CN103439710A

CN103439710A - Gps综合分路器

Info

Publication number: CN103439710A
Application number: CN2013103633618A
Authority: CN
Inventors: 马君; 葛欣竹; 王玉荣; 金晓坤; 徐驰; 崔咏军
Original assignee: SHANGHAI FEILI COMMUNICATION TECHNOLOGY INDUSTRIAL GENERAL Co Ltd; First Research Institute of Telecommunication Technology
Current assignee: SHANGHAI FEILI COMMUNICATION TECHNOLOGY INDUSTRIAL GENERAL Co Ltd; First Research Institute of Telecommunication Technology
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2013-12-11

Abstract

本发明提供了一种GPS综合分路器，包括：GPS天线、与GPS天线连接的GPS射频信号分路模块、与GPS天线连接的GPS模块、与GPS模块连接的GPS数据处理模块及与GPS数据处理模块连接的多串口扩展模块，其中，GPS天线用以接收GPS射频信号；GPS射频信号分路模块将接收到的GPS射频信号作为输入，并输出到多个射频接口；GPS模块对接收到的GPS射频信号进行解码，并输出解码信息；GPS数据处理模块对解码信息按需进行编排和封装，并将编排好的信息输出到多串口扩展模块；并且GPS数据处理模块能够通过以太网接口与外部终端设备进行实时数据交互。通过本发明提供的GPS综合分路器，各终端设备能够共用GPS系统，节省了GPS系统的开支，提高了经济效益。

Description

GPS综合分路器

技术领域

本发明涉及定位系统技术领域，特别涉及一种GPS综合分路器。

背景技术

自20世纪90年代，GPS系统（Global Positioning System，全球定位系统）向全世界免费开放以来，已广泛应用于导航、交通、大地测量、精确授时等与位置、速度、时间相关的领域中。可以说，GPS系统是目前最先进、应用最广泛的卫星导航定位系统，具有非常好的市场前景。

GPS星群由24颗或更多人造卫星组成，它们分别位于6个轨道平面内，高度大约是12550英里。这些人造卫星通过星载的原子钟进行同步，不断地以L波段上的两个频率来传送测距信号、它们当前的时间以及轨道动态，这两个频率分别被称为L1（1575.42MHz）和L2（1227.6MHz）。民用GPS通常只使用L1波段，而勘测与军事用途则需要同时使用L1和L2波段。

通过GPS位置解算可以得到当前的纬度、经度和高度，误差在5m以内（仅使用L1波段），而定时则精确到10ns以内。GPS接收器以标准格式输出人造卫星的信息和时间/位置解，其中NMEA0183规范是最常见的格式定义。这些规范所定义的语句包括了可见人造卫星、人造卫星信号强度、GPS或UTC时间解和位置解。制造商也可以自定义语句，以便用定制的格式来输出数据或者提供对自家GPS接收器特殊功能的访问。

目前，GPS系统在众多终端设备上得到应用，而且常常出现在同一应用场点环境下，多个终端设备由于数据接口的不一致，而分别使用各自携带的GPS系统。各个终端设备之间无法共用GPS系统，造成资源的极大浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GPS综合分路器，以解决现有技术中，各个终端设备之间无法共用GPS系统，造成资源极大浪费的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种GPS综合分路器，所述GPS综合分路器包括：GPS天线、与所述GPS天线连接的GPS射频信号分路模块、与所述GPS天线连接的GPS模块、与所述GPS模块连接的GPS数据处理模块及与所述GPS数据处理模块连接的多串口扩展模块，其中，

所述GPS天线用以接收GPS射频信号；

所述GPS射频信号分路模块将接收到的GPS射频信号作为输入，并输出到多个射频接口；

所述GPS模块对接收到的GPS射频信号进行解码，并输出解码信息；

所述GPS数据处理模块对解码信息按需进行编排和封装，并将编排好的信息输出到多串口扩展模块；并且所述GPS数据处理模块能够通过以太网接口与外部终端设备进行实时数据交互。

可选的，在所述的GPS综合分路器中，所述多个射频接口为N型射频接口、SMA射频接口或者BNC射频接口。

可选的，在所述的GPS综合分路器中，所述GPS模块对接收到的GPS射频信号进行解码后得到纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向和/或卫星状况信息。

