CN109141409A - 一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统 - Google Patents

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董胜飞
张兴智
孙豪
韩学帅
李翔
李彩萌
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Nanjing Tianchen Li Electronic Technology Co Ltd
Shanghai Huace Navigation Technology Ltd
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Nanjing Tianchen Li Electronic Technology Co Ltd
Shanghai Huace Navigation Technology Ltd
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    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
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    • G01C21/165—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • 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

Abstract

本发明提供了一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统，包括CPU处理器，所述CPU处理器分别连接有GNSS解码芯片、惯性器件、射频解调芯片和数据接口，所述射频解调芯片连接有基站电台，所述基站电台与所述射频解调芯片之间设有一前端放大器，所述GNSS解码芯片连接有导航卫星，所述GNSS解码芯片与所述导航卫星之间设有前端处理器，本发明提出了一种高精度、小型化组合导航模块设计方案，用以提高导航系统的独立性、降低系统集成复杂度、降低成本。

Description

一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统
技术领域
本发明涉及导航领域，具体涉及到一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统。
背景技术
随着我国国际贸易的快速发展，集装箱的运输量正在持续增长，众多码头都出现处理能力不足的问题。如何高效利用有限的空间资源，提高码头集装箱处理效率，增加码头吞吐量，是众多码头面临的难题。随着信息化水平的提高，智能化水平的普及，如今提出的一种技术就是在码头的集装箱的搬运中使用AGV(Automated Guided Vehicle)自动导引车，实现港口的无人化、自动化管理，提高处理效率。同样室外AGV在矿山、工厂等领域的自动化、智能化应用中同样具有广泛应用前景，而室外AGV的核心技术之一——定位导航，直接决定了AGV自主运行的成功与否。
当前类似室外AGV方案设计中，多采用通用GNSS接收机+惯导模块共同构成独立位置导航系统，具有体积大、成本高的劣势；或者采用单GNSS板卡+惯导模块进行深度集成开发，具有集成复杂、开发难度大的劣势。
发明内容
针对现有技术存在上述的不足，本发明提供了一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统，提出了一种高精度、小型化组合导航模块设计方案，用以提高导航系统的独立性、降低系统集成复杂度、降低成本。
本发明的技术方案为，一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统，包括CPU处理器，所述CPU处理器分别连接有GNSS解码芯片、惯性器件、射频解调芯片和数据接口，所述射频解调芯片连接有基站电台，所述基站电台与所述射频解调芯片之间设有一前端放大器，所述GNSS解码芯片连接有导航卫星，所述GNSS解码芯片与所述导航卫星之间设有前端处理器。
上述的导航系统，其中，所述前端处理器用于从所述导航卫星获取导航信息射频信号。
上述的导航系统，其中，所述导航卫星发出的导航无线射频电信号，经前端处理器、GNSS解码芯片处理，生成GNSS定位信息，送到CPU处理器进行处理。
上述的导航系统，其中，所述基站电台发出的差分数据射频信号，经前端放大器、射频解调芯片进行处理，生成编码差分数据并送到CPU处理器进行数据解码。
上述的导航系统，其中，所述数据接口用于输出组合信息，并接收配置信息。
上述的导航系统，其中，所述惯性器件输出惯性数据至CPU处理器，进行组合导航运算。
本发明提供的一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统具有以下有益效果：1、提出了一种高精度、小型化组合导航模块设计方案，用以提高导航系统的独立性、降低系统集成复杂度、降低成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明提供的一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统的结构示意图；
图2为本发明提供的一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统的工作流程示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参照图1-图2所示，本发明提供了一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统，包括CPU处理器7，用于负责处理RTK算法、组合导航算法、电台数据解码、接口数据收发处理等，CPU处理器7分别连接有GNSS解码芯片5、惯性器件6、射频解调芯片9和数据接口10，射频解调芯片9连接有基站电台3，基站电台3与射频解调芯片9之间设有一前端放大器8，GNSS解码芯片5连接有导航卫星2，GNSS解码芯片5与导航卫星2之间设有前端处理器4。本发明的工作原理为：导航卫星2发出的导航无线射频电信号，经GNSS射频前端处理器4、GNSS解码芯片5处理，生成原始GNSS定位信息，送到CPU处理器7进行处理，架设基站电台3为区域内所有导航模块设备提供查分数据源，具有易操作、成本低等特点；基站电台3发出的差分数据射频信号，经前端放大器8、射频解调芯片9处理，生成编码差分数据并送到CPU处理器7进行数据解码。同时通过自动扫频，差分数据识别，自动匹配基站电台通讯信道、通讯协议，实现差分数据自动接收，简化模块配置步骤、提高易用性。CPU处理器7将差分数据与原始GNSS定位数据进行RTK处理，获取高精度GNSS位置结果，MEMS惯性器件6输出惯性数据至CPU处理器7，进行组合导航运算，用以弥补复杂遮挡环境或短暂室内环境GNSS定位失效的问题，提高导航稳定性、提高动态定位精度，以获取高精度、高频率的组合导航结果。
在本发明一优选但非限制的实施例中，数据接口10用于输出导航模块组合信息，接收配置信息等。本发明使用时仅需要在区域中心架设一基站电台发送差分数据，无需干预配置，即可实现高精度位置定位、导航，具有集成度高、成本低、体积小、独立性强、使用方便等特点。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统，其特征在于，包括CPU处理器，所述CPU处理器分别连接有GNSS解码芯片、惯性器件、射频解调芯片和数据接口，所述射频解调芯片连接有基站电台，所述基站电台与所述射频解调芯片之间设有一前端放大器，所述GNSS解码芯片连接有导航卫星，所述GNSS解码芯片与所述导航卫星之间设有前端处理器。
2.如权利要求1所述的一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统，其特征在于，所述前端处理器用于从所述导航卫星获取导航信息射频信号。
3.如权利要求2所述的一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统，其特征在于，所述导航卫星发出的导航无线射频电信号，经前端处理器、GNSS解码芯片处理，生成GNSS定位信息，送到CPU处理器进行处理。
4.如权利要求3所述的一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统，其特征在于，所述基站电台发出的差分数据射频信号，经前端放大器、射频解调芯片进行处理，生成编码差分数据并送到CPU处理器进行数据解码。
5.如权利要求4所述的一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统，其特征在于，所述数据接口用于输出组合信息，并接收配置信息。
6.如权利要求5所述的一种基于射频电台的高精度、小型化组合导航系统，其特征在于，所述惯性器件输出惯性数据至CPU处理器，进行组合导航运算。
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