CN203084203U - 基于北斗一/北斗二/gps三模式的定位导航*** - Google Patents
基于北斗一/北斗二/gps三模式的定位导航*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型为一种基于北斗一/北斗二/GPS三模式的定位导航***，由室外单元1、室内单元2和线缆组成3，且室内单元2为人机交互界面，室外单元1包括有天线模件1.1，综合业务处理模件1.2，壳体1.3，安装法兰1.4。且天线模件置于壳体上方，综合业务处理模件置于壳体内，安装法兰置于壳体下方，依次自上而下相互结合构成一个整体，继而经线缆3与室内单元2连接组成整个***；工作时室外单元1分别接收北斗一/北斗二/GPS信号，同时发送北斗一发射信号，完成射频处理、AD转换、基带处理和定位解算等功能，并将结果经电缆3送至室内单元2，实现人机交互工作，具有接收灵敏度高，人机界面友好，操作方便等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种定位导航***，特别是一种基于北斗一/北斗二/GPS三模式的定位导航***。
背景技术
GPS自其问世以来，已充分显示了其在导航、定位领域中的霸主地位，许多领域由于GPS的出现发生了革命性的变化。
虽然美国的GPS卫星导航定位***可覆盖全球，实现全天候、全天时导航，但均属国外军方控制，且GPS对不同等级用户提供不同精度的定位服务。在军事冲突地区，美国可能出于自身利益考虑，在局部地区关闭GPS。因此，尽管开发所需的资金巨大并且周期漫长，我国还是积极发展自己的卫星定位***，以摆脱导美国对导航定位服务的控制。
在2000年10月和12月，我国自行研制的第一、二颗导航定位卫星——“北斗导航试验卫星”（简称北斗一号卫星）在西昌成功发射升空，两颗卫星构成了“北斗卫星导航***”，这是我国在自主卫星导航领域中的重要一步。该***目前已经在国内的军事领域、公路交通、铁路运输、海上作业等领域发挥了一定的作用。但北斗一代导航定位***存在一定的缺陷，即它采用主动式定位方式，使得用户接收机不能自主解算出自己的坐标值，而且用户容量有限，定位精度不高，易暴露用户目标位置等。目前正在建设中的北斗二代卫星导航***，在导航原理上采用与GPS***类似的被动三维定位原理，卫星星座的有效范围不是全球性的，而是区域性的；可以支持用户机在以中国为中心的一定范围内的自主实时三维定位。
然而，业已面世的各种卫星定位导航***，大都是单GPS或者单北斗一模式定位导航，显然，这在某些场合都难以避免上述的种种问题，而北斗二代正在建设中，市场上也少有其产品。因此，如何将北斗一、北斗二和GPS三种模式集中于一体进行定位导航，便是业内人士急待解决的重要课题。
发明内容
本实用新型的目的就是克服GPS卫星定位导航***和北斗一代单模式定位导航***的种种弊端和制约，满足业界日益突显的高质量导航定位需求，提供一种设计合理，结构简单，可以灵活切换的基于北斗一/北斗二/GPS三模式的定位导航***。
为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种基于北斗一/北斗二/GPS三模式的定位导航***，由室外单元1、室内单元2和线缆3组成，其中：室内单元2为人机交互界面，室外单元1包括有天线模件1.1，综合业务处理模件1.2，壳体1.3，安装法兰1.4。且天线模件1.1置于壳体1.3上方，综合业务处理模件1.2置于壳体1.3内，安装法兰1.4置于壳体1.3下方，依次自上而下相互结合构成一个整体，继而经线缆3与室内单元2连接组成整个***，其中：
所述天线模件1.1为避雷帽式结构，其内从上而下相继设置有接收天线1.1.1和射频功率放大模块1.1.2，是整个***的射频对外接口，用于接收北斗一，北斗二和GPS收信号，并发送北斗一发射信号。
所述综合业务处理模件1.2为模块化结构，包含有：ARM嵌入式处理器1.2.1，同步动态数据存储器SDRAM1.2.2，快闪存储器FLASFH1.2.3，专用GPS/北斗二双模式基带处理模块1.2.4，AD变换模块1.2.5，下变频处理模块1.2.6，北斗一处理模块1.2.7，RS232串行接口模块1.2.8，射频接口模块1.2.9，数据输出接口1.2.10，测试输入接口1.2.11。该模件是本实用新型的核心部件，完成射频处理，AD转换，基带处理，定位解算等功能，并将结果送往室内单元2。
