CN108873041A - 一种基于北斗导航技术的航空定位装置 - Google Patents

一种基于北斗导航技术的航空定位装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108873041A
CN108873041A CN201810444348.8A CN201810444348A CN108873041A CN 108873041 A CN108873041 A CN 108873041A CN 201810444348 A CN201810444348 A CN 201810444348A CN 108873041 A CN108873041 A CN 108873041A
Authority
CN
China
Prior art keywords
beidou
signal
positioning device
board
navigation technology
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810444348.8A
Other languages
English (en)
Inventor
芮敏敏
查文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhu Hangfei Science and Technology Co Ltd
Original Assignee
Wuhu Hangfei Science and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhu Hangfei Science and Technology Co Ltd filed Critical Wuhu Hangfei Science and Technology Co Ltd
Priority to CN201810444348.8A priority Critical patent/CN108873041A/zh
Publication of CN108873041A publication Critical patent/CN108873041A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
    • G01S19/47—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being an inertial measurement, e.g. tightly coupled inertial

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于北斗导航技术的航空定位装置，包括箱体，以及设置在箱体上的发射端和接收端，发射端和接收端均连接在通信模组上，且通信模组上嵌入协议转换接口，通信模组连接有北斗板卡，箱***于板卡两侧分别设置有三轴加速器和三轴陀螺仪，且三轴加速器和三轴陀螺仪均通过译码器连接在北斗板卡上，北斗板卡上连接有备用GPS模组，且备用GPS模组连接协议转换接口，北斗板卡上还嵌装有RDSS反馈模块，本发明的利用北斗导航技术作为航空定位装置，同时在北斗***中设置协议转换接口，在北斗信号意外失锁后，对收发信号进行坐标转换处理，通信模组对收发信号的中频处理能够保持稳定和精准的定位信号收发，并逐步的降低信号噪声的干扰。

Description

一种基于北斗导航技术的航空定位装置
技术领域
本发明涉及航空领域，具体为一种基于北斗导航技术的航空定位装置。
背景技术
航空，一种复杂而有战略意义的人类活动，指飞行器在地球大气层(空气空间)中的飞行(航行)活动，以及与此相关的科研教育、工业制造、公共运输、专业作业、航空运动、国防军事、政府管理等众多领域，通过对于空气空间和飞行器(航空器)的利用，航空活动可以细分为众多独立的行业和领域，典型的如，航空制造业、民用航空业等等，常常可以见到人们从各自的领域使用这一词语，其内涵及其丰富和多变。
从事飞行活动的飞行器，也称航空器，分为轻于空气的航空器和重于空气的航空器两类，前者依靠空气静浮力升空，如气球、飞艇等，后者依靠与空气作相对运动产生的空气动力升空，如飞机、直升机等，它们靠空气的静浮力或空气相对运动产生的空气动力升空飞行，飞行中一旦因意外、机械故障等原因发生失事，会偏离其执行任务时的航线，极可能落入深山、峡谷、密林等人迹罕至的地方，快速定位航空器的失事地点是快速展开救援的前提条件，大多数的航空器都在机体***中集成定位装置，。