạm sử dụng công nghệ GNSS Chương 2: Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu ứng dụng Chương nghiên cứu tổng quan hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu từ lịch sử phát triển, nguyên lý hoạt động,…đến hướng ứng dụng sống đặc biệt ứng dụng ngành Công an Chương 3: Hệ thống theo dõi giám sát tội phạm sử dụng công nghệ GNSS Chương đưa mơ hình hệ thống theo dõi giám sát tội phạm sử dụng công nghệ GNSS thiết kế chương trình mơ việc quản lý tội phạm Chương 4: Cài đặt triển khai chương trình mơ Chương trình bày bước cài đặt triển khai chương trình mơ Nhận xét đánh giá chương trình -9- CHƯƠNG I: KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP THEO DÕI VÀ GIÁM SÁT TỘI PHẠM I Giới thiệu chung Số lượng tội phạm khơng ngừng tăng lên có nhiều loại tội phạm không thiết phải cải tạo giam giữ cần theo dõi giám sát chặt chẽ nguyên nhân dẫn đến đời phương pháp theo dõi giám sát tội phạm sử dụng công nghệ điện tử Các hệ thống theo dõi giám sát tội phạm ban đầu thiết kế với mục đích theo dõi giám sát có mặt tội phạm khoảng thời gian cụ thể địa điểm định nhà đối tượng Các hệ thống có hạn chế xác định đối tượng có nhà hay khơng, tội phạm cần theo dõi nhà suốt ngày họ cần phải làm việc, tham gia vào cộng đồng, họ có hội hội để trốn tránh giám sát quan chức Các hệ thống dạng chủ yếu áp dụng với đối tượng bị quản thúc gia, đối tượng hoãn thi hành án Để mở rộng mục đích nâng cao hiệu biện pháp theo dõi giám sát tội phạm, hệ thống theo dõi giám sát tội phạm liên tục với vùng mở rộng đời Với hệ thống lực lượng chức không giám sát đối tượng nhà, khung giới nghiêm cụ thể mà theo dõi giám sát đối tượng 24/24, địa điểm nào, dập tắt hy -89- hệ quản trị sở liệu SQL Server, Oracle,… để thực nhiệm vụ Thuận lợi: • Việc thay đổi xử lý tầng truy xuất liệu không ảnh hưởng làm thay đổi tầng giao diện người dùng • Tất thủ tục truy xuất liệu đóng gói vào đối tượng thay dùng lời gọi hàm • Câu lệnh SQL loại bỏ khỏi code tầng giao diện, đơn quan tâm đến phương thức thuộc tính Tên bảng cột loại bỏ khỏi code tầng giao diện • Mã tầng giao diện trở lên đơn giản hóa, thay sử dụng nhiều hàm ứng dụng sử dụng đối tượng với thuộc tính phương thức • Cho phép có module để thêm, cập nhập, xố tìm kiếm người dùng hệ thống Nếu thành phần kiểm tra phát triển dùng lại dự án tương tự • Việc tạo sử dụng đối tượng dễ dàng lời gọi hàm, việc thêm thay đổi chức ứng dụng dễ dàng Nhược điểm: • Phải tạo nhiều lớp (classes) hơn, điều ảnh hưởng đến vấn đề bảo trì vấn đề hiệu suất làm thời gian để tạo lớp (class) vào thời điểm runtime 1.3 Chương trình quản lý vị trí tội phạm mơ hình lớp Với tầng kiến trúc 3-tears có lớp đối tượng riêng chịu trách nhiệm tương ứng khác Ở tầng giao diện người dùng, mẫu/win form trình bày nội dung hệ thống nhận yêu cầu từ người sử dụng -90- Ở tầng xử lý trung gian liên kết tầng lại (tầng giao diện ứng dụng) Lớp DBBusiness khơng gian tên: DBRegion đảm nhiệm nhiệm vụ Tầng cuối tầng liệu Lớp DBLayer không gian tên DataProvider đảm nhiệm chức thao tác với sở liệu Tầng tập trung xử lý cho tất yêu cầu truy xuất liệu tất đối tượng - Lớp DataProvider cung cấp thủ tục là: