CN205787137U

CN205787137U - 多兼容授时导航接收机

Info

Publication number: CN205787137U
Application number: CN201620513437.XU
Authority: CN
Inventors: 姜楠
Original assignee: Beijing Sdi Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Sdi Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2026-05-31

Abstract

本实用新型提出了一种多兼容授时导航接收机，包括：卫星信号接收模块的输入端与卫星天线相连；信号处理模块的输入端与卫星信号接收模块的输出端相连；驱动及电平转换模块的输出端与第二信号输出模块的输入端相连；第一接口隔离模块的输入端与第一信号输出模块的输出端相连第二接口隔离模块的输入端与第二信号输出模块的输出端相连。本实用新型集定位与授时功能于一身，核心底板兼容多种GPS/北斗OEM模块，外围辅以先进的数据处理器、滤波器及稳定可靠的电平转换、接口芯片，体积小、重量轻、功耗低。

Description

多兼容授时导航接收机

技术领域

本实用新型涉及卫星导航技术领域，特别涉及一种多兼容授时导航接收机。

背景技术

全球定位系统(Global Positioning System-GPS)是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统。

2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。2020年左右，将建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务。向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10m，测速精度0.2m/s，授时精度20ns。

随着北斗导航系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓。利用GPS/北斗双系统可以实现全球全天候地定位和授时，并具有成本低、信号稳定等优点，有很大的应用市场和研究价值。

GPS/北斗定位的基本原理是：卫星通过载波不间断地向地面发送星历参数、C/A码和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机到每颗卫星的距离，并根据卫星坐标求解出接收机的三维位置信息。GPS/北斗除了定位，同样有广泛的授时应用领域。GPS/北卫星上都安装有铯原子钟，因而具有很高的频率精度(可达1×10^-12)和时间精度。通常行业的GPS/北斗接收机，都是根据某一种或一类的GPS/北斗OEM模块定制的，通用性比较差。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种多兼容授时导航接收机，集定位与授时功能于一身，核心底板兼容多种GPS/北斗OEM模块，外围辅以先进的数据处理器、滤波器及稳定可靠的电平转换、接口芯片，体积小、重量轻、功耗低。

为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种多兼容授时导航接收机，包括：卫星信号接收模块、信号处理模块、驱动及电平转换模块、第一信号输出模块、第二信号输出模块、第一接口隔离模块、第二接口隔离模块和DC/DC电源模块，其中，所述卫星信号接收模块的输入端与卫星天线相连，以接收卫星信号；所述信号处理模块的输入端与所述卫星信号接收模块的输出端相连，所述信号处理模块的输出端分别与所述驱动及电平转换模块的输入端和所述第一信号输出模块的输入端相连；所述驱动及电平转换模块的输出端与所述第二信号输出模块的输入端相连；所述第一接口隔离模块的输入端与所述第一信号输出模块的输出端相连，以输出串口信号；所述第二接口隔离模块的输入端与所述第二信号输出模块的输出端相连，以输出秒脉冲1PPS信号；所述DC/DC电源模块的输入端接入初始电压，输出端与所述卫星信号接收模块、信号处理模块、驱动及电平转换模块、第一信号输出模块、第二信号输出模块、第一接口隔离模块和第二接口隔离模块相连。

进一步，所述卫星信号接收模块为GPS/北斗卫星接收机。

进一步，所述信号处理模块采用数字信号处理DSP处理器。

进一步，所述第一接口隔离模块采用RS232/RS422串口。

根据本实用新型实施例的多兼容授时导航接收机，可用于车辆监控和授时系统等领域。本实用新型集定位与授时功能于一身，核心底板兼容多种GPS/北斗OEM模块，外围辅以先进的数据处理器、滤波器及稳定可靠的电平转换、接口芯片，体积小、重量轻、功耗低。本实用新型可以兼容多种板卡，具有导航授时功能，而并非单纯授时设备，从而可以适用场合的更多本实用新型通过RS232/RS422标准串口，直接连接到计算机、工控机等用户设备，实时输出定位导航和时间信息，并可输出1PPS秒脉冲信号用于精确授时。同时，本实用新型操作简便，易于使用，预留双天线定位定向功能接口。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型实施例的多兼容授时导航接收机的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型实施例的多兼容授时导航接收机，包括：卫星信号接收模块、信号处理模块2、驱动及电平转换模块3、第一信号输出模块4、第二信号输出模块5、第一接口隔离模块6、第二接口隔离模块7和DC/DC电源模块8。