所述壳体1.3为圆柱形腔体式结构件，其顶部端口设置有密封圈1.3.1，左侧设置有数据输出接口1.3.2，右侧设置有调试输入接口1.3.3，底部设置有吸附磁铁1.3.4，用于直接将室外单元1固定于金属板件。
所述安装法兰1.4为壳体1.3的补充组件，在需要高稳定性的场合中为室外单元1提供可靠的固定方式。
所述室内单元2接收室外单元1送来的计算结果并将其显示于显示屏幕上，实现人机交互工作。
本实用新型的工作方式是：
天线模件1.1接收北斗二信号后通过北斗二射频接口1.2.9.1将其送入综合业务处理模件1.2，经过下变频处理模块1.2.6后变成相应的中频信号，然后经AD变换模块1.2.5后转换为数字信号，数字信号经过基带处理模块1.2.4解算后得到定位解算所需的伪距信息和电文信息。
天线模件1.1接收GPS信号后通过GPS射频接口1.2.9.2将其送入综合业务处理模件1.2，经过下变频处理模块1.2.6后变成相应的中频信号，然后经AD变换模块1.2.5后转换为数字信号，数字信号经过基带处理模块1.2.4解算后得到定位解算所需的伪距信息和电文信息。
天线模件1.1接收北斗一收信号后将其通过北斗一射频接口1.2.9.3送入北斗一处理模块1.2.7，北斗一代模件定位所需的发射信号再通过北斗一射频接口1.2.9.3送往天线模件1.1放大并发射，北斗一处理模块1.2.7独立完成北斗一代定位功能并将结果送入嵌入式***。
本实用新型工作时，由ARM嵌入式处理器1.2.1、同步动态数据存储器SDRAM1.2.2与快闪存储器FLASH1.2.3组成嵌入式***，接收基带处理模块1.2.4送出的伪距和电文信息，完成定位解算等数据处理工作，北斗一处理模块直接将结果送入ARM嵌入式处理器1.2.1，最后ARM嵌入式处理器1.2.1按***需要将处理结果通过RS232串行接口模块1.2.8驱动后送往数据输出接口1.2.10。测试射频信号可通过测试输入接口1.2.11进入综合业务处理模件代替天线信号，实现***调试。
本实用新型在电路上基于扩频通信技术与卫星定位测速技术，支持多种定位导航体制，实现了高接收灵敏度，高定位精度。总体结构上根据实际使用情况出发，将***划分为室外单元与室内单元，既保证了接收能力的高灵敏度，又保证了人机界面友好，可靠性高，操作方便。
附图说明
图1为本实用新型***连接示意图，
图2为本实用新型***电原理框图，
图3为本实用新型室外单元整体结构示意图，
图4为本实用新型室外单元综合业务处理模件电原理图，
图5为本实用新型室外单元综合业务处理模件印制板电路布局图。
图中符号说明：
1为室外单元，
1.1为天线模件，
1.1.1为天线，
1.1.2为射频功率放大模块；
1.2为综合业务处理模件，
1.2.1为ARM嵌入式处理器，
1.2.2为同步动态数据存储器SDRAM ，
1.2.3为快闪存储器FLASH，
1.2.4 为基带处理模块，
1.2.5为AD变换模块，
1.2.6为下变频处理模块，
1.2.7 为北斗一处理模块，
1.2.8为RS232串行接口模块，
1.2.9 为射频接口模块，
1.2.9.1为北斗二射频接口，
1.2.9.2为GPS射频接口，
1.2.9.3为北斗一射频接口，
1.2.10 为数据输出接口，
1.2.11 为测试输入接口；
1.3为壳体，
1.3.1为密封圈，
1.3.2 数据输出接口，
1.3.3 为调试输入接口，
1.3.4 吸附磁铁；
1.4为安装法兰；
2为室内单元；
3为线缆。
具体实施方式
请参阅图1至图5所示，为本实用新型具体实施例。
从图1到图3可以看出：
本实用新型由室外单元1、室内单元2和线缆3组成，其中：室内单元2为人机交互界面，室外单元1包括有天线模件1.1，综合业务处理模件1.2，壳体1.3，安装法兰1.4。且天线模件1.1置于壳体上方，综合业务处理模件1.2置于其中壳体1.3内，安装法兰1.4置于壳体1.3下方，依次自上而下相互结合构成一个整体，继而经线缆3与室内单元1连接组成整个***。
从图4可以看出：
所述综合业务处理模件1.2为模块化结构，包含有：ARM嵌入式处理器1.2.1、同步动态数据存储器SDRAM 1.2.2、快闪存储器FLASFH1.2.3，基带处理模块1.2.4，AD变换模块1.2.5，下变频处理模块1.2.6，北斗一处理模块1.2.7，RS232串行接口模块1.2.8，射频接口模块1.2.9，数据输出接口1.2.10，调试输入接口1.2.11 。其中：
