CN105807294A - 一种实时滑坡监测型北斗接收机及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实时滑坡监测型北斗接收机及其工作方法，该接收机是由接收机天线单元、接收机主机单元和电源三部分组成，所述接收机主机单元包括内部电路和控制面板；所述内部电路包括BDS定位模块、串口转USB模块、开关控制模块、指示灯模块、GPRS无线控制模块、供电模块；所述控制面板是由USB接口、配置开关、指示灯、GPRS天线接口、电源接口、接收机天线接口组成；接收机天线接口将接收机天线单元接收到的卫星信号，传输到内部电路进行处理，再通过GPRS无线控制模块将处理好的原始观测数据传输给服务端进行相关定位解算。本发明的接收机尺寸小，操作简单，可以在滑坡体上大量布设并实时采集数据，对滑坡体的监测预警提供了丰富、有效的位移数据观测值。

Description

一种实时滑坡监测型北斗接收机及其工作方法

技术领域

本发明涉及北斗导航系统技术领域，具体是涉及一种实时滑坡监测型北斗接收机。

背景技术

GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)全球卫星导航系统和全球导航卫星系统接收机的组成部分可分为接收机天线单元、接收机主机单元和电源三部分组成。天线单元的主要功能是将GNSS卫星信号的微弱的电磁波转化为电流，并通过放大器、变频器和带通滤波器对信号进行处理；而接收机单元的主要功能是对天线传输来的信号进行跟踪、处理和测量。

目前市场上的测量型GNSS接收机对于滑坡监测有如下缺点：第一，不支持无线网络通信对其观测数据的无线传输；第二，对接收机进行相关参数配置只能到现场进行配置无法远程操作(如LeicaGRX1200Pro型号的接收机虽然支持网络参数配置功能，但只能通过有线网络，尤其对于滑坡等灾害体不能连接有线网络的情况下，GPRS无线网络通信和GNSS接收机的结合有效的解决了这一问题)；第三，市场上接收机包含的多数功能对于实时滑坡监测是多余的这就造成了资源的浪费；第四，目前市场上没有一款只针对滑坡监测的实时GNSS接收机，且功能简单只负责将原始数据传输会服务器，客户端只负责数据的采集，因此在不管在硬件还是软件上都降低了成本，减少滑坡带来的硬件损失。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供实时滑坡监测型北斗接收机及其工作方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种实时滑坡监测型北斗接收机，是由接收机天线单元、接收机主机单元和电源三部分组成，所述接收机主机单元包括内部电路和控制面板；所述内部电路包括BDS定位模块、串口转USB模块、开关控制模块、指示灯模块、GPRS无线控制模块、供电模块，所述供电模块分别连接BDS定位模块、串口转UBS模块、开关控制模块、指示灯模块、GPRS无线控制模块，并为它们供电；所述GPRS无线控制模块通过GPRS吸盘天线发送信号，传输接收机原始数据到服务器；所述控制面板是由USB接口、配置开关、指示灯、GPRS天线接口、电源接口、接收机天线接口组成，所述开关控制模块通过配置开关分别对所述接收机和所述GPRS无线控制模块进行配置；接收机天线接口将接收机天线单元接收到的卫星信号，传输到内部电路进行处理，再通过GPRS无线控制模块将处理好的原始观测数据传输给服务端进行相关定位解算。

进一步地，在上述方案中，所述串口转USB模块进行相关参数的配置，尤其是当接收机安装在野外不易到达现场的地方时，可以通过无线网络在服务端就可以配置接收机的相关参数。

进一步地，在上述方案中，所述指示灯一共包括5个指示灯，依次是电源指示灯、接收机板卡异常指示灯、差分数据指示灯、GPRS正常工作指示灯、GPRS连接指示灯，所述GPRS连接指示灯在有数据传输时，会每隔一秒闪烁一次。

进一步地，在上述方案中，所述GPRS天线接口为SMA接SMA-JY3并通过GPRS吸盘天线发送信号，传输接收机原始数据到服务器，GPRS天线接口内接MCX到GPRS无线传输模块；

进一步地，在上述方案中，所述电源接口采用三芯10mm的航空插头，其中有输入的12V直流供电接口和预留的5V直流输出接口；

进一步地，在上述方案中，所述接收机天线接口为TNC接TNC-JY5并通过天线连接线到接收机天线单元接收来自天线单元的电流信号。

一种实时滑坡监测型北斗接收机，其工作方法如下：

(1)安装驱动，将接收机通过USB接口用USB连接线与电脑连接，进行相关参数设置，将接收机连接好所述GPRS天线接口、电源接口以及接收机天线接口；

(2)通过配置开关配置好接收机和GPRS无线控制模块；配置完成后，断开数据连接线，设备进入正常工作模式，开始传输接收机原始数据；

(3)通过手机远程给接收机内部的SIM卡号码发送配置信息的短信，将接收机GPRS无线控制模块的发送地IP配置好；

(4)当服务端监听到接收机端的连接请求后，可以通过网络调试软件配置接收机的所有状态参数，如输出的数据格式，输出的卫星系统以及输出数据的频率等；如需改变接收机的某项或多项参数，可通过无线网络按照上述过程进行配置即可，不需要像传统方式赶赴现场后才能进行相关配置，且接收机端不需要连接任何有线网络等装置，有效的提高了接收机的使用效率；