ExecuteQueryDatatable: Sử dụng để truy xuất vào cở sở liệu, kết trả bảng Datatable có chứa thông tin cần thiết ExecuteQueryCmd: Sử dụng để thực câu lệnh SQL, kết trả biến Boolean (True/False) thể thực thành cơng câu lệnh hay khơng - Lớp DBBusiness bao gồm thủ tục sau: getPosOff, getDtOffData: Sử dụng để lấy thơng tin vị trí tội phạm getDtResArea: Sử dụng để lấy thơng tin vị trí vùng cấm getDtOffender: Sử dụng để lấy mã số tội phạm getDtTypeNot: Sử dụng để lấy thông tin dạng vùng cấm -91- InsertNot: Sử dụng để thêm thơng tin vị trí vùng cấm vào CSDL II Triển khai Hệ thống ITPOO triển khai môi trường windows có cài đặt: • MapX 4.5 • NET Framework 3.5 • Hệ quản trị sở liệu SQL Server 2000 MapX ActiveX MapInfo hỗ trợ người lập trình xây dựng chương trình GIS chạy Desktop NET Framework 3.5 tảng lập trình cho ứng dụng viết công nghệ NET Bất kể chương trình viết NET cần đến “cỗ máy ảo” để chạy SQL Server hệ quản trị CSDL Sau cài đặt xong dùng tệp ITPOO.bak để tạo CSDL có tên: ITPOO Sau cài đặt xong MapX 4.5, NET Framework 3.5 SQL Server 2000 ta bắt đầu cài đặt chương trình ITPOO Nhấp chuột vào tệp ITPOO-Istall.msi để cài đặt Chương trình tạo shortcut Desktop Progam Files Yêu cầu phần cứng máy tính tối thiểu: CPU: Pentium 3, 800 Mhz ; RAM: 256 Mb III Nhận xét đánh giá Chương trình thiết kế với mục đích mơ việc quản lý vị trí tội phạm đồ số Chương trình thỏa mãn yêu cầu đặt mặt chức - Hiển thị xác vị trí đối tượng đồ số - Theo vết di chuyển đối tượng - Xem lại lộ trình đối tượng khoảng thời gian xác định -92- - Thiết lập vùng mà đối tượng không phép xâm nhập cảnh báo đối tượng vào vùng - Tìm vị trí đối tượng thời điểm cụ thể - Xác định khoảng cách từ vị trí thời đối tượng đến điểm đồ số Với sở liệu giả định thiết lập chương trình chạy ổn định Chương trình cịn nhiều hạn chế : - Chưa có chức đánh dấu vùng cấm bệnh viện, trường học,… - Chương trình chưa có chức quản lý đầy đủ (thêm, sửa, xóa) thơng tin tội phạm… Mà chức có với vùng cấm - Chưa có chức tạo phân quyền người sử dụng Hệ thống cần hỗ trợ nhiều người sử dụng lúc Và người quản lý phân quyền quản lý nhóm tội phạm khác - Theo lý thuyết hệ thống quản lý với số lượng tội phạm Tuy nhiên số lượng tội phạm lớn chương trình chạy chậm Để làm điều cần tạo nhóm tội phạm bảng khác với người quản lý khác để giảm tải cho hệ thống Để đưa chương trình vào triển khai thực tế cần phải khắc phục hạn chế nêu bổ xung thêm tính để hồn thiện chương trình - Có thể đánh dấu cách vùng cấm theo đối tượng có sẵn đồ (chứ khơng theo bán kính cho sẵn) - Hỗ trợ nhiều người sử dụng lúc theo mơ hình Client – Server Có thể phân quyền nhóm người quản lý khác Mỗi người quản lý cung cấp tài khoản mật để truy cập vào hệ thống theo dõi đối tượng phân quyền -93- Do thời gian hạn chế người viết cố gắng hoàn thiện chương trình, thử nghiệm đưa vào áp dụng thực tế thời gian sớm Kết luận: Chương giới thiệu cách cài đặt, triển khai chương trình mơ việc quản lý vị trí tội phạm đồ số Và cuối phần nhận xét, đánh giá kết đạt đề xuất hướng phát triển chương trình thời gian tới -94- KẾT LUẬN Các kết đạt Luận văn thực nội dung sau: - Khảo sát phương pháp theo dõi giám