所述ARM嵌入式处理器1.2.1的第45至89脚依次分别与同步动态数据存储器SDRAM1.2.2的第3至47脚相连接；其第92至131脚依次分别与快闪存储器FLASH1.2.3的第2至41脚相连接；其第14至17脚，依次分别与北斗一处理模块1.2.7的第8至11脚相连接；其第22至45脚依次分别与基带处理模块1.2.4的第12至35脚相连接；其第2至6脚依次分别与RS232串行接口模块1.2.8的第3至7脚相连接。ARM嵌入式处理器1.2.1接收来自北斗一处理模块1.2.7和基带处理模块1.2.4的数据，并将计算处理后的结果送到RS232串行接口模块1.2.8。
所述下变频处理模块1.2.6的第34、36脚依次分别与AD变换模块1.2.5的第4、8脚相连接；其第3、5、7、9脚依次分别与北斗二射频接口1.2.9.1的第1脚、GPS射频接口1.2.9.2的第1脚、测试输入接口1.2.11的第1、2脚相连接；其第2脚输出与AD变换模块1.2.5的第2脚以及基带处理模块1.2.4的第11脚相连接；该单元接收来自北斗二射频接口1.2.9.1的北斗二信号和GPS射频接口1.2.9.2的GPS信号，并将其转换为中频信号送至AD变换模块1.2.5。
所述AD变换模块1.2.5的第16至19脚依次分别与基带处理模块1.2.4的第37至40脚相连接；其第21至24脚依次分别与基带处理模块1.2.4的第41至44脚相连接；该单元将来自下变频处理模块1.2.6的中频信号转换为数字信号送入基带处理模块1.2.4。
所述北斗一处理模块1.2.7的第1、2、5、6脚依次分别与北斗一射频接口1.2.9.3的第1、2脚，测试输入接口1.2.11的第3、4脚相连接；该单元通过北斗一射频接口1.2.9.3收发信号，实现定位解算功能，并将结果送往ARM嵌入式处理器1.2.1。
所述数据输出接口1.2.10的第7脚与基带处理模块1.2.4的第9脚相连接，其第8至11脚依次分别与RS232串行接口模块1.2.8的第1至4脚相连接。该单元将基带处理模块1.2.4送出的秒脉冲信号和RS232串行接口模块1.2.8送出的数据信息送至数据输出接口1.2.10。
从图5可以看出：
所述综合业务处理模件1.2为模块化结构，且其上方从左至右依次设置有：北斗二射频接口1.2.9.1的第1脚、测试输入接口1.2.11的第1脚、GPS射频接口1.2.9.2的第1脚、测试输入接口1.2.11的第2脚、北斗一射频接口1.2.9.3的第1脚、测试输入接口1.2.11的第3脚，共6个射频接口；其右上方从上至下设置有北斗一射频接口1.2.9.3的第2脚、测试输入接口1.2.11的第4脚；而数据输出接口1.2.10设置在印制电路板的下方外侧，其余各模块按照处理流程需要均匀设置于印制电路板上。将所有模块集中到一块印刷电路板的方式提高了***的集成度和结构的简洁性。
值得特别说明的是，本实用新型中ARM嵌入式处理器1.2.1型号为S3C2440, SDRAM 1.2.2的型号为IS42S32400，快闪存储器FLASH1.2.3的型号为S29GL128；其余各元件为工业级产品，壳体部件为精加工铸造件。
以上实施例，仅为说明本实用新型的技术特征和可实施例，其目的在于使该领域的技术人员能够了解本实用新型的内容并具体实施。由此，凡根据本实用新型的构思作出的变换和修饰，均包含在本实用新型的权利要求范围内，依专利法提出申请。
Claims (6)
1.一种基于北斗一/北斗二/GPS三模式的定位导航***，包括有室外单元（1）、室内单元(2)和线缆(3)，其中：室外单元（1）又包括有天线模件（1.1），综合业务处理模件（1.2），壳体（1.3），安装法兰（1.4）,且天线模件（1.1）置于壳体（1.3）上方，综合业务处理模件（1.2）置于壳体（1.3）内，安装法兰（1.4）置于壳体（1.3）下方，依次自上而下相互结合构成一个整体，继而经线缆（3）与室内单元（2）连接组成整个***，其特征是：