(5)配置好后关闭网络调试软件，启动自主研发的服务端的数据处理软件，并通过对软件进行相关参数配置，就可进行数据接收，数据存储、数据解算、数据分析以及展示等工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几个方面：

第一、本发明的接收机不仅可以通过USB接口进行相关参数的配置，最重要的是当接收机安装在野外不易到达现场的地方时，可以通过无线网络在服务端就可以配置接收机的相关参数；不需要像传统方式赶赴现场后才能进行相关配置，且接收机端不需要连接任何有线网络等装置，有效的提高了接收机的使用效率。

第二、接收机不仅支持我国自主研发的北斗导航系统的卫星定位信号，而且兼容GPS与GLANASS的卫星信号，实现了在低成本下采集北斗，GPS，GLANASS三系统的原始观测值，并通过无线网络传输给服务器，且可以同时向4个不同的拥有固定IP的服务器发送接收机的原始观测数据，因此虽然接收机端的设计简洁却为服务器端的定位解算提供了丰富的数据来源，从而可以提高后续定位解算的精度。

第三、本发明的接收机尺寸小，操作简单易于推广使用，尤其是在针对灾害体监测领域内，降低了对滑坡监测接收机的成本，使得利用北斗等定位系统的接收机在滑坡体上大量布设并实时采集数据成为可能，对于后续滑坡体的监测预警提供了丰富、有效的位移数据观测值。

附图说明

图1是本发明接收机控制面板的示意图；

图2是本发明接收机GPRS传输模块的电路图；

图3是本发明接收机USB转串口模块的电路图；

图4是本发明接收机BDS定位模块的电路图；

图5是本发明接收机供电模块的电路图；

图6是本发明接收机BDS开关控制模块的电路图；

图7是本发明接收机指示灯模块的电路图；

其中，1-USB接口，2-配置开关，3-指示灯，4-GPRS天线接口，5-电源接口，6-接收机天线接口。

具体实施方式

下面结合具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明：

一种实时滑坡监测型北斗接收机，是由接收机天线单元、接收机主机单元和电源三部分组成，所述接收机主机单元包括内部电路和控制面板；

如图2所示，所述内部电路包括BDS定位模块、串口转USB模块、开关控制模块、指示灯模块、GPRS无线控制模块、供电模块，所述供电模块分别连接BDS定位模块、串口转UBS模块、开关控制模块、指示灯模块、GPRS无线控制模块，并为它们供电；所述串口转USB模块进行相关参数的配置，尤其是当接收机安装在野外不易到达现场的地方时，可以通过无线网络在服务端就可以配置接收机的相关参数，不需要像传统方式赶赴现场后才能进行相关配置，所述GPRS无线控制模块通过GPRS吸盘天线发送信号，传输接收机原始数据到服务器，接收机端不需要连接任何有线网络等装置，有效的提高了接收机的使用效率；

如图1所示，所述控制面板是由USB接口1、配置开关2、指示灯3、GPRS天线接口4、电源接口5、接收机天线接口6组成，所述开关控制模块通过配置开关2分别对所述接收机和所述GPRS无线控制模块进行配置；所述指示灯3一共包括5个指示灯，依次是电源指示灯、接收机板卡异常指示灯、差分数据指示灯、GPRS正常工作指示灯、GPRS连接指示灯，所述GPRS连接指示灯在有数据传输时，会每隔一秒闪烁一次；所述GPRS天线接口4为SMA接SMA-JY3并通过GPRS吸盘天线发送信号，传输接收机原始数据到服务器，GPRS天线接口4内接MCX到GPRS无线传输模块；所述电源接口5采用三芯10mm的航空插头，其中有输入的12V直流供电接口和预留的5V直流输出接口；所述接收机天线接口6为TNC接TNC-JY5并通过天线连接线到接收机天线单元接收来自天线单元的电流信号，传输到内部电路进行处理，再通过GPRS无线控制模块将处理好的原始观测数据传输给服务端进行相关定位解算。

本发明接收机的工作原理是：通过接收机天线接口6将接收机天线单元接收到的卫星信号传输到内部电路，进行数据处理后，GPRS无线控制模块通过运营商的基础网络设施，基于TCP/IP协议(兼容UDP协议)，将处理好的原始观测数据传输给服务端进行相关定位解算。

