一種衛星定位差分數據收發裝置的製作方法

2023-10-05 20:31:19 1

專利名稱：一種衛星定位差分數據收發裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及測繪設備領域，尤其涉及一種支持TCP/IP協議棧的測繪用 衛星定位差分數據收發裝置。
背景技術：
VRS，中文名字是虛擬參考站，是Virtual Reference Station的英文縮 寫。虛擬參考站系統是當前應用最廣、最成熟的GPS測量網絡系統，它利用固 定參考站上的數據對工作區域內的誤差進行模型化處理，該模型用來生成一個靠 近你的測量位置的"虛擬參考站"，它能向流動站接收機提供"本地化"、標準化格 式的修正信息，系統通過發布RTCM的標準信息，使得任一臺能接受RTCM差 分數據的流動站都可以加入VRS網絡,VRS系統以其先進創新的技術與空前的測 量作業效率贏得了測量人員的信賴。
VRS系統包括參考站網，監控中心，數據傳輸系統和用戶應用系統，其中 參考站網是由一組連續運行GPS參考站和相應的數據傳輸設備組成，負責採集 GPS衛星觀測數據並輸送至監控中心；監控中心是系統的控制中心，用於接收 各參考站數據，進行數據處理，形成GPS參考站網絡模型，並記錄各參考站的 原始數據或RINEX數據；響應用戶的需求，通過網際網路、無線電臺、GSM數 據業務、GPRS或CDMA或EDGE等方式向用戶發布實時差分數據或為用戶提 供後處理數據；同時完成計費功能；數據傳輸系統是用GSM、 GPRS禾口 CDMA 和EDGE等通訊方式來連接用戶和監控中心的實時傳輸系統。EDGE是英文 Enhanced Data Rate for GSM Evolution的縮寫，即增強型數據速率GSM技術， 為GPRS到第三代移動通信的過渡性技術方案，主要原因是這種技術能夠充分利 用現有的GSM資源。用戶應用系統用戶使用網絡數據進行應用的相應軟體和 硬體，如RTK定位系統、DGPS定位系統、定位數據事後處理系統，及自主式 導航系統和監控定位系統等。
RTK是Real - time kinematic的英文縮寫，是採用GPS實現高精度測量的一 種技術。隨著國家在電力，交通，建築，水利，環保，環境治理等行業基礎建設 的大力發展，越來越多的土地需要規劃和使用，這就需要對土地進行高效的測量， 使得GPS高精度測量儀器的應用越來越廣泛了， GPS高精度測量能夠獲得釐米級的精度,為更合理充分的規劃、利用和開發珍貴的土地資源帶來了科學的依據。 要實現高精度測量的方式只有使用RTK (Real-time kinematic)功能，其差 分數據的發送和接收是通過數傳電臺來實現的，由於電臺自身的技術特點是易受 電磁幹擾、易受地貌和建築物遮擋等導致其傳輸距離和效果受到限制，同時數傳 電臺可能還會對環境、人體和其他電磁設備產生電磁輻射，在特定區域電臺的使 用會受到法律和法規的限制，或者由於長時間工作電臺會過熱使傳輸距離衰減， 也導致測量設備不能正常使用，使工程測量和施工不能如期進行。尤其一些老舊 GPS測量設備中因為不具備網絡通訊的功能，致使工作時不能利用VRS或者 RTK帶來的便捷而面臨淘汰的趨勢。
發明內容
為了解決現有的數傳電臺的缺點，本實用新型提出了一種衛星定位差分數據 收發裝置，包括衛星定位數據接收器5、微處理器4、 RTCM差分數據收發器3 和通信接口 1 ，其特徵在於，還包括TCP/IP協議棧處理器2，所述TCP/IP協議 棧處理器2的一個輸入輸出端與所述RTCM差分數據收發器3連接，另一個輸 入輸出端與所述通信接口1連接。