sát cơng nghệ điện tử phân tích, đánh giá phương pháp - Nghiên cứu lý thuyết hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS từ lịch sử hình thành, nguyên lý hoạt động … đến hướng ứng dụng đặc biệt hướng ứng dụng lĩnh vực an ninh - Đưa mơ hình hệ thống theo dõi giám sát tội phạm sử dụng cơng nghệ GNSS - Thiết kế chương trình mơ sử dụng công cụ MapX MapInfo quản lý giám sát đối tượng phạm tội Hướng phát triển Mặc dù đưa giải pháp xây dựng chương trình mơ việc theo dõi giám sát tội phạm sử dụng công nghệ GNSS, nhiên để hoàn thiện hệ thống đưa vào thử nghiệm thực tế, luận văn cần nghiên cứu bổ xung thêm nội dung sau: - Nghiên cứu giải pháp định vị môi trường “indoor” để hỗ trợ hệ thống trường hợp khơng có tín hiệu GNSS - Nghiên cứu xây dựng wap server để thiết bị gắn đối tượng kết nối gửi liệu thông qua dịch vụ GPRS - Nghiên cứu chuyên sâu công cụ MapXtreme MapInfo để thực chức theo dõi giám sát qua mạng Internet hoàn thiện chức Trung tâm giám sát -95- TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Nguyễn Đức Hùng (2006), Lịch sử hệ thống định vị toàn cầu Bùi Hữu Mạnh, Hệ thống định vị toàn cầu cách sử dụng máy định vị cầm tay, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Lê Văn Chung, Đinh Viết Chủng, Mơ hình ứng dụng GPS GIS phục vụ công tác quản lý xe buýt địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh Tiếng Anh: Community Corrections Resource (second edition), Offender Supervision with Electronic Technology Drake George B., Offender Tracking in the United States, Report of the 6th Electronic Monitoring Conference 2009 Epstein Mike, Location & Tracking of Offenders Using GPS Based Systems, Corrections Technology Association Conference 2004 Hoshen Joseph, Drake George (2001), Offender Wide Area Continuous Electronic Monitoring Systems, Final Report Hyde Patrick and DeJarnatt Nicole, GPS Offender Tracking & the Police Officer, from Law Enforcement Technology at Officer.com Jaishankar K., Role of Global Positioning Systems (GPS) in policing 10 MapInfo Coporation (2001), MapX Online Help System, One Global View Troy, New York MỤC LỤC Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU 1 Bài toán theo dõi giám sát tội phạm Mục tiêu phạm vi luận văn Phương pháp thực Tóm tắt kết đạt Nội dung luận văn CHƯƠNG I: KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP THEO DÕI VÀ GIÁM SÁT TỘI PHẠM I Giới thiệu chung II Các phương pháp theo dõi giám sát tội phạm 10 2.1 Thế hệ thứ 10 2.2.1 Xác minh giọng nói 11 2.2.2 Quản thúc nhà 11 2.2 Thế hệ thứ hai 11 2.2.1 Sử dụng tần số vô tuyến RF 12 2.2.2 Sử dụng công nghệ GNSS 14 2.3 Các công nghệ ứng dụng hệ thống theo dõi giám sát tội phạm 15 2.3.1 Giải pháp tích hợp Assisted GPS (AGPS) 15 2.3.2 Sử dụng đối sánh mẫu (Fingerprinting) 15 2.3.3 Suy diễn tính tốn (Dead Rekoning) 16 2.3.4 WiFi WiMax 16 2.3.5 Các tín hiệu radio cơng cộng/TV/FM 16 2.4 Lựa chọn phương pháp 17 III Phương pháp theo dõi giám sát tội phạm sử dụng công nghệ GNSS 18 3.1 Các hướng ứng dụng 18 3.1.1 Cải tạo không giam giữ 18 3.1.2 Giám sát đối tượng bị tình nghi 18 3.1.3 Giám sát trình di chuyển tù nhân 18 3.1.4 Theo dõi đối tượng