專(zhuān)利名稱(chēng)：多星座一體化cors基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多星座一體化網(wǎng)絡(luò)差分基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字調(diào)查設(shè)備，屬于高 精度GNSS測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，作為測(cè)量用的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System, GNSS)接收機(jī)在技術(shù)上的發(fā)展現(xiàn)狀如下(1)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)包含了美國(guó)的GPS，目前市場(chǎng)大部分還以依賴(lài)于單一星座 的接收機(jī)為大多數(shù)。(2)作業(yè)單位主要利用成對(duì)的GPS接收機(jī)，一臺(tái)用作基準(zhǔn)站，另一臺(tái)用作移動(dòng)站， 利用電臺(tái)播發(fā)差分改正信息，通過(guò)單基站定位方式進(jìn)行外業(yè)調(diào)查的數(shù)據(jù)采集。作用距離 10公里，定位精度隨著基線長(zhǎng)增加快速衰減，實(shí)際工作過(guò)程中，需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員選取控制 點(diǎn)、量算坐標(biāo)，并安排專(zhuān)人架設(shè)、看管基站。而且一般的嵌入式終端不具有提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的 功能。隨著多星座導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，用戶(hù)對(duì)衛(wèi)星定位系統(tǒng)間的兼容與互操作的要求不斷 提高，單一的導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越不能滿(mǎn)足人們對(duì)導(dǎo)航性能的需求，希望某個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的 信號(hào)受到干擾的情況下，仍能利用其他星座的信號(hào)實(shí)現(xiàn)定位。因而使GPS單星座轉(zhuǎn)變多星 座兼容機(jī)制，在國(guó)際上得到普遍的認(rèn)同，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)向多極化制式發(fā)展已是不可逆轉(zhuǎn)的 總趨勢(shì)。另外基于原先單基站定位方式的弊端，從方便使用和維護(hù)的角度出發(fā)，對(duì)基準(zhǔn)站提 出了新的網(wǎng)絡(luò)化、無(wú)人值守和遠(yuǎn)程控制的要求。因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)差分基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字調(diào)查設(shè)備的新要求也隨之而出①除了對(duì)GPS的支持，要轉(zhuǎn)變GPS單星座為兼容多星座，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同衛(wèi)星定位系統(tǒng) 的互操作性。②單基準(zhǔn)站耗費(fèi)過(guò)多資源的缺點(diǎn)，可考慮實(shí)現(xiàn)嵌入式終端的網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程控制等 技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守和遠(yuǎn)程控制等要求。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實(shí)用新型為了解決多衛(wèi)星定位系統(tǒng)間的兼容與互操作的問(wèn)題，使多個(gè)衛(wèi)星定位 系統(tǒng)可以共同應(yīng)用，提出了多星座一體化基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)。技術(shù)方案本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案一種多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)，包括電源功能模塊、GPS接收模塊、 GL0NASS接收模塊、CPU及控制電路模塊、存儲(chǔ)功能模塊、外部接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊；其 中所述電源功能模塊用于供電，GPS接收模塊、GL0NASS接收模塊與CPU及控制電路模塊相 連接；CPU及控制電路模塊分別與存儲(chǔ)功能模塊、外部接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接。[0014]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)的外部接口模塊 還包括電源接口、串口、USB接口。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊 包括N個(gè)網(wǎng)口，N為自然數(shù)。