a，所述综合业务处理模件（1.2）为模块化结构，包含有：ARM嵌入式处理器（1.2.1），同步动态数据存储器SDRAM（1.2.2），快闪存储器FLASH（1.2.3），专用GPS/北斗二双模式基带处理模块（1.2.4），AD变换模块（1.2.5），下变频处理模块（1.2.6），北斗一处理模块（1.2.7），RS232串行接口模块（1.2.8），射频接口模块（1.2.9），数据输出接口（1.2.10），测试输入接口（1.2.11），完成射频处理，AD转换，基带处理，定位解算等功能，并将结果送往室内单元（2）；
b，所述天线模件（1.1）为避雷帽式结构，其内部自上而下相继设置有天线（1.1.1）和射频功率放大模块（1.1.2），为整个***的射频对外接口，用于接收北斗一，北斗二和GPS收信号，并发送北斗一发射信号；
c，所述壳体（1.3）为圆柱形腔体式结构，其顶部端口设置有密封圈（1.3.1），左侧设置有数据输出接口（1.3.2），右侧设置有调试输入接口（1.3.3），底部设置有吸附磁铁（1.3.4），用于直接将室外单元（1）固定于金属板件；
d，所述安装法兰（1.4）为壳体（1.3）的补充组件，在需要高稳定性的场合中为室外单元（1）提供可靠的固定方式；
e，所述室内单元（2）接收室外单元（1）送来的计算结果并将其显示于显示屏幕上，实现人机交互工作。
2. 如权利要求1所述的基于北斗一/北斗二/GPS三模式的定位导航***，其特征是：
所述ARM嵌入式处理器（1.2.1）的第45至89脚依次分别与同步动态数据存储器SDRAM（1.2.2）的第3至47脚连接；其第92至131脚依次分别与快闪存储器FLASH（1.2.3）的第2至41脚相连接；其第14至17脚，依次分别与北斗一处理模块（1.2.7）的第8至11脚相连接；其第22至45脚依次分别与基带处理模块（1.2.4）的第12至35脚相连接；其第2至6脚依次分别与RS232串行接口模块（1.2.8）的第3至7脚相连接；ARM嵌入式处理器（1.2.1）接收来自北斗一处理模块（1.2.7）和基带处理模块（1.2.4）的数据，并将计算处理后的结果送到RS232串行接口模块（1.2.8）。
3. 如权利要求1所述的基于北斗一/北斗二/GPS三模式的定位导航***，其特征是：
所述下变频处理模块（1.2.6）的第34、36脚依次分别与AD变换模块（1.2.5）的第4、8脚相连接；其第3、5、7、9脚依次分别与北斗二射频接口（1.2.9.1）的第1脚、GPS射频接口（1.2.9.2）的第1脚、测试输入接口（1.2.11）的第1、2脚相连接；其第2脚输出与AD变换模块（1.2.5）的第2脚以及基带处理模块（1.2.4）的第11脚相连接；该单元接收来自北斗二射频接口（1.2.9.1）的北斗二信号和GPS射频接口（1.2.9.2）的GPS信号，并将其转换为中频信号送至AD变换模块（1.2.5）。
4.如权利要求1所述的基于北斗一/北斗二/GPS三模式的定位导航***，其特征是：
所述AD变换模块（1.2.5）的第16至19脚依次分别与基带处理模块（1.2.4）的第37至40脚相连接；其第21至24脚依次分别与基带处理模块（1.2.4）的第41至44脚相连接；该单元将来自下变频处理模块（1.2.6）的中频信号转换为数字信号送入基带处理模块（1.2.4）。
5. 如权利要求4所述的基于北斗一/北斗二/GPS三模式的定位导航***，其特征是：
所述北斗一处理模块（1.2.7）的第1、2、5、6脚依次分别与北斗一射频接口（1.2.9.3）的第1、2脚，测试输入接口（1.2.11）的第3、4脚相连接；该单元通过北斗一射频接口（1.2.9.3）收发信号，实现定位解算功能，并将结果送至ARM嵌入式处理器（1.2.1）。
6. 如权利要求4所述的基于北斗一/北斗二/GPS三模式的定位导航***，其特征是：
所述数据输出接口（1.2.10）的第7脚与基带处理模块（1.2.4）的第9脚相连接，其第8至11脚依次分别与RS232串行接口模块（1.2.8）的第1至4脚相连接；该单元将基带处理模块（1.2.4）送出的秒脉冲信号和RS232串行接口模块（1.2.8）送出的数据信息送至数据输出接口（1.2.10）。
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| CN104917683A (zh) * | 2014-03-11 | 2015-09-16 | 上海宇丰电子信息工程有限责任公司 | 一种无线智能路由器 |
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