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种基于北斗导航技术的航空定位装置，本发明的利用北斗导航技术作为航空定位装置，同时在北斗***中设置协议转换接口，在北斗信号意外失锁后，对收发信号进行坐标转换处理，通信模组对收发信号的中频处理能够保持稳定和精准的定位信号收发，并逐步的降低信号噪声的干扰，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于北斗导航技术的航空定位装置，包括箱体，以及设置在箱体上的发射端和接收端，所述发射端和接收端均连接在通信模组上，且所述通信模组上嵌入协议转换接口，所述通信模组连接有北斗板卡，所述箱***于板卡两侧分别设置有三轴加速器和三轴陀螺仪，且所述三轴加速器和三轴陀螺仪均通过译码器连接在北斗板卡上，所述北斗板卡上连接有备用GPS模组，且所述备用GPS模组连接协议转换接口，所述北斗板卡上还嵌装有RDSS反馈模块。
进一步地，所述协议转换接口包括一个坐标转换器以及载频发生器，并通过一个触发开关电性连接在接收端和通信模组的连接电路上。
进一步地，通信模组通过北斗板卡对译码器的翻译数据进行解读，触发通信模块对翻译数据进行发射端的广播，在广播的过程中通过定时器进行广播时间间隔。
进一步地，所述RDSS反馈模块在发射端进行信号的发送时，在信号载频中设置一个信息标识信号和一个干扰测量信号，在并在接收端接收地面控制中心的对信息标识信号的处理返回信号接收，同时对干扰测量信号进行返回信号检测，并RDSS反馈模块中的时钟差融合解算模型对干扰测量信号进行实时的解算。
进一步地，其中接收端和发射端均采用北斗/GPS组合天线，采用厚度为 1.5mm,介电常数为4.4的FR4覆铜介质板构成每层天线，其中底层为北斗二代B1频段天线单元和GPSL1频段天线单元，中间层为北斗一代L频段天线单元，顶层为北斗一代S频段的天线单元，并通过微带天线将馈电点移至中心。
进一步地，所述箱体内部设置有对定位装置供电的电源模块，所述电源模块包括常用电源管理芯片、循环电源和备用电源，且所述备用电源和电源管理芯片通过水泥固封在箱体中。
进一步地，在发射端进行信号发射的过程中，信号首先进行脉冲调制，取样8KHz，信息经过一次调制，然后去触发伪噪声发生器，伪码发生器产生某种伪码作为地址信号，这个信号再对有主振器产生的载频进行双向调制，并由同时再由RDSS反馈模块副振器的载频进行单向调制。
进一步地，北斗板卡的通信模组的发射端信号失锁后，接收端无法接收到信息标识信号，则北斗板卡中的处理模块通过电信号控制触发开关的接通，通过协议转换接口中的坐标转换器对定位信号进行转换，由北斗坐标的转化为GPS的WGS-84坐标，再通过发射天线中的GPS天线进行发送。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的利用北斗导航技术作为航空定位装置，同时在北斗***中设置协议转换接口，在北斗信号意外失锁后，对收发信号进行坐标转换处理，通信模组对收发信号的中频处理能够保持稳定和精准的定位信号收发，并逐步的降低信号噪声的干扰。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的内部结构框图。
图中标号：
1-箱体；3-发射端；4-接收端；5-通信模组；6-协议转换接口；7-北斗板卡；8-三轴加速器；9-三轴陀螺仪；10-译码器；11-备用GPS模组；12-RDSS 反馈模块；13-电源模块；
601-坐标转换器；602-载频发生器；603-触发开关；
1301-电源管理芯片；1302-循环电源；1303-备用电源。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供了一种基于北斗导航技术的的航空定位装置，包括箱体1，以及设置在箱体1上的发射端3和接收端4，所述发射端 3和接收端4均连接在通信模组5上，且所述通信模组5上嵌入协议转换接口 6，所述通信模组5连接有北斗板卡7，所述箱体1位于板卡两侧分别设置有三轴加速器8和三轴陀螺仪9，且所述三轴加速器8和三轴陀螺仪9均通过译码器10连接在北斗板卡7上，所述北斗板卡7上连接有备用GPS模组11，且所述备用GPS模组11连接协议转换接口6，所述北斗板卡7上还嵌装有RDSS 反馈模块12，所述协议转换接口6包括一个坐标转换器601以及载频发生器，并通过一个触发开关603电性连接在接收端4和通信模组5的连接电路上。
本发明通过三轴加速器8和三轴陀螺仪9检测和模拟航空器的飞行状态，译码器10对三轴加速器8和三轴陀螺仪9的数据进行解析，并将数据实时的传递至北斗板卡7的处理模块中，同时由通信模块对发射端3和接收端4数据信号进行解调，在发射端3进行信号发射的过程中，信号首先进行脉冲调制，取样8KHz，信息经过一次调制，然后去触发伪噪声发生器，伪码发生器产生某种伪码作为地址信号，这个信号再对有主振器产生的载频进行双向调制，并由同时再由RDSS反馈模块12副振器的载频进行单向调制，所述在发射端3进行信号的发送时，在信号载频中设置一个信息标识信号和一个干扰测量信号，最后送到搞平率功率放大器，经过天线发射出去。