该接收机不仅支持我国自主研发的北斗导航系统的卫星定位信号，而且兼容GPS与GLANASS的卫星信号，实现了在低成本下采集北斗，GPS，GLANASS三系统的原始观测值，并通过无线网络传输给服务器，且可以同时向4个不同的拥有固定IP的服务器发送接收机的原始观测数据，因此虽然接收机端的设计简洁却为服务器端的定位解算提供了丰富的数据来源，从而可以提高后续定位解算的精度。该接收机尺寸小，操作简单易于推广使用，尤其是在针对灾害体监测领域内，降低了对滑坡监测接收机的成本，使得利用北斗等定位系统的接收机在滑坡体上大量布设并实时采集数据成为可能，对于后续滑坡体的监测预警提供了丰富、有效的位移数据观测值。

该实时滑坡监测型北斗接收机的工作方法如下：

(1)安装驱动，将接收机通过USB接口1用USB连接线与电脑连接，进行相关参数设置，将接收机连接好所述GPRS天线接口4、电源接口5以及接收机天线接口6；

(2)通过配置开关2配置好接收机和GPRS无线控制模块；配置完成后，断开数据连接线，设备进入正常工作模式，开始传输接收机原始数据，接收机端不需要连接任何有线网络等装置，有效的提高了接收机的使用效率；

(3)通过手机远程给接收机内部的SIM卡号码发送配置信息的短信，将接收机GPRS无线控制模块的发送地IP配置好；

(4)当服务端监听到接收机端的连接请求后，可以通过网络调试软件配置接收机的所有状态参数，如输出的数据格式，输出的卫星系统以及输出数据的频率等；如需改变接收机的某项或多项参数，可通过无线网络按照上述过程进行配置即可，不需要像传统方式赶赴现场后才能进行相关配置，且接收机端不需要连接任何有线网络等装置，有效的提高了接收机的使用效率；

(5)配置好后关闭网络调试软件，启动自主研发的服务端的数据处理软件，并通过对软件进行相关参数配置，就可进行数据接收，数据存储、数据解算、数据分析以及展示等工作。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种实时滑坡监测型北斗接收机，是由接收机天线单元、接收机主机单元和电源三部分组成，其特征在于，所述接收机主机单元包括内部电路和控制面板；所述内部电路包括BDS定位模块、串口转USB模块、开关控制模块、指示灯模块、GPRS无线控制模块、供电模块，所述供电模块分别连接BDS定位模块、串口转UBS模块、开关控制模块、指示灯模块、GPRS无线控制模块，并为它们供电；所述控制面板是由USB接口(1)、配置开关(2)、指示灯(3)、GPRS天线接口(4)、电源接口(5)、接收机天线接口(6)组成；接收机天线接口(6)将接收机天线单元接收到的卫星信号，传输到内部电路进行处理，再通过GPRS无线控制模块将处理好的原始观测数据传输给服务端进行相关定位解算。

2.如权利要求1所述的一种实时滑坡监测型北斗接收机，其特征在于，所述串口转USB模块进行相关参数的配置，尤其是当接收机安装在野外不易到达现场的地方时，可以通过无线网络在服务端就可以配置接收机的相关参数。

3.如权利要求1所述的一种实时滑坡监测型北斗接收机，其特征在于，所述指示灯(3)一共包括5个指示灯，依次是电源指示灯、接收机板卡异常指示灯、差分数据指示灯、GPRS正常工作指示灯、GPRS连接指示灯。

4.如权利要求1所述的一种实时滑坡监测型北斗接收机，其特征在于，所述GPRS天线接口(4)为SMA接SMA-JY3并通过GPRS吸盘天线发送信号，传输接收机原始数据到服务器，GPRS天线接口(4)内接MCX到GPRS无线传输模块。

5.如权利要求1所述的一种实时滑坡监测型北斗接收机，其特征在于，所述电源接口(5)采用三芯10mm的航空插头，其中有输入的12V直流供电接口和预留的5V直流输出接口。

6.如权利要求1所述的一种实时滑坡监测型北斗接收机，其特征在于，所述接收机天线接口(6)为TNC接TNC-JY5并通过天线连接线到接收机天线单元接收来自天线单元的电流信号。

7.如权利要求1-6所述的一种实时滑坡监测型北斗接收机，其特征在于，工作方法如下：

(1)安装驱动，将接收机通过USB接口(1)用USB连接线与电脑连接，进行相关参数设置，将接收机连接好所述GPRS天线接口(4)、电源接口(5)以及接收机天线接口(6)；

(2)通过配置开关(2)配置好接收机和GPRS无线控制模块；配置完成后，断开数据连接线，设备进入正常工作模式，开始传输接收机原始数据；

(3)通过手机远程给接收机内部的SIM卡号码发送配置信息的短信，将接收机GPRS无线控制模块的发送地IP配置好；

(4)当服务端监听到接收机端的连接请求后，可以通过网络调试软件配置接收机的所有状态参数；

(5)配置好后关闭网络调试软件，启动自主研发的服务端的数据处理软件，并通过对软件进行相关参数配置，就可进行数据接收，数据存储、数据解算、数据分析以及展示等工作。