自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高精度衛(wèi)星定位領(lǐng)域，可用于橋梁形變監(jiān)測、大壩形變監(jiān)測、地質(zhì)沉降監(jiān)測、尾礦庫在線安全監(jiān)測、國土測繪等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，北斗/GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。公知的高精度北斗/GPS導(dǎo)航衛(wèi)星終端有:運用實時動態(tài)差分定位(RTK)技術(shù)的高精度衛(wèi)星定位接收機、運用精密單點定位(PPP)技術(shù)的高精度衛(wèi)星定位接收機和運用高精度差分后處理技術(shù)的高精度衛(wèi)星定位接收機。
[0003]RTK定位技術(shù)是基于載波相位觀測值的厘米級實時動態(tài)差分定位，系統(tǒng)由基準站和流動站構(gòu)成，基準站接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)經(jīng)處理得到差分改正數(shù)發(fā)送給流動站，流動站接收差分改正數(shù)和衛(wèi)星載波相位等信息通過數(shù)據(jù)處理得到定位結(jié)果，它是利用差分消除電離層延遲誤差、對流層延遲誤差。
[0004]PPP精密單點定位技術(shù)是基于載波相位觀測的高精度絕對定位技術(shù)，利用北斗/GPS衛(wèi)星的精密星歷和精密衛(wèi)星鐘差，降低衛(wèi)星軌道誤差和衛(wèi)星鐘差誤差，雙頻組合觀測消除電離層誤差。達到厘米級甚至亞厘米級絕對定位精度。
[0005]高精度差分后處理技術(shù)屬于事后差分定位技術(shù)，定位精度毫米級，系統(tǒng)也由基準站和監(jiān)測站組成，基準站、監(jiān)測站距離可達10km。連續(xù)觀測2小時定位精度水平方向達3毫米以內(nèi)、垂直方向6毫米以內(nèi)。利用差分消除電離層延遲、對流層延遲等干擾，為提高精度引入多種誤差改正模型。數(shù)據(jù)處理一般傳到系統(tǒng)平臺進行處理，由于處理數(shù)據(jù)量大，平臺數(shù)據(jù)處理引入GPU技術(shù)用以加快計算速度。
[0006]這三種高精度衛(wèi)星定位接收機，根據(jù)功能不同，有不同設(shè)計，運用不同的高精度定位技術(shù)采用不同的高精度衛(wèi)星接收機，他們共同的缺陷是:應(yīng)用范圍局限性大，具有較差的適用性。鑒此，提供一種可以自動切換工作模式、應(yīng)用靈活、方便的適用不同高精度衛(wèi)星定位算法的衛(wèi)星接收機具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種自動適應(yīng)三種高精度定位工作模式的高精度衛(wèi)星接收機。該接收機具有根據(jù)不同高精度定位算法自動切換模式、應(yīng)用靈活、方便的特點。
[0008]本發(fā)明所述自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機，包括機體，接收機主要組成模塊為:主控模塊、電源模塊、接口電路、北斗/GPS模塊、溫度補償模塊、充電電路、基礎(chǔ)功能模塊。
[0009]所述控制電路包括美國ST公司的STM32 (ARM7)芯片，所述STM32芯片用于儲存衛(wèi)星接收機的控制程序和北斗/GPS三種定位模式切換的算法程序，用于控制衛(wèi)星接收機各個模塊工作狀態(tài)。
[0010]所述自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機，所述電源模塊包括適配器電路、12V轉(zhuǎn)3.3V電路、3.3V轉(zhuǎn)3V電路、3.3V轉(zhuǎn)1.2V電路和BD2/GPS供電電路，該電路主要用于要用于衛(wèi)星接收機的整機供電、外接傳感器供電、溫度補償電路供電、基礎(chǔ)功能模塊電路供電、北斗/GPS模塊供電等。
[0011 ] 所述接口電路包括RS232接口電路、RS485接口電路、以太網(wǎng)接口電路。所述RS232接口電路，主要用作自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機的調(diào)試和外部COMS圖像傳感器實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)采集；同時RS232串口與北斗/GPS模塊連接，用于采集北斗、GPS數(shù)據(jù)；所述RS485接口電路，通過RS485串口轉(zhuǎn)換芯片與STM32主控模塊連接，該部分電路主要用于高精度衛(wèi)星接收機的外部傳感器接口，以連接電子式水平傳感器、垂直位移傳感器、485接口水位計、485接口雨量傳感器、濕度傳感器等；所述以太網(wǎng)通信模塊，主要用以連接通訊網(wǎng)絡(luò)，向數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送采集的北斗定位數(shù)據(jù)和外部傳感數(shù)據(jù)。
[0012]所述自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機，所述北斗/GPS模塊主要使用高精度雙模四頻北斗/GPS模塊，主要用于北斗/GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)的采集。