在本实用新型的一个实施例中，卫星信号接收模块1为GPS/北斗卫星接收机。卫星信号接收模块1的输入端与卫星天线相连，以接收卫星信号。

在本实用新型的一个实施例中，本实用新型的多兼容授时导航接收机能够封装多种型号的GPS/北斗OEM板卡，在电路设计和电源选用上要考虑多种模块的供电需求，多种模块的接口也不尽相同，为保证兼容性不需要的针脚不被引出。此外，本实用新型的内部还进行了电磁兼容性设计，增强了抗干扰的能力，适应各种使用环境。

优选的，本实用新型使用的GPS/北斗模块有UM220、TD3020T以及Ublox几种型号。本实用新型兼容的高端的OEM板有OEMSTAR、OEM615、OEM617、OEM617D。采用上述OEM板设计实现的TimeNAV授时导航接收机，定位精度高、授时精度高、数据更新率高，可用于差分系统、航空高动态应用和大地测量等领域。

信号处理模块2的输入端与卫星信号接收模块1的输出端相连，信号处理模块2的输出端分别与驱动及电平转换模块3的输入端和第一信号输出模块4的输入端相连。信号处理模块2用于解算卫星信号。

在本实用新型的一个实施例中，信号处理模块2可以采用数字信号处理DSP处理器。通过采用DSP数字信号处理器，可以提高数据处理的速度和可靠性。

第一信号输出模块4用于输出串口格式的导航授时报文。

第一接口隔离模块6与输出模块4相连，作为RS232/RS422输出的光电隔离模块，用于隔离本授时导航接收机和用户设备，避免相互干扰，提高电磁兼容性。

驱动及电平转换模块3的输出端与第二信号输出模块5的输入端相连，用于对来自信号处理模块2的授时信号进行电平转换，并将电平转换后的信号发送至所述第二信号输出模块5，输出秒脉冲1PPS信号。

第二接口隔离模块7是1pps输出的光电隔离模块，用于隔离本授时导航接收机和用户设备，避免相互干扰，提高电磁兼容性。

具体地，本实用新型的多兼容授时导航接收机中的时间参考源采用GPS/北斗作为授时的时间源，相较于单一的GPS授时更稳定可靠。卫星信号接收模块1通过GPS/北斗天线接收到卫星的信号，并输出时间、经纬度等数据。卫星信号接收模块1在整秒时刻还会产生一个秒脉冲信号1PPS，该信号经过驱动后，通过MAX232芯片接入DB9串口第一脚。TimeNAV接收机通过RS232/RS422标准串口，直接连接到计算机、工控机等用户设备，实时输出导航定位信息和时间信息。

本实用新型的多兼容授时导航接收机，增加了1pps驱动及电平转换模块3，根据用户不同的功能选择可以转换为输出RS232/RS422平衡式输出、TTL电平等多种输出方式。

本实用新型实施例的多兼容授时导航接收机的用户，能够全天候、实时地接收GPS空间卫星发播的信号，从而获得精确的导航定位信息和精确的时间信息，时间信息包含年、月、日、时、分、秒以及1PPS(标准秒)信号。

DC/DC电源模块8的输入端接入初始电压，输出端与卫星信号接收模块1、信号处理模块2、驱动及电平转换模块3、第一信号输出模块4、第二信号输出模块5、第一接口隔离模块6和第二接口隔离模块7相连，从而向上述模块进行供电。