所述通信接口 (1)可以是EDGE模塊，可以是CDMA模塊，也可以是GPRS 模塊。
本實用新型由於內嵌了 TCP/IP協議棧處理器，可以適應各種網絡，尤其是 無線網絡的需要，靈活方便，攜帶輕便、抗幹擾、不受遮擋、數據流量大、使用 時間長、全雙工數據傳輸、傳輸盲區少且價格低廉等優點，並且結合INTERNET 等網絡和軟體技術，可以對工程作業進行合理的監控和調度，這些都是數傳電臺 無法實現的。


圖l是本實用新型的原理框圖 圖2是本實用新型電路實現框圖具體實施方式
以下結合附圖2，說明具體實施例。微處理器CPU採用LPC2132，封裝為 LQFP64的16/32位ARM7TDMI-S微控制器，16kB片內靜態RAM。 1個10位D/A轉 換器，可提供不同的模擬輸出。2個32位定時器/計數器(帶4路捕獲和4路比較通 道)、PWM單元(6路輸出)和看門狗。多個串行接口，包括2個16C550工業標
準UART、 2個高速12<:接口、 SPI和SSP (具有緩衝功能，數據長度可變)。通過 片內PLL可實現最大為60MHz的CPU操作頻率，單個電源供電，含有上電復位 (POR)和掉電檢測(BOD)電路，電壓範圍3.0~3.6V(3.3 V+/— 10%)， I/O 口可承受5V的最大電壓。
LPC2132是功能強大的ARM系列CPU,可以嵌入C、 〔++語言程序，有多種編 譯器可以支持，工業級晶片，工作溫度為-45'C 85。C，非常合適工業控制方面的 應用。
系統的硬體主要分為以下幾個部分CPU微處理器電路、EDGE模塊電路、 CDMA模塊電路、串口通信電路、外接電源管理電路、晶片電源管理電路、復位 及下載電路、硬體看門狗電路和狀態指示和AD檢測電路。
系統硬體結構如圖2所示，各部分功能如下
微處理器包括並通過內部的定時模塊，AD模塊，串口模塊，存儲器模塊等控 製程序的執行，與外圍模塊，串口通訊，看門狗，其他控制線等。TCP/IP協議棧 處理器內嵌了 PPP/UDP/TCP/IP等協議。
EDGE模塊電路，是聯繫CPU與EDGE網絡的橋梁，CPU通過它與EDGE進行 UDP/TCP等數據交換；CDMA模塊電路，是聯繫CPU與CDMA網絡的橋梁，CPU 通過它與CDMA進行UDP/TCP等數據交換；EDGE/CDMA通信技術近年來已經由一 種嶄新的無線通信技術發展成為主流的無線通信技術，一是可充分利用移動和聯 通鋪設的網絡，在全國範圍內使用，具有網絡覆蓋面廣、接入範圍大，系統構建 便捷、運行成本較低，極其適合在野外、偏遠地區和無人值守的電力、氣象、環 保、石油管線和野外測量檢測等行業使用。考慮到產品的通用性、性價比和成本 等因素，對EDGE模塊選擇了美國ENF0RA公司的一款模塊EDG0108，其接口為一個 40-PIN的ZIF connector,包括了電源供應、串行接口、復位接口和SIM卡接口。 對於CDMA模塊，選擇華為的CM320模塊，CM320是當前國內市場的主流CDMA模塊，供貨穩定，性價比較高；此模塊的設計主要顧及了部分用戶對性能和網絡的考慮，
採取了可以兼容2種模塊的電路設計，主要目的是提供給用戶更多的選擇。 衛星定位數據接收器，負責CPU與GPS設備的數據接收管理； 外接電源管理電路，負責對外接電源的電壓轉換與電流控制，以滿足電路板
的電流、電壓和功率要求；外接電源管理部分採用了1個工業級LM2576S-ADJ可
調電壓管理的晶片，加上外圍的阻容電路，二極體和電感等器件，能夠用來產生
