CN110133684A - 一种gnss静态解算接收机装置 - Google Patents

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曾智力
曾明
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Abstract

本发明涉及一种GNSS静态解算接收机装置，包括高性能处理模块、分别与该高性能处理模块连接的GNSS接收机模块、远程数据传输模块、现场无线组网模块、GNSS天线和数个接口模块，所述高性能处理模块内置并运行现场静态解算程序；所述GNSS静态解算接收机装置可设为基准站或移动站，所述基准站和移动站均可设置为采集点或解算点，设为采集点的基准站GNSS静态解算接收机装置可发送数据到设为解算点的移动站GNSS静态解算接收机装置，设为解算点的移动站的GNSS静态解算接收机装置执行静态解算。本发明可实现现场的实时静态解算，节省解算服务器。

Description

一种GNSS静态解算接收机装置
技术领域
本发明涉及GNSS静态测量领域，具体说是一种GNSS静态解算接收机装置。
背景技术
GNSS定位测量包括单点定位测量(包括标准单位定位和精密单点定位，标准单点定位误差为数米、精密单点定位误差可达厘米级)、差分定位测量(包括位置差分、伪距差分误和载波相位差分。位置差分误差约为米级、伪距差分误差为亚米级、实时载波相位差分误差可达厘米级、静态载波相位差分误差可达毫米级)。
GNSS静态测量,是利用测量型GNSS接收机进行差分定位测量的一种。在测量中,具体观测模式是多台接收机(包括基准站和多台移动站)在不同的测站上进行静止同步观测,时间由数十分钟到数小时不等。进行GNSS静态测量时,认为GNSS接收机的天线在整个观测过程中的位置是静止。解算时,将接收机天线的位置作为一个不随时间的改变而改变的量,通过接收到的卫星数据的变化来求得各个移动站点的坐标。
与其它测量方法相比,GNSS静态测量具有测量误差小、全天候作业、观测无需通视、观测效率高、可获得三位坐标、测量成本低等优点。但是传统的GNSS静态观测流程仍然比较复杂，需要使用额外的远程解算服务器进行准实时自动解算(如图4)或使用专用解算计算机进行事后半自动解算(如图 5)。而且，图4所示的GNSS静态测量方式需要将所有观测点的观测数据或差分数据实时上传至服务器，实施成本和运营成本高；图5所示的GNSS静态测量方式需要人工参与，实时性差，且增加了大量的人力成本。并且，传统的接收机只能实现将基准站作为采集点，将移动站作为解算点，接收到的差分数据从基站发送至移动站，不能进行逆向发送，基站通讯线路繁琐、成本高、不利于维护。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可实现现场全自动实时结算的GNSS静态解算接收机装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种GNSS静态解算接收机装置，包括高性能处理模块、分别与该高性能处理模块连接的GNSS接收机模块、远程数据传输模块、现场无线组网模块、GNSS天线和数个接口模块，
所述高性能处理模块内置并运行现场静态解算程序；
所述GNSS接收机模块用于接收GNSS信号；
所述高性能处理模块通过所述现场无线组网模块和远程数据传输模块与外部通信；
所述GNSS静态解算接收机装置可设为基准站或移动站，所述基准站和移动站均可设置为采集点或解算点，设为采集点的基准站GNSS静态解算接收机装置可发送原始数据或差分数据到设为解算点的移动站GNSS静态解算接收机装置，设为解算点的移动站的GNSS静态解算接收机装置执行静态解算；设为采集点的移动站GNSS静态解算接收机装置可发送原始数据或差分数据到设为解算点的基准站GNSS静态解算接收机装置，设为解算点的基准站GNSS静态解算接收机装置执行静态解算。
作为优选，所述接口模块包括外部配置接口模块和外部数据接口模块。
作为优选，所述外部数据接口模块和外部配置接口模块的接口均可选用 RS232串口、RS485串口、蓝牙接口、以太网接口或USB接口中的任意一种。
作为优选，还包括大容量存储模块，所述大容量存储模块可为片上FLASH 和/或扩展存储卡。
作为优选，所述现场静态解算程序可同时使用GPS、北斗、GLONASS系统的单频或多频信号进行静态解算。
