CN204945382U - 高精度卫星导航动态计量检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高精度卫星导航动态计量检测系统，包括车载卫星导航系统、车载供电系统、卫星信号收转发系统、待检测卫星导航设备、CORS中心、计算机和显示屏，卫星信号收转发系统通过卫星信号分别与车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备连接，车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备分别通过无线网络与CORS中心互通，CORS中心与计算机相连接，互相获取数据；本实用新型可同时检测3台待检测卫星导航设备在运动情况下的各项指标，如实时的定位状态、固定解率、运动轨迹、加速度、卫星接收数据的质量，实现了检测高精度导航定位设备在实际高动态运行时，对定位结果的准确性，精准性。
Description
技术领域
本实用新型属于卫星导航领域，特别涉及一种高精度卫星导航动态计量检测系统。
背景技术
在日常的卫星导航设备的质量检测中通常需要在外业且在有一定速度运动的情况下对设备进行相关技术指标的鉴定检测工作，并通过与标准的卫星导航设备技术参数作对比，从而得出待检测设备是否满足相关计量标准。主要检测的项目有移动状况下设备的可用性、搜索卫星的完备性、设备的精度、设备的初始化时间等相关技术指标。为满足检测需要及达到特定的检测环境，需装备一台具有供电系统、计算机系统、通讯系统、卫星导航系统、野外办公平台等多功能集一体的作业车辆，该车辆可装载标准的卫星导航设备主机及全频段卫星接收天线，同时能够实时查看其在车辆运动情况的相关技术参数，供检测其他卫星导航设备对比使用。
因此，本实用新型通过与一个完备性能强、精度高的CORS站无缝对接，建立一个高精度、相对稳定的流动的参考站,用以同源情况下检测其他导航定位终端的在移动状态时设备的可用性、搜索卫星的完备性、设备的精度、设备的初始化时间等相关技术指标，并以此研制CORS精度和完备性检测的标准规范、基于CORS的RTK和RTD检测方法的研究等。此项目成果将打破传统对RTK或RTD的检测方法---基线法，填补我国对高精度导航定位设备在实际高动态运行时科学而有效的检测方法的空白。
随着科技技术与经济的发展，卫星导航产业已扩展到信息服务、时频服务、海洋仪器、测绘/GIS、通信、车辆导航及监控等方面，市场潜力十分巨大，以车载导航为代表的导航产品逐渐走进大众的生活中。但目前95％以上的导航产品市场是由美国的GPS所占有，我国的北斗产品市场占有率不到GPS的1/80。现有的北斗产品大多数用于军工系统，民用产品比较少，而真正的广阔市场存在于民用产品之中。
导航定位终端产品市场前景广阔，但在高速发展的过程中也存在一些问题，产品质量是其中最大的问题。喜忧参半的现状，已经成为了行业内不争的事实：喜的是大多导航设备生产企业，在国内市场确实取得不错的成绩；忧的是，强劲的市场需求，吸引了众多商家的蜂拥而至。诸多导航仪厂商缺乏理性，盲目推出产品，形成了恶性循环的产业发展环境，导致导航仪市场出现了比较混乱的局面。2012年，中国电子科技集团公司第五十四研究所认证中心公布了最新的GPS卫星导航产品的质检结果，国内GPS卫星导航产品检测合格率不到30％。此次检测涉及13个国内主流厂家、18个型号的卫星导航产品，只有三家合格的GPS厂商。导航产品的常见问题有1、性能存在问题：定位精度低，灵敏度差，信号经常丢失，无法导航。2、可靠性存在问题3、导航电子地图存在问题4、导航软件存在问题5、说明书存在问题6、电磁兼容存在问题。
由于目前还没有一套完整的检测装置对各种北斗/GPS导航终端的实时运动状态和轨迹的各参数进行检测。我们设计了此套系统，可同时检测3台GNSS设备在运动情况下的各项指标，如实时的定位状态、固定解率、运动轨迹、加速度、卫星接收数据的质量等，完善的解决了高精度导航定位设备在实际高动态运行时科学有效的检测方法的问题。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型提供了一种高精度卫星导航动态计量检测系统，以解决现有技术中的问题。