穩定的+4.2V、電流可達3A的電源電壓。
LM2576S-ADJ電源管理晶片具有可以靈活生成電壓的特點，只要輸入電壓在
7-40V之間的電壓源，都可以被調節和穩定到+4.2V,這個電壓是由外接的兩個電
阻決定的。
電源管理電路前端加了一個整流橋，這樣使得對接入電源的要求變得更加寬 鬆了，對於交流或直流電源都適用，方便用戶對電源的選取。
復位及下載電路，為CPU電路提供復位及程序下載狀態的；復位及下載電路 是為CPU提供復位啟動和ISP程序下載的接口電路，只有能夠是CPU復位以後，才 能夠真正是CPU按一定的頻率執行程序，復位電路是典型的阻容復位電路，為CPU 在接通電源的瞬間提供低電平信號保證CPU啟動；下載電路是撥碼連接到低電平， 是CPU能夠接收程序的擦除與更新，空白CPU就是通過他進行程序下載的。
RTCM差分數據收發器，管理生成以及發送RTCM差分數據；
硬體看門狗電路，防止程序及外設的異常情況導致系統進入死循環或死鎖狀 態。雖然CPU內部已經有一個看門狗模塊，但是還是增加一個外部的看門狗電路， 主要是兼顧外部器件和程序設置存儲的功能，擴展一個外部串行存儲器，選用 X25043晶片，此晶片有4Kbit的存儲控制項，同時帶有看門狗功能，能夠保證在異 常情況下程序可以自動恢復工作，CPU要定時的"餵狗"的工作以便正常工作， 而定時的功能就是CPU內部定時器模塊來完成的。
電源接口電路主要由外接電源和內置鋰電池的插座、按鈕開關、穩壓電容組成。
以上技術方案同現有的數傳電臺相比，在性能上提高了，具有更環保、攜帶 輕便、抗幹擾、數據傳輸不受遮擋等環境影響、數據流量大、使用時間長、全雙 工數據傳輸、傳輸盲區少且價格低廉等優點。
權利要求1、一種衛星定位差分數據收發裝置，包括衛星定位數據接收器(5)、微處理器(4)、RTCM差分數據收發器(3)和通信接口(1)，其特徵在於，還包括TCP/IP協議棧處理器(2)，所述TCP/IP協議棧處理器(2)的一個輸入輸出端與所述RTCM差分數據收發器(3)連接，另一個輸入輸出端與所述通信接口(1)連接。
2、 如權利要求1所述的一種衛星定位差分數據收發裝置，其特徵在於，所述通 信接口 (1)是EDGE模塊。
3、 如權利要求1所述的一種衛星定位差分數據收發裝置，其特徵在於，所述通 信接口 (1)是CDMA模塊。
4、 如權利要求1所述的一種衛星定位差分數據收發裝置，其特徵在於，所述通 信接口 (1)是GPRS模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種衛星定位的差分數據收發裝置，包括衛星定位數據接收器(5)、微處理器(4)、RTCM差分數據收發器(3)和通信接口(1)，其特徵在於，還包括TCP/IP協議棧處理器(2)，所述TCP/IP協議棧處理器(2)的一個輸入輸出端與所述RTCM差分數據收發器(3)連接，另一個輸入輸出端與所述通信接口(1)連接。本實用新型在現有數傳電臺的原理上採用TCP/IP協議，利用EDGE/CDMA通訊網絡和INTERNET技術，實現GPS測量儀器接入VRS系統的網絡傳輸功能，系統通過發布RTCM的標準信息，使得任一臺能接受RTCM差分數據的流動站都可以加入VRS網絡，提高了GPS測繪作業的效率和精度，降低了測繪的整體成本。
文檔編號H04L29/06GK201243313SQ200820058240
公開日2009年5月20日 申請日期2008年5月9日 優先權日2008年5月9日
發明者崔利民, 華 董 申請人:上海詹佛斯信息科技有限公司