本实用新型兼容了行业内常见的GPS/北斗OEM模块，包括插针连接方式和贴片焊接的方式，设计时合理安排了电路板的布局，采用了较强大的DSP处理芯片，电源模块8和滤波电路提高性能和稳定性。本实用新型相对于传统的授时导航接收机，在结构尺寸上没有变化，有效保证了老客户的持续使用。

本实用新型在授时方面，就是为客户提供方便易用和精确稳定的授时信号。本实用新型提供方便易用的设备，一键开机，无需校准比对、无需外部控制，即可自主输出准确的时间；同时提供授时软件，简单易懂的界面和帮助文档，方便操作，任何非专业人员均可熟练使用。

本实用新型的多兼容授时导航接收机监控软件采用Windows API编程，支持的操作系统为Windows XP和Windows7系统，程序稳定、可靠。

具体地，首先由软件对串口进行检测对内置的GPS/北斗进行参数配置，配置完成后，等待DB9串口的第1脚的串口载波信号中断。当软件接收到载波信号中断后，首先判断当前时间与上次时间间隔是否大于990ms。如果判断结果小于990ms，则认为是错误中断，退出并等待下一次中断到来。如果判断结果大于990ms，再判断定位状态是否有效。如果定位无效，则在显示界面中提示数据无效，等待下一次接收的数据；如果定位有效数据可用，则将时间数据中的秒时间加1后修正系统时间，并在软件界面显示。

在授时软件打开之后，程序会将会按照注册表中相关的设定自动运行。当程序接收到中断信号后，如果GPS状态正常，则通过Windows的底层函数修改计算机的时间。并在显示界面中显示当前时间以及用户所在地的经纬度。本软件可以在通用的计算机上稳定的运行。

根据本实用新型实施例的多兼容授时导航接收机，可用于车辆监控和授时系统等领域。本实用新型集定位与授时功能于一身，核心底板兼容多种GPS/北斗OEM模块，外围辅以先进的数据处理器、滤波器及稳定可靠的电平转换、接口芯片，体积小、重量轻、功耗低。本实用新型可以兼容多种板卡，具有导航授时功能，而并非单纯授时设备，从而可以适用场合的更多。本实用新型通过RS232/RS422标准串口，直接连接到计算机、工控机等用户设备，实时输出定位导航和时间信息，并可输出1PPS秒脉冲信号用于精确授时。同时，本实用新型操作简便，易于使用，预留双天线定位定向功能接口。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims

1.一种多兼容授时导航接收机，其特征在于，包括：卫星信号接收模块、信号处理模块、驱动及电平转换模块、第一信号输出模块、第二信号输出模块、第一接口隔离模块、第二接口隔离模块和DC/DC电源模块，其中：

所述卫星信号接收模块的输入端与卫星天线相连，以接收卫星信号；

所述信号处理模块的输入端与所述卫星信号接收模块的输出端相连，所述信号处理模块的输出端分别与所述驱动及电平转换模块的输入端和所述第一信号输出模块的输入端相连；

所述驱动及电平转换模块的输出端与所述第二信号输出模块的输入端相连；

所述第一接口隔离模块的输入端与所述第一信号输出模块的输出端相连，以输出串口信号；

所述第二接口隔离模块的输入端与所述第二信号输出模块的输出端相连，以输出秒脉冲1PPS信号；

所述DC/DC电源模块的输入端接入初始电压，输出端与所述卫星信号接收模块、信号处理模块、驱动及电平转换模块、第一信号输出模块、第二信号输出模块、第一接口隔离模块和第二接口隔离模块相连。

2.如权利要求1所述的多兼容授时导航接收机，其特征在于，所述卫星信号接收模块为GPS/北斗卫星接收机。

3.如权利要求1所述的多兼容授时导航接收机，其特征在于，所述信号处理模块采用数字信号处理DSP处理器。

4.如权利要求1所述的多兼容授时导航接收机，其特征在于，所述第一接口隔离模块采用RS232/RS422串口。