当北斗板卡7的通信模组5的发射端3信号失锁后，接收端4无法接收到信息标识信号，则北斗板卡7中的处理模块通过电信号控制触发开关603 的接通，通过协议转换接口6中的坐标转换器601对定位信号进行转换，由北斗坐标的转化为GPS的WGS-84坐标，再通过发射天线中的GPS天线进行发送，从而实现信号的紧急传送，避免出现无法接收信号的状态，造成航空定位的失准。
在接收端4接收到发送端的信号，由通信模组5中经过混频后变为中频，再经过放大进行检波，得到二进制信号，再进行限幅取杨，通过数字式匹配滤波器，并经过脉冲解调恢复为原来的信号在并在接收端4接收地面控制中心的对信息标识信号的处理返回信号接收，同时对干扰测量信号进行返回信号检测，并RDSS反馈模块12中的时钟差融合解算模型对干扰测量信号进行实时的解算。
其中接收端4和发射端3均采用北斗/GPS组合天线，采用厚度为1.5mm, 介电常数为4.4的FR4覆铜介质板构成每层天线，其中底层为北斗二代B1频段天线单元和GPSL1频段天线单元，中间层为北斗一代L频段天线单元，顶层为北斗一代S频段的天线单元，并通过微带天线将馈电点移至中心，提高北斗/GPS组合天线的组合增益，同时使得接收端4和发射端3的天线具有转换发送功能，能够在北斗失锁时气动备用GPS进行信号的续传。
北斗B1频点的公开服务信号(B1)是与GPS和Galileo相兼容的互操作信号，其频点为1561.098MHz，采用正交相移键控(QPSK)调制方式，B1频点信号表达式为：
其中：j为卫星编号；Ac为调制于B1频点载波I支路的测距码振幅；Ap为调制于B1载波频点载波Q支路的测距码振幅；C为I支路测距吗；P为Q 支路测距码；为I支路测距码上调制的数据码；为Q支路测距码上调制的数据码；f为B1频点载波频率；为B1频点载波I支路的初相；为B1 频点载波Q的初相
航空定位信号在卫星上发射后，经空间传播到接收机天线，接收端4接收到的信号包含了卫星钟差，电离层，对流层，多路径等各种误差，接收端4 的通信模组5将射频信号通过混频器对其进行变频:
式子中，fIF＝(f-flocal)为本振混频后的中频频率，采量优化后即可得到中频信号。
其中通信模组5通过北斗板卡7对译码器10的翻译数据进行解读，触发通信模块对翻译数据进行发射端3的广播，在广播的过程中通过定时器进行广播时间间隔，对定位解算的过程中采用定时器对信号工作时间进行分配，时间区间[ti，ti+n]为惯导***的纯捷联工作状态,在[ti+n，ti+n+k]进入组合工作状态,发射端3在ti+n时刻开始发送定位申请,在ti+n+Nti时刻接收到定位信息,并且同时再次发送定位申请，根据ti+n+Nti时刻接收端4的定位信息, 以及ti+n时刻的惯导数据,可以进行ti+n时刻的卡尔曼滤波，而ti+n+Nti时刻的滤波值可根据ti+n时刻的最优滤波值,由卡尔曼滤波的时间更新方程确定：
其中，
通过其快速的接收端4滤波解算模型，能够有效的对接收信号的误差进行补偿，提高定位的精度。
本发明中的箱体1内部设置有对定位装置供电的电源模块13，所述电源模块13包括常用电源管理芯片1301、循环电源1302和备用电源1303，且所述备用电源1303和电源管理芯片1301通过水泥固封在箱体1中，通过循环电源1302为定位装置提供稳定工作的电源，在出现循环电源1302意外时，由通过电源管理芯片1301调用备用电源1303进行定位装置的供电。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种基于北斗导航技术的航空定位装置，其特征在于：包括箱体(1)，以及设置在箱体(1)上的发射端(3)和接收端(4)，所述发射端(3)和接收端(4)均连接在通信模组(5)上，且所述通信模组(5)上嵌入协议转换接口(6)，所述通信模组(5)连接有北斗板卡(7)，所述箱体(1)位于板卡(7)两侧分别设置有三轴加速器(8)和三轴陀螺仪(9)，且所述三轴加速器(8)和三轴陀螺仪(9)均通过译码器(10)连接在北斗板卡(7)上，所述北斗板卡(7)上连接有备用GPS模组(11)，且所述备用GPS模组(11)连接协议转换接口(6)，所述北斗板卡(7)上还嵌装有RDSS反馈模块(12)。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航技术的航空定位装置，其特征在于：所述协议转换接口(6)包括一个坐标转换器(601)以及载频发生器(602)，并通过一个触发开关(603)电性连接在接收端(4)和通信模组(5)的连接电路上。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航技术的的航空定位装置，其特征在于：通信模组(5)通过北斗板卡(7)对译码器(10)的翻译数据进行解读，触发通信模块(5)对翻译数据进行发射端(3)的广播，在广播的过程中通过定时器进行广播时间间隔。