技术方案：为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种高精度卫星导航动态计量检测系统，包括车载卫星导航系统、车载供电系统、卫星信号收转发系统、待检测卫星导航设备、CORS中心、计算机和显示屏，卫星信号收转发系统通过卫星信号分别与车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备连接，车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备分别通过无线网络与CORS中心互通，CORS中心与计算机相连接，互相获取数据；其中：
车载卫星导航系统是用于提供待检测卫星导航设备的对比标准数据信息；
车载供电系统用于给所有设备供应电源；
卫星信号收转发系统用于为车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备提供统一的实时卫星信号来源；卫星信号收转发系统包括卫星接收天线、卫星信号控制器和卫星信号转发天线，卫星接收天线通过馈线连接卫星信号控制器，所述卫星信号控制器通过馈线分别连接车载卫星导航系统和卫星信号转发天线，所述卫星信号转发天线通过信号连接待检测卫星导航设备，其中：
卫星接收天线的作用是将卫星信号的极微弱的电磁波能转化为相应的电流，而前置放大器则是将微弱的卫星信号电流予以放大；
卫星信号控制器的作用是将卫星信号引入到电磁屏蔽暗室，使车载卫星导航系统和待检测设备接收相同的卫星信号，为后续数据对比提供准确的信号源；
卫星信号转发天线作用是将卫星信号控制器处理后的信号以一定的频率发射出去，供待检测卫星导航设备接收；
CORS中心负责采集车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备的数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。
进一步的，所述车载供电系统包括大容量UPS和车载电瓶；车载供电系统分别连接车载卫星导航系统、卫星信号收转发系统、待检测卫星导航设备、计算机和显示屏，
进一步的，所述卫星信号接收天线采用高强度铝合金精铸外壳，卫星信号接收天线外壳的抗冲击、防腐蚀，防护等级达到IP66，并将其采用吸盘式安装在车顶外壁上。
进一步的，所述卫星信号控制器外设置有旋钮。
进一步的，所述卫星信号控制器内设置有放大器和功分器。
进一步的，所述卫星信号控制器内的放大器为两级放大电路。
进一步的，所述卫星信号控制器内的功分器将信号分别输出给车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备。
进一步的，所述计算机还连接有显示屏，所述显示屏安装在汽车前排座椅后的顶部。
进一步的，所述卫星信号控制器安装在电磁屏蔽暗室内，所述电磁屏蔽暗室的内壁上贴附有电磁屏蔽材料；所述电磁屏蔽材料为EMI系列电磁屏蔽材料。
进一步的，所述待检测卫星导航设备为1-3个。
有益效果：本实用新型可同时检测3台待检测卫星导航设备设备在运动情况下的各项指标，如实时的定位状态、固定解率、运动轨迹、加速度、卫星接收数据的质量，实现了检测高精度导航定位设备在实际高动态运行时，对定位结果的准确性，精准性。
附图说明
图1是本实用新型的原理图；
图2是本实用新型的系统框图；
图3是本实用新型的硬件工作流程图；
图4是本实用新型的系统组成图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1-4所示，一种高精度卫星导航动态计量检测系统，包括车载卫星导航系统、车载供电系统、卫星信号收转发系统、待检测卫星导航设备、CORS中心、计算机和显示屏，卫星信号收转发系统通过卫星信号分别与车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备连接，车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备分别通过无线网络与CORS中心互通，CORS中心与计算机相连接，互相获取数据；其中：
车载卫星导航系统是用于提供待检测卫星导航设备的对比标准数据信息；
车载供电系统用于给所有设备供应电源；
卫星信号收转发系统用于为车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备提供统一的实时卫星信号来源；卫星信号收转发系统包括卫星接收天线、卫星信号控制器和卫星信号转发天线，卫星接收天线通过馈线连接卫星信号控制器，所述卫星信号控制器通过馈线分别连接车载卫星导航系统和卫星信号转发天线，所述卫星信号转发天线通过信号连接待检测卫星导航设备，其中：
卫星接收天线的作用是将卫星信号的极微弱的电磁波能转化为相应的电流，而前置放大器则是将微弱的卫星信号电流予以放大；
