一種多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，包括用于接收衛(wèi)星定位信號(hào)的天線，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大的低噪聲放大模塊、用于對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行濾波處理的聲表面波濾波模塊以及根據(jù)處理后的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位的定位模塊，所述定位模塊與聲表面波濾波模塊連接，所述聲表面波濾波模塊與低噪聲放大模塊連接，所述低噪聲放大模塊與定位模塊連接。本實(shí)用新型多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位模塊電路性能良好，同時(shí)支持北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)(BDS)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)，能很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛實(shí)時(shí)定位跟蹤。
【專利說(shuō)明】
一種多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及衛(wèi)星定位的研究領(lǐng)域，特別涉及一種多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在，定位精度雖然有大幅提高，但是車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)位置精度提出了越來(lái)越高的要求，提高定位精度以改善用戶體驗(yàn)勢(shì)在必行。BDS的發(fā)展非常迅猛， 2015年3月，新一代北斗衛(wèi)星發(fā)射成功，開啟了實(shí)現(xiàn)2020年全球組網(wǎng)的新征程，北斗發(fā)展跨入進(jìn)“3.0時(shí)代”，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行全球組網(wǎng)的節(jié)奏在加快。同樣的，伽利略系統(tǒng)也逐步投入使用，衛(wèi)星定位從傳統(tǒng)的GPS時(shí)代，進(jìn)入到多模衛(wèi)星定位時(shí)代轉(zhuǎn)變。由于多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)在可用性、抗干擾性等方面遠(yuǎn)比單一的GPS要好，使多模接收機(jī)在性價(jià)比上大大超過(guò)了單一的GPS接收機(jī)，兼容多種衛(wèi)星定位模式是車載定位未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]本實(shí)用新型的一種多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，包括用于接收衛(wèi)星定位信號(hào)的天線，對(duì)接收到的定位信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大的低噪聲放大模塊、用于對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行濾波處理的聲表面波濾波模塊以及根據(jù)處理后的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位的定位模塊，所述定位模塊與聲表面波濾波模塊連接，所述聲表面波濾波模塊與低噪聲放大模塊連接，所述低噪聲放大模塊與定位模塊連接。
[0006]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述定位模塊采用XN647-8定位模塊。[〇〇〇7]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述低噪聲放大模塊采用XN114低噪聲放大芯片。[〇〇〇8]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述聲表面波濾波模塊采用EFCH1575TDB1聲表面波濾波芯片。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述天線采用兼容BDS/GPS的天線。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述BDS/GPS天線的規(guī)格為25mmX25mmX4mm〇[〇〇11]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，還包括ADC轉(zhuǎn)換器，所述ADC轉(zhuǎn)換器與定位模塊連接，用于將接收到的定位信息轉(zhuǎn)換成NMEA協(xié)議輸出。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0013]1、本實(shí)用新型的多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位模塊電路性能良好，能很好的對(duì)車輛實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位跟蹤。
[0014]2、本實(shí)用新型的多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)同時(shí)兼容BDS和GPS。
[0015]3、本實(shí)用新型的多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)的天線性能良好，整機(jī)實(shí)際接收衛(wèi)星的信號(hào)強(qiáng)度值高，接近于理論值?！靖綀D說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型多模衛(wèi)星定位模塊電路原理圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型低噪聲放大和聲表面波濾波器電路原理圖；
[0019]圖4(a)-圖4(d)分別為天線在室外露天場(chǎng)合東、南、西、北4個(gè)方位整機(jī)實(shí)際接收衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度值示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0021]實(shí)施例
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例的一種多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，包括用于接收衛(wèi)星定位信號(hào)的天線，對(duì)接收到的定位信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大的低噪聲放大模塊、用于對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行濾波處理的聲表面波濾波模塊以及根據(jù)處理后的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位的定位模塊，所述定位模塊與聲表面波濾波模塊連接，所述聲表面波濾波模塊與低噪聲放大模塊連接，所述低噪聲放大模塊與定位模塊連接。[〇〇23]XN647-8是一款高性能、低成本的單片GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航接收模塊，具有低功耗、高靈敏度、小尺寸等特點(diǎn)，能夠并行接收多模衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)。XN647-8采用高度集成的系統(tǒng)方案， 內(nèi)部集成了射頻接收單元、基帶處理單元、溫補(bǔ)晶振(TCX0/0.5ppm)、低壓差線性穩(wěn)壓器 (LD0)和部分無(wú)源器件(電阻、電容、電感)，僅需要很少的外部資源便可集成到移動(dòng)終端和手持設(shè)備的應(yīng)用方案中。