nguy hiểm hết hạn tù 19 3.1.5 Kiểm soát băng nhóm tội phạm 19 3.1.6 Ngăn chặn bạo lực gia đình 19 3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống 19 3.3 Một số hạn chế phương pháp sử dụng công nghệ GNSS 21 3.3.1 Về mặt công nghệ 21 3.3.2 Các vấn đề khác 22 3.4.Một số vấn đề đặt 23 CHƯƠNG II: HỆ THỐNG VỆ TINH DẪN ĐƯỜNG TOÀN CẦU VÀ ỨNG DỤNG 25 I Giới thiệu chung 25 1.1 Mở đầu 25 1.2 Lịch sử phát triển hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu 26 1.3 Vài nét khái quát hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu 27 1.3.1 GPS 27 1.3.2 GLONASS 27 1.3.3 GALILEO 28 1.3.4 Các hệ thống vệ tinh dẫn đường địa phương 28 II Nguyên lý hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu 29 2.1 Cấu trúc tín hiệu GPS 29 2.2 Cơ cấu hệ thống 31 2.2.1 Phần không gian 31 2.2.2 Phần điều khiển 32 2.2.3 Phần người sử dụng 33 2.3 Nguyên lý xác định vị trí hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu 33 2.3.1 Nguyên tắc xác định vị trí 33 III Sai số phương pháp nâng cao độ xác 37 3.1 Cấp xác hệ thống GPS 37 3.2 Sai số định vị sử dụng vệ tinh 38 3.2.1 Sai số khoảng cách quy sai số vị trí (UERE-User Equivelent Range Error) 38 3.2.2 Sự làm giảm độ xác liên quan đến bố trí hình học vệ tinh (DOP-Dilution of Precision) 42 3.3 Các phương pháp nâng cao độ xác 42 3.3.1 GPS vi sai 42 3.3.2 Hệ thống hỗ trợ vùng mở rộng 43 IV Máy thu GNSS 44 4.1 Cấu trúc máy thu 44 4.1.1 Anten tiền khuếch đại 45 4.1.2 Phần nhận vô tuyến RF 45 4.1.3 Bộ điều khiển 45 4.1.4 Bộ nhớ 46 4.1.5 Nguồn nuôi 46 4.2.Giao thức dành cho máy thu 46 V Ứng dụng GNSS 48 5.1 Các hướng ứng dụng GNSS 48 5.2 Tình hình ứng dụng GNSS Việt Nam 49 5.2.1 Quản lý tài nguyên thiên nhiên môi trường: 49 5.2.2.Hỗ trợ cứu hộ, cứu nạn tàu đánh cá biển 50 5.2.3 Ứng dụng lĩnh vực dầu khí khí đốt 51 5.2.4 Quản lý phương tiên giao thông đường 51 5.3 Ứng dụng GNSS ngành Công an 53 5.3.1 Tiềm ứng dụng GNSS ngành Công an 53 5.3.2 Các hướng ứng dụng GNSS ngành Công an 55 CHƯƠNG III: HỆ THỐNG THEO DÕI VÀ GIÁM SÁT TỘI PHẠM SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GNSS 59 I Mơ hình hệ thống 60 1.1 Yêu cầu hệ thống 60 1.2 Các thành phần hệ thống 60 1.2.1 GPS tracking 61 1.2.2 Bộ phát vô tuyến 62 1.2.3 Dịch vụ liệu không dây 62 1.2.4 Trung tâm giám sát 64 II Thiết kế chương trình mơ quản lý vị trí tội phạm đồ số 71 2.1 Tổng quan chương trình 71 2.1.1 Mục đích 71 2.1.2 Mơ hình hệ thống 71 2.1.3 Yêu cầu 71 2.1.4 Công nghệ 72 2.2 Cơ sở liệu 76 2.2.1 Các thực thể 76 2.2.2 Tạo sở liệu 77 2.2.3 Cấu trúc chi tiết bảng liệu 78 2.2.4 Mơ hình thực thể liên kết 80 2.3 Các chức chương trình 81 2.3.1 Hiển thị đồ theo chuẩn MapInfo 81 2.3.2 Hiển thị vị trí thời đối tượng 81 2.3.3 Xem lại lộ trình đối tượng 83 2.3.4.Cảnh báo đối tượng vào vùng cấm 84 2.3.5.Theo vết đối tượng 84 2.3.6 Chức truy vấn 85 2.3.7 Các tiện ích khác 85 CHƯƠNG IV: CÀI ĐẶT VÀ TRIỂN KHAI CHƯƠNG TRÌNH 87 I Cài đặt 87 1.1 Lựa chọn môi trường cài đặt 87 1.2 Lựa chọn mô hinh cài đặt 87 1.3 Chương trình quản lý vị trí tội phạm mơ hình lớp 89 II Triển khai 91 III Nhận xét đánh giá 91 KẾT LUẬN 94 Các kết đạt 94 Hướng phát triển 