卫星信号控制器的作用是将卫星信号引入到电磁屏蔽暗室，使车载卫星导航系统和待检测设备接收相同的卫星信号，为后续数据对比提供准确的信号源；
卫星信号转发天线作用是将卫星信号控制器处理后的信号以一定的频率发射出去，供待检测卫星导航设备接收；
CORS中心负责采集车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备的数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。
所述车载供电系统包括大容量UPS和车载电瓶；车载供电系统分别连接车载卫星导航系统、卫星信号收转发系统、待检测卫星导航设备、计算机和显示屏，
所述卫星信号接收天线采用高强度铝合金精铸外壳，卫星信号接收天线外壳的抗冲击、防腐蚀，防护等级达到IP66，并将其采用吸盘式安装在车顶外壁上；卫星信号接收天线具有如下特点：第一、卫星信号接收天线与前置放大器应密封一体，以保障其正常工作，减少信号损失；第二、能够接收来自任何方向的卫星信号，不产生死角；第三、有防护与屏蔽多路径效应的措施；第四、卫星信号接收天线的相位中心保持高度的稳定，并与其几何中心一致。
EMI系列电磁屏蔽材料技术指标
| 频率范围 | 100MHz—10GHz以上 |
| 工作温度(℃) | -55—+85 |
| 厚度(mm) | 0.1—1.0 |
| 硬度(Shore A) | >85 |
| 密度(g/cm2) | 3.6 |
| 环保要求 | 符合RoHs |
| 吸收率(dB) | 10—32 |
| 表面电阻 | 106 |
| 加工性 | 可裁剪或冲切 |
所述卫星信号控制器外设置有旋钮，根据不同的需求，可对信号强度进行高、中、低三档选择。
所述卫星信号控制器内设置有放大器和功分器。
卫星信号控制器内的放大器为两级放大电路。
卫星信号控制器内的功分器将信号分别输出给车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备；由卫星信号接收天线发送过来的原始卫星信号是微弱的，要实现信号转发功能首先要将其放大，放大器在保证卫星信号的完整性的前提下，同时根据需要可调节信号的强度和功率。
卫星信号接收天线接收来自于原始卫星信号，原始卫星为北斗卫星、GSP卫星，GLONASS卫星等。
第一级是信号放大。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出信号的信噪比。我们采用低噪声放大器保证放大器的噪声系数很低，保证放大电路对卫星信号的干扰降到最低。
第二级是功率放大。卫星信号控制器要将接收到的信号分为多路发送给下一级发射天线，然后再发送给待测设备和车载基准设备。在此过程中信号要满足一定的功率要求，所以采用功率放大器。
第三级是功分器。功分器是将输入信号功率分成相等的几路功率输出。根据本实用新型需求我们采用二功分输出端口。
所述计算机还连接有显示屏，所述显示屏安装在汽车前排座椅后的顶部，可以折起；为了方便检测人员方便观看，液晶显示器安装在驾驶室前后排座位的中间，采用吸顶式安装，所有线路从车顶天花板内走，显示屏不使用时，可以折起。
所述卫星信号控制器安装在电磁屏蔽暗室内，所述电磁屏蔽暗室的内壁上贴附有电磁屏蔽材料；所述电磁屏蔽材料为EMI系列电磁屏蔽材料；电磁屏蔽暗室防止外部信号干扰，卫星收转发系统同时车载卫星导航系统和供待检测卫星导航设备提供相同的信号源，同时控制信号强弱，满足不同条件下的测试需要，保证天线相位中心位于同一位置，以保证车载卫星导航系统和供待检测卫星导航设备定位精度等指标具有可比性。
所述待检测卫星导航设备为1-3个。
车载卫星导航系统和供待检测卫星导航设备将其信号通过卫星信号接收天线，到卫星信号控制器内通过放大器将信号强度可调整为高、中、低三档，再通过功分器分为两路信号，一路信号发送给车载卫星导航系统；另一路发送给电磁屏蔽暗室内的卫星信号转发天线，卫星信号转发天线再播发给供待检测卫星导航设备，如此车载卫星导航系统和供待检测卫星导航设备将获得同源数据，并对其解算得到包括坐标、经纬度、高程在内的定位信息进行编码，再通过无线网络CDMA/GSM的2/3G网络播发出去，上传到CORS中心，CORS中心连接计算机，计算机再连接显示屏，将车载卫星导航系统和供待检测卫星导航设备的比对结果显示在显示屏上，共检测人员出检测报告；车载卫星导航系统还连接有数据存储系统，以便数据的存储与日后的查阅。