可选的，在所述的GPS综合分路器中，所述GPS模块输出的解码信息的格式为GGA、GLL、GSA、GSV、RMC和/或VTG。

可选的，在所述的GPS综合分路器中，所述GPS模块能够根据所述GPS数据处理模块的请求发送定制数据格式的解码信息。

可选的，在所述的GPS综合分路器中，所述GPS模块能够根据所述GPS数据处理模块的请求按特定时间间隔发送解码信息。

可选的，在所述的GPS综合分路器中，所述GPS数据处理模块对解码信息按需进行编排和封装包括：按需设定信息格式、内容和/或串口波特率、以太网接口的IP封装。

可选的，在所述的GPS综合分路器中，所述GPS数据处理模块通过以太网接口与外部终端设备进行实时数据交互包括：

外部终端设备向GPS数据处理模块发送GPS数据请求消息；

GPS数据处理模块对请求消息进行识别，若支持，则发送GPS数据；若不支持，则拒绝请求。

可选的，在所述的GPS综合分路器中，在采用UDP封装时，所述GPS数据处理模块在每发送一个GPS数据后，进行计数，当收到外部终端设备的确认消息后重置计数；若达到一定的计数值时，仍未收到外部终端设备的确认消息，则停止发送GPS数据。

可选的，在所述的GPS综合分路器中，所述GPS数据处理模块与外部终端设备的实时数据交互采用UDP协议或TCP协议。

通过本发明提供的GPS综合分路器，各终端设备能够共用GPS系统，节省了GPS系统的开支，提高了经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例的GPS综合分路器的结构示意图；

图2是本发明实施例的GPS综合分路器的业务流程处理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的GPS综合分路器作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1，其为本发明实施例的GPS综合分路器的结构示意图。如图1所示，所述GPS综合分路器1包括：GPS天线10、与所述GPS天线10连接的GPS射频信号分路模块11、与所述GPS天线10连接的GPS模块12、与所述GPS模块12连接的GPS数据处理模块13及与所述GPS数据处理模块13连接的多串口扩展模块14，其中，

所述GPS天线10用以接收GPS射频信号；

所述GPS射频信号分路模块11将接收到的GPS射频信号作为输入，并输出到多个射频接口；

所述GPS模块12对接收到的GPS射频信号进行解码，并输出解码信息；

所述GPS数据处理模块13对解码信息按需进行编排和封装，并将编排好的信息输出到多串口扩展模块14；并且所述GPS数据处理模块13能够通过以太网接口与外部终端设备进行实时数据交互。

具体的，所述GPS射频信号分路模块11从GPS天线10处接收GPS射频信号，可接收GPS L1/L2频段信号，工作带宽为1.1GHz-1.7GHz，并对接收的GPS信号进行处理，包括放大、滤波及直流阻断，由此提高了GPS射频信号。接着将处理过的GPS射频信号输出到多个射频端口，例如2-8个射频端口，所述多个射频端口可以是N型射频接口、也可以是SMA射频接口、BNC射频接口或者TNC射频接口等。由此，多个外部终端设备可以与所述多个射频端口连接，从而共享GPS射频信号。

在本实施例中，所述GPS模块12可以由RF射频芯片、基带芯片和核心解码CPU组成，以完成对于GPS射频信号的解码。具体的，所述GPS模块12根据接收到的多个卫星传输的参数进行计算，得到关于纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向和/或卫星状况等解码信息。然后将解码信息串行输出到GPS数据处理模块13，其输出数据为ASCII编码，内容包含了纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向和/或卫星状况等解码信息。输出数据格式采用NMEA-0183通信标准，常用语句为6种，包括GGA、GLL、GSA、GSV、RMC及VTG。

进一步的，在本实施例中，所述GPS模块12能够根据所述GPS数据处理模块13的请求发送定制数据格式的解码信息；所述GPS模块12还能够根据所述GPS数据处理模块13的请求按特定时间间隔发送解码信息。例如，所述GPS模块12根据所述GPS数据处理模块13的请求每隔若干毫秒发送某一特定NMEA语句。由此，可提高对于GPS系统的利用效率。

在本实施例中，所述GPS数据处理模块13可采用带有IP协议栈的单片机，可以根据不同的应用需要，编程控制来自GPS模块12的串行数据格式以及发送时间间隔，并实时对数据进行再加工处理，即可以按需设定信息格式、内容和/或串口波特率、以太网接口的IP封装。在根据预先定义的串口配置参数（可以符合NMEA-0183通信规范，也可以自定义数据格式），重新设定来自GPS模块12的解码信息的信息格式、内容和/或波特率后，通过数据和控制总线接口发送到多串口扩展模块14，接着，外部终端设备可通过与多串口扩展模块14上的串行接口01、串行接口02……或者串行接口N连接，以获取GPS数据，从而实现对于GPS系统的共用，提高了资源利用率。

在本实施例中，所述GPS数据处理模块13还可通过以太网接口与外部终端设备进行实时数据交互，其中，所述GPS数据处理模块13与外部终端设备的实时数据交互可采用UDP协议或TCP协议。具体流程可以为：

当终端设备（相当于客户端）需要获取GPS数据时，向GPS数据处理模块13（相当于服务器端）发送UDP（或是TCP）请求消息（可以指定端口号为P1，P1为未被使用的端口号），其中数据字段指明GPS数据格式类型和发送时间间隔等参数；