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)的GPS接收模塊包 括GPS接收板與NOVATEL GPS接收板，其中GPS接收板、NOVATEL GPS接收板依次連接后， 與CPU及控制電路模塊連接。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)的GL0NASS接收模 塊為GLONASS OEM接收板。有益效果1、本實(shí)用新型采用高精度雙頻GPS接收機(jī)、工業(yè)級(jí)三防機(jī)身，可外接數(shù)字氣象儀、 扼流圈天線和通信傳輸?shù)冗B續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站需要的所有單元；2、本實(shí)用新型可接收GPSL1/L2雙頻信號(hào)、GLONASS信號(hào)、兼容多星座系統(tǒng)；3、本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)對(duì)于原始觀測(cè)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)(氣壓、氣溫和相對(duì)濕度)的采 集與記錄，采樣率可設(shè)置；4、本實(shí)用新型內(nèi)置2G甚至更高的超大物理內(nèi)存，并將數(shù)據(jù)事實(shí)上傳至服務(wù)器備 份，保證數(shù)據(jù)記錄的安全性；5、本實(shí)用新型具備高速I(mǎi)P接口，支持以太網(wǎng)方式的數(shù)據(jù)傳輸、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和參數(shù)設(shè) 置；6、本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)通信模塊，支持無(wú)人值守，可遠(yuǎn)程完成所有操作設(shè) 置；7、本實(shí)用新型同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)及串口兩種方式的數(shù)據(jù)傳輸功能，網(wǎng)絡(luò)傳輸支持?jǐn)帱c(diǎn) 重連，兩小時(shí)以?xún)?nèi)的網(wǎng)絡(luò)中斷均可自動(dòng)重連，滿(mǎn)足CORS基站接收機(jī)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行的 需求；8、主機(jī)自檢，接收機(jī)主機(jī)運(yùn)行前會(huì)對(duì)系統(tǒng)完備性進(jìn)行自檢，幫助用戶(hù)及時(shí)掌握主 機(jī)各控件運(yùn)行狀態(tài)；9、用戶(hù)權(quán)限管理根據(jù)用戶(hù)權(quán)限級(jí)別，允許用戶(hù)對(duì)接收數(shù)據(jù)下載、管理、設(shè)置分級(jí) 管理；多用戶(hù)同時(shí)下載數(shù)據(jù)不影響CORS基站接收機(jī)正常運(yùn)行。

圖1是本實(shí)用新型的CORS基站接收機(jī)的系統(tǒng)組成圖。圖2是本實(shí)用新型的專(zhuān)用接收機(jī)的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型是由C0RS(連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)，Continuous OperationalReference System，縮寫(xiě)為C0RS)基站接收機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的高精度GNSS測(cè)量系統(tǒng)。 內(nèi)置GPS接收模塊采用高性能GPS接收板，GLONASS接收模塊采用高性能GLONASS接收板， 跟蹤性能優(yōu)越。整機(jī)高度密封，防水、防塵、防震、低功耗。CORS基站接收機(jī)的總體框架1、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[0032](1)衛(wèi)星信號(hào)跟蹤采用成熟的性能可靠的GPS接收模塊、GL0NASS接收模塊，要求 再采用匹配天線接收數(shù)據(jù)時(shí)，提供相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)，以供后續(xù)處理使用。(2)主要控制單元圖1為系統(tǒng)的基本組成。(3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分采用內(nèi)置至少2G的存儲(chǔ)空間，記錄數(shù)據(jù)文件。(4)網(wǎng)絡(luò)連接部分連接差分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸出、遠(yuǎn)程設(shè)置參考站、遠(yuǎn)程文件下載、可 升級(jí)主機(jī)版本，使用網(wǎng)口轉(zhuǎn)發(fā)收到的氣象數(shù)據(jù)。2、技術(shù)指標(biāo)(I)GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)類(lèi)型及編碼格式要求支持IHz左右頻率的原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)記 錄，同樣與另一個(gè)GPS (GL0NASS)串口以IHz左右的速率同時(shí)輸出原始數(shù)據(jù)，原始星歷數(shù)據(jù)。