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种高精度卫星导航动态计量检测系统，其特征在于：包括车载卫星导航系统、车载供电系统、卫星信号收转发系统、待检测卫星导航设备、CORS中心、计算机和显示屏，卫星信号收转发系统通过卫星信号分别与车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备连接，车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备分别通过无线网络与CORS中心互通，CORS中心与计算机相连接，互相获取数据；其中：
车载卫星导航系统是用于提供待检测卫星导航设备的对比标准数据信息；
车载供电系统用于给所有设备供应电源；
卫星信号收转发系统用于为车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备提供统一的实时卫星信号来源；卫星信号收转发系统包括卫星接收天线、卫星信号控制器和卫星信号转发天线，卫星接收天线通过馈线连接卫星信号控制器，所述卫星信号控制器通过馈线分别连接车载卫星导航系统和卫星信号转发天线，所述卫星信号转发天线通过信号连接待检测卫星导航设备，其中：
卫星接收天线的作用是将卫星信号的极微弱的电磁波能转化为相应的电流，而前置放大器则是将微弱的卫星信号电流予以放大；
卫星信号控制器的作用是将卫星信号引入到电磁屏蔽暗室，使车载卫星导航系统和待检测设备接收相同的卫星信号，为后续数据对比提供准确的信号源；
卫星信号转发天线作用是将卫星信号控制器处理后的信号以一定的频率发射出去，供待检测卫星导航设备接收；
CORS中心负责采集车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备的数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。
2.根据权利要求1所述的高精度卫星导航动态计量检测系统，其特征在于：所述车载供电系统包括大容量UPS和车载电瓶；车载供电系统分别连接车载卫星导航系统、卫星信号收转发系统、待检测卫星导航设备、计算机和显示屏。
3.根据权利要求1所述的高精度卫星导航动态计量检测系统，其特征在于：所述卫星信号接收天线采用高强度铝合金精铸外壳，卫星信号接收天线外壳的抗冲击、防腐蚀，防护等级达到IP66，并将其采用吸盘式安装在车顶外壁上。
4.根据权利要求1所述的高精度卫星导航动态计量检测系统，其特征在于：所述卫星信号控制器外设置有旋钮。
5.根据权利要求1所述的高精度卫星导航动态计量检测系统，其特征在于：所述卫星信号控制器内设置有放大器和功分器。
6.根据权利要求1所述的高精度卫星导航动态计量检测系统，其特征在于：所述卫星信号控制器内的放大器为两级放大电路。
7.根据权利要求1所述的高精度卫星导航动态计量检测系统，其特征在于：所述卫星信号控制器内的功分器将信号分别输出给车载卫星导航系统和待检测卫星导航设备。
8.根据权利要求1所述的高精度卫星导航动态计量检测系统，其特征在于：所述计算机还连接有显示屏，所述显示屏安装在汽车前排座椅后的顶部。
9.根据权利要求1所述的高精度卫星导航动态计量检测系统，其特征在于：所述卫星信号控制器安装在电磁屏蔽暗室内，所述电磁屏蔽暗室的内壁上贴附有电磁屏蔽材料；所述电磁屏蔽材料为EMI系列电磁屏蔽材料。
10.根据权利要求1所述的高精度卫星导航动态计量检测系统，其特征在于：所述待检测卫星导航设备为1-3个。
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220324 Address after: 210000 10 Ma Qun Road, Qixia District, Nanjing, Jiangsu. Patentee after: NANJING INSTITUTE OF MEASUREMENT AND TESTING TECHNOLOGY Address before: 210032 4th floor, Beidou building, Pukou high tech Zone, Nanjing, Jiangsu Patentee before: JIANGSU BEIDOU SATELLITE NAVIGATION TESTING CENTER CO.,LTD. |
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