4.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航技术的航空定位装置，其特征在于：所述RDSS反馈模块(12)在发射端(3)进行信号的发送时，在信号载频中设置一个信息标识信号和一个干扰测量信号，在并在接收端接收地面控制中心的对信息标识信号的处理返回信号接收，同时对干扰测量信号进行返回信号检测，并RDSS反馈模块(12)中的时钟差融合解算模型对干扰测量信号进行实时的解算。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航技术的航空定位装置，其特征在于：其中接收端(4)和发射端(3)均采用北斗/GPS组合天线，采用厚度为1.5mm,介电常数为4.4的FR4覆铜介质板构成每层天线，其中底层为北斗二代B1频段天线单元和GPSL1频段天线单元，中间层为北斗一代L频段天线单元，顶层为北斗一代S频段的天线单元，并通过微带天线将馈电点移至中心。
6.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航技术的航空定位装置，其特征在于：所述箱体(1)内部设置有对定位装置供电的电源模块(13)，所述电源模块(13)包括常用电源管理芯片(1301)、循环电源(1302)和备用电源(1303)，且所述备用电源(1303)和电源管理芯片(1301)通过水泥固封在箱体(1)中。
7.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航技术的航空定位装置，其特征在于：在发射端(3)进行信号发射的过程中，信号首先进行脉冲调制，取样8KHz，信息经过一次调制，然后去触发伪噪声发生器，伪码发生器产生某种伪码作为地址信号，这个信号再对有主振器产生的载频进行双向调制，并由同时再由RDSS反馈模块副振器的载频进行单向调制。
8.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航技术的航空定位装置，其特征在于：北斗板卡(7)的通信模组(5)在发射端(3)信号失锁后，接收端(4)无法接收到信息标识信号，则北斗板卡(7)中的处理模块通过电信号控制触发开关(603)的接通，通过协议转换接口(6)中的坐标转换器(601)对定位信号进行转换，由北斗坐标的转化为GPS的WGS-84坐标，再通过发射天线中的GPS天线进行发送。
CN201810444348.8A 2018-05-10 2018-05-10 一种基于北斗导航技术的航空定位装置 Pending CN108873041A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810444348.8A CN108873041A (zh) 2018-05-10 2018-05-10 一种基于北斗导航技术的航空定位装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810444348.8A CN108873041A (zh) 2018-05-10 2018-05-10 一种基于北斗导航技术的航空定位装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108873041A true CN108873041A (zh) 2018-11-23

Family

ID=64333360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810444348.8A Pending CN108873041A (zh) 2018-05-10 2018-05-10 一种基于北斗导航技术的航空定位装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108873041A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110794826A (zh) * 2019-09-24 2020-02-14 北京旷视机器人技术有限公司 混合导航方法及装置、通信方法及装置、设备、存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102305933A (zh) * 2011-08-17 2012-01-04 北斗天汇（北京）科技有限公司 北斗gps双模授时接收设备及控制方法
CN202259683U (zh) * 2011-10-13 2012-05-30 北京邮电大学 一种兼容北斗和gps的双频接收天线
CN204269832U (zh) * 2014-11-17 2015-04-15 江苏博纳雨田通信电子有限公司 北斗、gps多模收发一体化导航通信模块