(2)數(shù)據(jù)編碼及輸出格式要求支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型有RTCM2. 3、RTCM3. 0、RTCA、CMR、 CMR+等多種數(shù)據(jù)類(lèi)型。(3)網(wǎng)絡(luò)通訊要求基于以太網(wǎng)的通信方式，支持HTTP、NTRIP協(xié)議，支持TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。(4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主機(jī)需內(nèi)置2G或更大的存儲(chǔ)空間，記錄數(shù)據(jù)文件后，主機(jī)自動(dòng)將數(shù) 據(jù)傳送到FTP或中繼的數(shù)據(jù)服務(wù)器，并在機(jī)器里保留數(shù)天的數(shù)據(jù)作為備份。(5)電源與功耗采用內(nèi)置鋰電池組，功耗要求低于8W，斷電后連續(xù)運(yùn)行時(shí)間10小 時(shí)以上，支持外接電源10 25V的直流電源。(6)遠(yuǎn)程操作與控制C0RS基站接收機(jī)內(nèi)嵌Linux操作系統(tǒng)，接收機(jī)端無(wú)需配備電 腦服務(wù)器，使用網(wǎng)線將CORS基站接收機(jī)與網(wǎng)絡(luò)連接，遠(yuǎn)程對(duì)CORS基站接收機(jī)的所有操作設(shè)置。(7)系統(tǒng)完備性自檢功能C0RS基站接收機(jī)需要實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)時(shí)自動(dòng)對(duì)主機(jī)系統(tǒng)完備 性進(jìn)行自檢，主面板需設(shè)置指示燈對(duì)CORS基站接收機(jī)電源系統(tǒng)、GPS芯片運(yùn)行狀態(tài)、內(nèi)存狀 態(tài)、數(shù)據(jù)通訊鏈路狀態(tài)等信息進(jìn)行顯示，自檢時(shí)顯示綠燈表示運(yùn)行狀態(tài)正常、自檢通過(guò)，運(yùn) 行異常顯示紅燈警示。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如圖1所示，本實(shí)用新型的多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)，包括電源功能 模塊、GPS接收板、NOVATEL GPS接收板、GLONASS OEM接收板、CPU及控制電路模塊、存儲(chǔ)功 能模塊、外部接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊；其中電源功能模塊用于向接收機(jī)進(jìn)行供電，GPS接 收板與NOVATEL GPS接收板連接后，與CPU及控制電路模塊相連接，GLONASS OEM接收板與 CPU及控制電路模塊相連接；CPU及控制電路模塊分別與存儲(chǔ)功能模塊、外部接口模塊、以 太網(wǎng)模塊連接。外部接口包括電源接口、串口、USB接口 ；網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括若干個(gè)網(wǎng)口。如圖2所示，系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，首先進(jìn)行設(shè)備完備性自檢，并檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)連接性是否接 通。無(wú)誤后，利用嵌入式終端的提供的嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，遠(yuǎn)程操作輸入控制指令，嵌入式終 端檢測(cè)是否收到有效的操作指令。當(dāng)收到有效指令，從GPS接收設(shè)備(GLONASS接收設(shè)備) 輸入原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼。在完成了編碼后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理 以便后續(xù)存儲(chǔ)。通過(guò)通信模塊將存儲(chǔ)的壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)，通過(guò)嵌入式終端提供的網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)將數(shù)據(jù)結(jié)果返回給遠(yuǎn)程操作者。遠(yuǎn)程操作者可以選擇接受哪個(gè)接收設(shè)備的數(shù)據(jù)。CORS基站接收機(jī)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)如下1、電源部分
5[0049]電源部分的主要組成采用一片DC-DC芯片TPS5430DDA(U15)，兩片充電管理芯片 BQ24103(U22、U23)，一些晶體管邏輯控制電路，電池接口 C0N13、C0N14,以及充電狀態(tài)指示 燈控制電路；其功能主要是開(kāi)關(guān)機(jī)、復(fù)位控制，電池充電管理以及電池與外電源的供電切 換。另外電源管理部分有兩個(gè)電池接口，可以外接兩塊鋰電池，電池電壓在DC 7.2V-8.4V 之間。外電源輸入電壓為DC12V。2、主要控制單元E661主控單元從功能上可以劃分為電源功能模塊、主控CPU電路部分、GPS模塊、 GL0NASS模塊及控制功能部分、以太網(wǎng)模塊以及存儲(chǔ)管理功能模塊，詳圖見(jiàn)圖一。3、通信部分E661根據(jù)各個(gè)功能模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。