[0013]所述自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機，所述充電電路主要使用BQ2057W充電管理芯片，管理后備電源充電工作；
所述自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機，所述基礎(chǔ)功能模塊包括:看門狗電路、指示電路、存儲電路、時鐘電路，所述看門狗電路用以防止程序遭受異常干擾；所述指示電路用以指示自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機工作狀態(tài)；所述存儲電路用以存儲自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機的程序和數(shù)據(jù)；所述時鐘電路用以向自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機提供基準時鐘。
[0014]本發(fā)明所述自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機具有適應(yīng)性強、自動切換工作模式、使用方便的特點，與傳統(tǒng)的衛(wèi)星接收機相比，集成了 PPP技術(shù)、RTK技術(shù)和高精度差分后處理技術(shù)，衛(wèi)星接收機的應(yīng)用范圍得到極大的擴展。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機的系統(tǒng)框圖。
[0016]圖2為衛(wèi)星接收機二種模式切換流程圖。
實施例
[0017]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行說明。
[0018]實施例1:
本發(fā)明為一種自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機，如圖一所示。
[0019]所述控制模塊主要使用美國ST公司的STM32 (ARM7)芯片，內(nèi)部儲存衛(wèi)星接收機的控制程序以及三種工作模式切換算法程序。所述衛(wèi)星接收機的控制模塊主要用于控制LED指示電路、采集北斗、GPS模塊數(shù)據(jù)、控制北斗/GPS模塊、控制溫度補償模塊電路、控制基礎(chǔ)功能模塊電路等。三種工作模式切換的原理為:控制模塊通過判斷RS232采集到的北斗/GPS識別碼，再根據(jù)內(nèi)部算法程序和控制模塊切換定位模式。
[0020]所述自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機，所述電源模塊包括適配器電路、12V轉(zhuǎn)3.3V電路、3.3V轉(zhuǎn)3V電路、3.3V轉(zhuǎn)1.2V電路和北斗/GPS供電電路。所述適配器電路主要用于外接12V適配器電源，通過使用市電為衛(wèi)星接收機整機和外接傳感器供電；所述12V轉(zhuǎn)3.3V電路是12V直流電壓經(jīng)過MP1494芯片輸出3.3V直流電壓，用于為主控和ADC提供工作電壓；所述3.3V轉(zhuǎn)3V電路是3.3V直流電壓經(jīng)過XC6201芯片輸出3V直流電壓，用于為ADC提供參考電壓；所述3.3V轉(zhuǎn)1.2V電路是3.3V直流電壓經(jīng)過RP102N121D芯片后輸出1.2V直流電壓，用于為CPU CORE內(nèi)核供電；所述北斗/GPS供電電路是12V直流電壓經(jīng)過ASM1117-5V芯片后輸出5V直流電壓，主要用于北斗/GPS模塊供電。同時，自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機具有鋰電池后備電源，在停電的情況下，鋰電池作為主要電源為衛(wèi)星接收機供電，使衛(wèi)星接收機在一定的時間內(nèi)能夠正常工作。
[0021]所述接口電路包括RS232接口電路、RS485接口電路和以太網(wǎng)接口電路。所述RS232電路是使用美國美信公司的MAX3232低壓差RS-232收發(fā)芯片，RS232串口主要用做自動適應(yīng)工作模式的高精度衛(wèi)星接收機的調(diào)試、外部COMS圖像傳感器實時采集的圖像數(shù)據(jù)通過RS232模塊保存到衛(wèi)星接收機的存儲模塊中，同時RS232串口與北斗/GPS模塊相連接，用于采集北斗、GPS數(shù)據(jù)，采集后的數(shù)據(jù)將傳輸?shù)竭h程數(shù)據(jù)處理中心；RX485主要使用SP3485低功耗半雙工RS-485收發(fā)芯片，這部分電路作為衛(wèi)星接收機的外接接口，主要用以連接電子式水平傳感器、垂直位移傳感器、485接口水位計、485接口雨量傳感器、土層濕度傳感器等。該部分工作狀況為:控制中心通過RS485電路接收外接傳感器傳回的數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算后傳輸?shù)竭h程數(shù)據(jù)處理中心；所述以太網(wǎng)接口電路，主要用以連接通訊網(wǎng)絡(luò)。其工作原理為:衛(wèi)星接收機主控模塊信號經(jīng)過11FB-05NL網(wǎng)絡(luò)變壓器后，向遠程數(shù)據(jù)