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt AGPS ALF BeiDou BPSK C/A CDMA DBMS DGPS DOP DORIS DSSS EGNOS EIRP FSLF GIS GLONASS GNSS GPS GPRS GSM IRNSS NAVSTAR GPS NMEA P PPS PRN code QZSS RF SA SIS SPS UERE WAAS Assisted GPS Atmospheric Loss Factor BeiDou Navigation System Binary Phase Shift Keying Coarce/Acquisition Code Division Multiple Access Database Management System Differential Global Positioning System Dilution of Precision Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite Direct Sequence Spread Spectrum European Geostationary Navigation Overlay Service Effective Isotropic Radiated Power Free Space Loss Factor Global Information System GLobal Orbiting Navigation Satellite System Global Navigation Satellite System Global Positioning System General packet radio service Global System for Mobile Communication Indian Regional Navigational Satellite System Navigation Signal Timing and Ranging Global Positioning System National Marine Electronics Association Precision Precise Positioning Service Pseudo Random Noise code Quasi-Zenith Satellite System Radio Frequency Selective Avaibility Signal In Space Standard Positioning Service User Equivelent Range Error Wide Area Augmantation System Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 2.1: Cấu trúc tín hiệu GPS Hình 2.2 Ba phần hệ thống định vị toàn cầu Hình 2.3: Sơ đồ khối máy thu GPS Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống theo dõi giám sát tội phạm Hình 3.2: Mơ hình Trung tâm giám sát Hình 3.3: Sơ khối phần mềm Trung tâm giám sát Hình 3.4 : Ghép nối máy tính modem Hình 3.5 : Ghép nối modem Trung tâm Hình 3.6 : Chương trình mơ Hình 3.7: Mơ hình cơng nghệ Hình 3.8: Mơ hình thực thể liên kết Hình 3.9: Hiển thị vị trí đối tượng Hình 3.10: Giao diện hiển thị vị trí thời đối tượng 25 27 40 56 60 61 62 63 66 67 75 77 77 Hình 3.11: Hiển thị lại lộ trình đối tượng 78 Hình 3.12: Giao diện xem lại lộ trình đối tượng 78 Hình 3.13: Giao diện cảnh báo đối tượng xâm nhập vùng cấm 79 Hình 3.14: Giao diện theo vết đối tượng 80 LỜI CAM ĐOAN Qua trình học tập Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội q trình cơng tác lực lượng Công an trang bị cho em kiến thức quý báu để hoàn thành luận văn Luận văn tìm hiểu, nghiên cứu cá nhân em, có tham khảo tổng kết kiến thức từ nghiên cứu tác giả khác (có trích dẫn) Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện Công nghệ Thông tin Truyền thông đặc biệt Ts Ngô Hồng Sơn tận tình hướng dẫn em hồn thành luận văn Hà Nội, tháng 11 năm 2009 Tác giả Nguyễn Thị Hương Trang ... ứng dụng hệ thống theo dõi giám sát tội phạm, tập trung nghiên cứu kỹ hệ thống vệ tinh dẫn đường tồn cầu làm sở cho việc xây dựng mơ hình hệ thống theo dõi giám sát tội phạm ứng dụng công nghệ GNSS. .. biệt ứng dụng ngành Công an Chương 3: Hệ thống theo dõi giám sát tội phạm sử dụng cơng nghệ GNSS Chương đưa mơ hình hệ thống theo dõi giám sát tội phạm sử dụng cơng nghệ GNSS thiết kế chương... số hạn chế phương pháp sử dụng công nghệ GNSS 3.3.1 Về mặt công nghệ Cũng giống công nghệ nào, công nghệ GNSS có số hạn chế ứng dụng hệ thống theo dõi giám sát tội phạm Đó vấn đề thị hóa, ảnh