作为优选，所述远程数据传输模块兼容多种通信模块，可选用移动通信模块、NB-IoT模块或WiFi模块中的任意一种，所述移动通信模块包括 2G/3G/4G/5G模块或多频多模模块。
作为优选，所述现场无线组网模块兼容多种通信模块，可选用ZigBee模块、WiFi模块、LoRa模块或电台模块中的任意一种。
作为优选，所述GNSS天线、GNSS接收机模块同时支持GPS、北斗、GLONASS 的多频信号。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本装置通过在所述高性能处理模块内置并运行现场静态解算程序，实现了GNSS静态解算接收机的全自动实时现场解算，无需远程解算服务器、无需人工参与；
2、本装置解算结果通过远程数据模块实时输出到指定的远程设备或远程系统，同时也可通过外部数据接口模块实时输出到时所连接的现场数据采集设备；传输方式和端口多样化，具有更广的适用性；
3、与传统的GNSS静态观测相比，本装置首次实现了现场的实时静态解算，且配置灵活(可使用基准站集中解算，也可使用各移动站独立解算，见图2、图3)。使用本装置可节省解算服务器、实时性更好、避免了大量原始数据或差分数据的远程传输，数据流量耗费少(运营成本低)、可靠性更高(分散处理，不依赖服务器和远程通信网络)；
4、本发明不仅能实现将接收到的原始数据或差分数据从基准站发送至移动站，通过移动站独立解算，而且能进行逆向发送，即能实现将接收到的原始数据或差分数据从移动站发送至基准站，通过基准站集中解算再输出，因而多个静态解算结果只需要基准站一个站点联网传输即可，从而避免了各个移动站需要单独联网传输静态解算结果的现状，简化了通讯线路、降低了运营成本、便于维护。且改变了通讯网络的结构：只需要一处接入外部通信网络；解决了现有技术中需要多处接入外部通信网络(如电信运营商网络)的技术问题，降低了运营成本。
从而使基准站输出通讯线路简化、成本低、利于维护，只需要一条通讯线路输出即可。
附图说明
图1是本发明一种优选方式的模块组成示意图；
图2为本发明使用设为解算点的基准站执行功能静态解算的流程示意图；
图3为本发明使用设为解算点的移动站执行功能静态解算的流程示意图；
图4为传统准实时自动GNSS静态解算流程示意图；
图5为传统准事后半自动GNSS静态解算流程示意图。
具体实施方式
下面将结合图1至图5详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本发明中，文本中的GNSS静态解算接收机和该附图中的GNSS解算接收机为同一部件。
一种GNSS静态解算接收机装置，包括高性能处理模块、分别与该高性能处理模块连接的GNSS接收机模块、远程数据传输模块、现场无线组网模块、 GNSS天线和数个接口模块，所述高性能处理模块内置并运行现场静态解算程序；
所述GNSS接收机模块用于接收GNSS信号；
所述高性能处理模块通过所述现场无线组网模块和远程数据传输模块与外部通信；该发明同时集成了远程数据传输模块和现场无线组网模块，传输方式集中度高；
所述GNSS静态解算接收机装置可设为基准站或移动站，该静态解算程序可选择由基准站执行或选择由移动站执行；一个基准站搭配一个或多个移动站使用，基准站与移动站之间可选择使用现场无线组网模块和/或远程数据传输模块进行通信。所述基准站和移动站均可设置为采集点或解算点，设为采集点的基准站GNSS静态解算接收机装置可发送原始数据或差分数据到设为解算点的移动站GNSS静态解算接收机装置，设为解算点的移动站的GNSS静态解算接收机装置执行静态解算；设为采集点的移动站GNSS静态解算接收机装置可发送原始数据或差分数据到设为解算点的基准站GNSS静态解算接收机装置，设为解算点的基准站GNSS静态解算接收机装置执行静态解算。
由基准站执行静态解算时，基准站输出多个移动站的静态解算结果；由移动站执行静态解算时，各个移动站输出各自的静态解算结果。
所述接口模块包括外部配置接口模块和外部数据接口模块。
所述外部数据接口模块和外部配置接口模块的接口均可选用RS232串口、 RS485串口、蓝牙接口、以太网接口或USB接口中的任意一种。
所述GNSS静态解算接收机装置还包括大容量存储模块，所述大容量存储模块可为片上FLASH和/或扩展存储卡。
所述现场静态解算程序可同时使用GPS、北斗、GLONASS系统的单频或多频信号进行静态解算。