按照模塊來(lái)分，E661主要可以分為如下幾 個(gè)模塊(1) CPU使用18. 432MHz作為主晶振時(shí)鐘的AT91ASM9260_BGA217，使用外部晶振時(shí) 鐘32. 768KHz，和RC振蕩電路組成的PLLRCA作為時(shí)鐘輸入。OSCSEL引腳作為慢速時(shí)鐘選擇 入，低電平，使用內(nèi)部RC振蕩電路產(chǎn)生32. 768KHz的時(shí)鐘；高電平時(shí)，使用外部32. 768KHz 時(shí)鐘。(2) SDRAM 兩片 256Mbits 組成的容量為 64MB 的 SDRAM。AT91ASM9260 集成 SDRAM 控制器，直接對(duì)SDRAM進(jìn)行讀寫(xiě)。(3) Sandisk INAND Flash 使用 IG 的 Sandisk INAND Flash，上電由 CPU 發(fā)出的 SD_PER_0N/0FF經(jīng)過(guò)三極管和MOSFET邏輯控制實(shí)現(xiàn)的，該信號(hào)為高電平時(shí)SD卡正常上電， 低電平SD卡掉電。(4)Dataflash 使用 64Mbit 的 AT4OTB642D-CNU。MCCDB 作為 Dataflash 的輸入 引腳，MCDBO作為DATAFLASH輸出。SPI0_SPCK是DATAFLASH的數(shù)據(jù)時(shí)鐘控制引腳；NRST是 DATA FLASH的復(fù)位引腳，低電平使能；Data_nCS_0ut片選控制由CPLD完成低電平使能。(5)網(wǎng)絡(luò)芯片DP83848I。由CPU的配置引腳直接控制，網(wǎng)絡(luò)芯片再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變壓 器與前面板的網(wǎng)絡(luò)FISHER頭直接相連。GPS模塊E661使用的GPS接收模塊是NovAtel，使用轉(zhuǎn)接板實(shí)現(xiàn)接口的轉(zhuǎn)換。使 用的GL0NASS模塊是GLONASS OEM接收板。(6) CPLD 采用型號(hào)為 LC4064V_T48 的 CPLD。4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分[0062] 5、網(wǎng)絡(luò)連接部分網(wǎng)絡(luò)部分的電源控制是系統(tǒng)的3. 3V經(jīng)過(guò)CPU輸出的NET_PWR_CTL控制轉(zhuǎn)換為 NET3V3輸出的；NET3V3再經(jīng)過(guò)LC濾波網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為E3V3輸出。
權(quán)利要求一種多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)，其特征在于包括電源功能模塊、GPS接收模塊、GLONASS接收模塊、CPU及控制電路模塊、存儲(chǔ)功能模塊、外部接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊；其中所述電源功能模塊用于供電，GPS接收模塊、GLONASS接收模塊與CPU及控制電路模塊相連接；CPU及控制電路模塊分別與存儲(chǔ)功能模塊、外部接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)，其特征在于所述外 部接口模塊還包括電源接口、串口、USB接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)，其特征在于所述網(wǎng) 絡(luò)通信模塊包括N個(gè)網(wǎng)口，N為自然數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)，其特征在于所述 GPS接收模塊包括GPS接收板與NOVATEL GPS接收板，其中GPS接收板、NOVATEL GPS接收 板依次連接后，與CPU及控制電路模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)，其特征在于所述 GL0NASS接收模塊為GLONASS OEM接收板。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種多星座一體化CORS基準(zhǔn)站專(zhuān)用接收機(jī)。包括電源功能模塊、GPS接收模塊、GLONASS接收模塊、CPU及控制電路模塊、存儲(chǔ)功能模塊、外部接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊；其中電源功能模塊用于向接收機(jī)進(jìn)行供電，GPS接收模塊、GLONASS接收模塊與CPU及控制電路模塊相連接；CPU及控制電路模塊分別與存儲(chǔ)功能模塊、外部接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接。本實(shí)用新型是由CORS基站接收機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的高精度GNSS測(cè)量系統(tǒng)，內(nèi)置GPS模塊采用高性能GPS接收板，GLONASS模塊采用高性能GLONASS接收板，跟蹤性能優(yōu)越，整機(jī)高度密封，防水、防塵、防震、低功耗。
文檔編號(hào)G01S19/13GK201654238SQ201020170499
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者曹耀傳, 潘樹(shù)國(guó), 王慶, 趙麗 申請(qǐng)人:東南大學(xué)