[0024]XN647-8具有較強(qiáng)的弱信號(hào)捕獲能力和較短的首次定位時(shí)間，基帶內(nèi)部專用的相關(guān)器信號(hào)參數(shù)搜索引擎能夠快速的捕獲到可用衛(wèi)星，并能接收到弱信號(hào)，先進(jìn)的跟蹤引擎能夠在惡劣的環(huán)境下對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行跟蹤與定位。[〇〇25]根據(jù)XN647-8芯片使用說(shuō)明和電路需求，設(shè)計(jì)定位模塊電路原理圖如圖2所示。其主要特點(diǎn):小型化多模GNSS接收模塊，支持多種衛(wèi)星定位系統(tǒng);靈敏度高，冷啟動(dòng)靈敏度為-148dBm，跟蹤靈敏度為-165dBm;啟動(dòng)時(shí)間快，冷啟動(dòng)需要29s，熱啟動(dòng)只需要Is;定位精度達(dá)到2.5m;編程方便，支持外部SPI快閃存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)記錄。[〇〇26]所述低噪聲放大模塊采用XN114低噪聲放大芯片；所述聲表面波濾波模塊采用 EFCH1575TDB1聲表面波濾波芯片。[〇〇27] XN114是一款應(yīng)用于接收機(jī)的低噪聲放大器芯片。設(shè)計(jì)采用BiCMOS工藝，具有高增益低噪聲的特性，在增益為18dB的條件下，噪聲系數(shù)達(dá)到了0.8dB。該芯片應(yīng)用于接收機(jī)前端，可有效提高接收機(jī)的接收靈敏度，擴(kuò)大接收機(jī)的應(yīng)用范圍。XN114可工作在+1.8V?+ 3.3V電源電壓下，消耗電流僅5.5mA，在關(guān)斷模式下消耗電流小于10uA。封裝采用6-pin LGA 形式，大小為1.5mm 1.0mm 0.75mm。推薦工作條件:電源電壓:1.8V?3.3V工作溫度:-40°C ?85°C。根據(jù)電路需求和芯片使用說(shuō)明，設(shè)計(jì)低噪聲放大和聲表濾波器電路，其電路原理圖如圖3所示。[〇〇28]支持BDS/GPS的天線是指通過(guò)接受衛(wèi)星信號(hào)，從而進(jìn)行定位或者導(dǎo)航所用到的天線。BDS開放的民用信號(hào)中心頻率為1561.098MHz，GPS開放的民用信號(hào)L1中心頻率為 1575.42MHz，信號(hào)一般在-166dBm左右，屬于弱信號(hào)。BDS/GPS天線有四個(gè)重要參數(shù):增益 (Gain)、駐波(VSWR)、噪聲系數(shù)(Noise figure)、軸比(Axial rat1)。[〇〇29] 支持BDS/GPS的天線測(cè)量?jī)x器:網(wǎng)絡(luò)分析儀(HP8752A)，測(cè)量步驟如下:1)使用校準(zhǔn)件對(duì)網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行單端口校正;2)將待測(cè)天線連接到網(wǎng)絡(luò)分析儀上;3)量測(cè)所需的反射系數(shù)(S11)、回波損耗(Return Loss)等相關(guān)參數(shù)。
[0030]兼容BDS/GPS的天線規(guī)格為25mmX25mmX4mm，按測(cè)量步驟得到相關(guān)數(shù)據(jù)，圖4(a)-圖 4(d)分別為天線在室外露天場(chǎng)合東、南、西、北4個(gè)方位整機(jī)實(shí)際接收衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度值，由該圖可知天線性能良好，整機(jī)實(shí)際接收衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度值接近理論值。
[0031]利用捕捉靈敏度和跟蹤靈敏度對(duì)多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位性能進(jìn)行測(cè)試。定位芯片通過(guò)支持BDS/GPS的天線接收衛(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大濾波電路，把接收到的衛(wèi)星信號(hào)送到XN647-8單片GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航接收模塊，經(jīng)過(guò)ADC轉(zhuǎn)換和內(nèi)部運(yùn)算，轉(zhuǎn)化為NMEA協(xié)議輸出。
[0032]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其特征在于，包括用于接收衛(wèi)星定位信號(hào)的天線，對(duì)接收到 的定位信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大的低噪聲放大模塊、用于對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行濾波處理的聲表面 波濾波模塊以及根據(jù)處理后的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位的定位模塊，所述定位模塊與聲表面波濾 波模塊連接，所述聲表面波濾波模塊與低噪聲放大模塊連接，所述低噪聲放大模塊與定位 模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位模塊采用XN647-8 定位模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其特征在于，所述低噪聲放大模塊采用 XN114低噪聲放大芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其特征在于，所述聲表面波濾波模塊采用 EFCH1575TDB1聲表面波濾波芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其特征在于，所述天線采用兼容BDS/GPS 的天線。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其特征在于，所述BDS/GPS天線的規(guī)格為 25mm X 25mm X 4mm 〇7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括ADC轉(zhuǎn)換器，所述ADC 轉(zhuǎn)換器與定位模塊連接，用于將接收到的定位信息轉(zhuǎn)換成NMEA協(xié)議輸出。
【文檔編號(hào)】G01S19/45GK205656314SQ201620231237
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日 公開號(hào)201620231237.5, CN 201620231237, CN 205656314 U, CN 205656314U, CN-U-205656314, CN201620231237, CN201620231237.5, CN205656314 U, CN205656314U
【發(fā)明人】劉建圻, 閆荷花, 張嚴(yán)林, 鄒才鳳
【申請(qǐng)人】廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院