所述远程数据传输模块兼容多种通信模块，可选用移动通信模块、NB-IoT 模块或WiFi模块中的任意一种，所述移动通信模块包括2G/3G/4G/5G模块或多频多模模块。
所述现场无线组网模块兼容多种通信模块，可选用ZigBee模块、WiFi模块、LoRa模块或电台模块中的任意一种。
所述GNSS天线、GNSS接收机模块同时支持GPS、北斗、GLONASS的多频信号。
所述多种传输信号和多种通信模块，使传输过程速度更快且更精准，信号干扰小，差分龄期较小，且可控性强。
在实施过程中，所述发明可提高接收机装置在复杂环境下或有通信网络不完备的偏远地区作业的稳定性和可靠性，差分数据源(原始数据或差分数据，所述原始数据是指GNSS接收机模块接收到的卫星导航数据，以及GNSS 接收机对卫星信号的测量数据等；差分数据是指用于进行GNSS差分测量的 GNSS观测数据)从现场无线网络直接获取，不受制于第三方外部设备，去掉了与第三方外部设备间的传输过程，可实时接收差分数据源，提高解算速度。在实施过程中，由基准站执行静态解算时(如图2)，各移动站将接收到的原始数据或差分数据从移动站发送至基准站，通过基准站集中解算再输出，基准站输出多个移动站的静态解算结果，此时，只需要一条通讯线路与外界连接输出即可，大大简化了输出通讯线路，降低成本，方便维护；由移动站执行静态解算时(如图3)，基准站输出各自的静态解算结果，基准站将接收到的差分数据从基准站发送至各个移动站，通过各移动站独立解算再输出。所述结构可节省解算服务器、实时性更好、避免了大量原始数据或差分数据的远程传输、数据流量耗费少(运营成本低)、可靠性更高，且全自动无人值守测量。本GNSS静态解算测量装置适用于现场连续、实时进行毫米级三维相对位置的自动化测量或毫米级三维相对位置变化量的自动化测量。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种GNSS静态解算接收机装置，其特征在于：包括高性能处理模块、分别与该高性能处理模块连接的GNSS接收机模块、远程数据传输模块、现场无线组网模块、GNSS天线和数个接口模块，
所述高性能处理模块内置并运行现场静态解算程序；
所述GNSS接收机模块用于接收GNSS信号；
所述高性能处理模块通过所述现场无线组网模块和远程数据传输模块与外部通信；
所述GNSS静态解算接收机装置可设为基准站或移动站，所述基准站和移动站均可设置为采集点或解算点，设为采集点的基准站GNSS静态解算接收机装置可发送原始数据或差分数据到设为解算点的移动站GNSS静态解算接收机装置，设为解算点的移动站的GNSS静态解算接收机装置执行静态解算；设为采集点的移动站GNSS静态解算接收机装置可发送原始数据或差分数据到设为解算点的基准站GNSS静态解算接收机装置，设为解算点的基准站GNSS静态解算接收机装置执行静态解算。
2.根据权利要求1所述GNSS静态解算接收机装置，其特征在于：所述接口模块包括外部配置接口模块和外部数据接口模块。
3.根据权利要求2所述GNSS静态解算接收机装置，其特征在于：所述外部数据接口模块和外部配置接口模块的接口均可选用RS232串口、RS485串口、蓝牙接口、以太网接口或USB接口中的任意一种。
4.根据权利要求1所述GNSS静态解算接收机装置，其特征在于：还包括大容量存储模块，所述大容量存储模块可为片上FLASH和/或扩展存储卡。
5.根据权利要求2所述GNSS静态解算接收机装置，其特征在于：所述现场静态解算程序可同时使用GPS、北斗、GLONASS系统的单频或多频信号进行静态解算。
6.根据权利要求1所述GNSS静态解算接收机装置，其特征在于：所述远程数据传输模块兼容多种通信模块，可选用移动通信模块、NB-IoT模块或WiFi模块中的任意一种，所述移动通信模块包括2G/3G/4G/5G模块或多频多模模块。
7.根据权利要求1所述GNSS静态解算接收机装置，其特征在于：所述现场无线组网模块兼容多种通信模块，可选用ZigBee模块、WiFi模块、LoRa模块或电台模块中的任意一种。
8.根据权利要求1所述GNSS静态解算接收机装置，其特征在于：所述GNSS天线、GNSS接收机模块同时支持GPS、北斗、GLONASS的多频信号。
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