GPS数据处理模块13对请求消息中的GPS数据格式类型和发送时间间隔进行识别，判断是否支持，如果支持，则发送响应并进一步指定终端设备应至少每收到N个GPS数据后予以确认，同时在内部建立数据库，维护与终端设备的连接状态等；如果不能识别或无法支持，则拒绝请求，终端设备可以再次发送请求进行协商；

GPS数据处理模块13在发送响应消息后（表示接受请求并包含要求客户端在收到N个GPS数据后必须确认的参数），根据请求消息指示的GPS数据格式，开始组装GPS数据，采用UDP协议（或是TCP协议）来封装数据，并以指定的时间间隔向目的终端设备进行发送。

在此，若采用UDP协议，优选的，终端设备每收到N个GPS数据就予以确认；若采用TCP协议，终端设备可以不发送确认消息（TCP协议本身已有连接确认机制）。进一步的，GPS数据处理模块13在每发送1个GPS数据后，就可通过内部超时计数器进行计数，当收到终端设备的确认消息后就予以重置；若在超时计数器的计数达到一定的计数值（例如4N个，N为自然数）时，仍未收到确认消息，则认为终端设备连接出现问题，停止发送GPS数据，清除连接状态，等待终端设备重新请求。由此，可保证GPS数据发送的可靠性。

在本实施例中，多串口扩展模块14是一种可分配多个串行接口供不同外部终端设备应用连接的芯片，每个外部终端设备可以通过它与GPS数据处理模块13进行通信，并由GPS数据处理模块13单独控制每个串行接口的波特率、数据格式等参数。多串口扩展模块14灵活的增加了与串行接口连接的终端设备数量，使得多个需要应用GPS系统的终端设备可以共享一套GPS系统。

在本实施例中，进一步的，还提供了GPS综合分路器的业务流程。具体的，请参考图2，其为本发明实施例的GPS综合分路器的业务流程处理图。如图2所示，GPS综合分路器1开始运行后，首先通过GPS天线10获取GPS射频信号；接着，GPS射频信号分成两路，一路提供给GPS射频分路模块11进行信号处理，输出到射频端口，另一路提供给GPS模块12进行解码，得到内容为经度、纬度等的解码信息；接着，将解码信息提供给GPS数据处理模块13，针对得到的解码信息，GPS数据处理模块13可进一步向GPS模块12提出格式、时间间隔等要求，也可按照既定的输出格式提供给多串口扩展模块14，还可对GPS数据进行加工重组，得到终端设备需要的数据，并将处理后的数据提供给多串口扩展模块14或者通过以太网提供给终端设备，其中，GPS数据处理模块13与终端设备通过以太网进行数据交互的方式前已述及，在此不再赘述。

综上可见，通过本实施例提供的GPS综合分路器，各终端设备能够共用GPS系统，节省了GPS系统的开支，提高了经济效益。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种GPS综合分路器，其特征在于，包括：GPS天线、与所述GPS天线连接的GPS射频信号分路模块、与所述GPS天线连接的GPS模块、与所述GPS模块连接的GPS数据处理模块及与所述GPS数据处理模块连接的多串口扩展模块，其中，

所述GPS天线用以接收GPS射频信号；

2.如权利要求1所述的GPS综合分路器，其特征在于，所述多个射频接口为N型射频接口、SMA射频接口或者BNC射频接口。

3.如权利要求1所述的GPS综合分路器，其特征在于，所述GPS模块对接收到的GPS射频信号进行解码后得到纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向和/或卫星状况信息。

4.如权利要求3所述的GPS综合分路器，其特征在于，所述GPS模块输出的解码信息的格式为GGA、GLL、GSA、GSV、RMC和/或VTG。

5.如权利要求3所述的GPS综合分路器，其特征在于，所述GPS模块能够根据所述GPS数据处理模块的请求发送定制数据格式的解码信息。

6.如权利要求3所述的GPS综合分路器，其特征在于，所述GPS模块能够根据所述GPS数据处理模块的请求按特定时间间隔发送解码信息。

7.如权利要求1所述的GPS综合分路器，其特征在于，所述GPS数据处理模块对解码信息按需进行编排和封装包括：按需设定信息格式、内容和/或串口波特率、以太网接口的IP封装。

8.如权利要求6所述的GPS综合分路器，其特征在于，所述GPS数据处理模块通过以太网接口与外部终端设备进行实时数据交互包括：

外部终端设备向GPS数据处理模块发送GPS数据请求消息；

9.如权利要求8所述的GPS综合分路器，其特征在于，在采用UDP封装时，所述GPS数据处理模块在每发送一个GPS数据后，进行计数，当收到外部终端设备的确认消息后重置计数；若达到一定的计数值时，仍未收到外部终端设备的确认消息，则停止发送GPS数据。

10.如权利要求8所述的GPS综合分路器，其特征在于，所述GPS数据处理模块与外部终端设备的实时数据交互采用UDP协议或TCP协议。