CN105527633A (zh) * 2016-01-18 2016-04-27 苏州科技学院 一种基于usb便携式北斗/gps导航授时装置及方法
CN105842716A (zh) * 2016-06-13 2016-08-10 北华航天工业学院 一种北斗导航定位***及优化方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102305933A (zh) * 2011-08-17 2012-01-04 北斗天汇（北京）科技有限公司 北斗gps双模授时接收设备及控制方法
CN202259683U (zh) * 2011-10-13 2012-05-30 北京邮电大学 一种兼容北斗和gps的双频接收天线
CN204269832U (zh) * 2014-11-17 2015-04-15 江苏博纳雨田通信电子有限公司 北斗、gps多模收发一体化导航通信模块
CN105527633A (zh) * 2016-01-18 2016-04-27 苏州科技学院 一种基于usb便携式北斗/gps导航授时装置及方法
CN105842716A (zh) * 2016-06-13 2016-08-10 北华航天工业学院 一种北斗导航定位***及优化方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110794826A (zh) * 2019-09-24 2020-02-14 北京旷视机器人技术有限公司 混合导航方法及装置、通信方法及装置、设备、存储介质
CN110794826B (zh) * 2019-09-24 2023-10-20 北京旷视机器人技术有限公司 混合导航方法及装置、通信方法及装置、设备、存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Logsdon The Navstar global positioning system
CN101694587B (zh) 一种应用于微小型飞行器的集群控制***
CN104680853B (zh) 一种基于高度的ads‑b双数据链自动切换装置
Logsdon Understanding The Navstar: Gps, Gis, And Ivhs
US20230324562A1 (en) Stratospheric position, navigation, and timing system
WO2023134018A1 (zh) 一种基于北斗短报文的航空器及应急导航通信***
WO2003025617A3 (en) Annunciation of the distance to a target position in a gps landing system
WO2007149114A3 (en) In-flight transceiver and locator system
CN203101647U (zh) 一种基于1090es数据链的便携式ads-b监视设备
CN106371124A (zh) 一种基于协同模式的微小型无人机定位***
CN107093303B (zh) 基于北斗短报文和cdma1x的森林航空消防飞机信息指挥***
US20210227447A1 (en) Augmented Personnel Locator System
CN213690329U (zh) 一种固定翼无人机自主着舰***
CN108873041A (zh) 一种基于北斗导航技术的航空定位装置
EP3419191A1 (en) Flyable repeater device
CN205430610U (zh) 一种基于北斗的航空应急示位信标装置
CN105572628A (zh) 基于低轨道海事卫星通讯的ais搜救示位标设备
CN114397687A (zh) 一种舰载无人机的差分卫星导航***
CN106550287A (zh) 集成ais接收的vhf对讲装置
CN108390714A (zh) 一种便携式通用航空通信手持终端
CN205643719U (zh) 一种无人机gps定位追踪***
US10571909B2 (en) Autonomous distress tracking device
CN100552469C (zh) 动态调整全球卫星定位***的语音提示距离的方法
CN111398999A (zh) 基于低轨通信星座的用户终端及搜救***
CN206178155U (zh) 一种基于协同模式的微小型无人机定位***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181123

RJ01 Rejection of invention patent application after publication