CN206740985U - 一种高精度机载gnss测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度机载GNSS测量装置，其包括无线传输模块、GNSS接收模块、电源控制模块、中央处理模块、存储器组、相机高速同步模块以及人机交互模块；无线传输模块与中央处理模块电性连接；GNSS接收模块与中央处理模块电性连接；人机交互模块与中央处理模块电性连接；存储器组与中央处理模块电性连接；相机高速同步模块与GNSS接收模块电性连接；电源控制模块与中央处理模块电性连接，且电源控制模块用于为无线传输模块、GNSS接收模块、中央处理模块、存储器组、相机高速同步模块以及人机交互模块提供电源。本实用新型解决了无人机航测对于数据实时差分处理和后差分处理的要求。其结构简单，体积小，方便在无人机上的安装与拆卸。

Description

一种高精度机载GNSS测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，特别涉及一种高精度机载GNSS测量装置，应用于无人机航测领域。

背景技术

GNSS是Global Navigation Satellite System的缩写。中文译名为全球导航卫星系统，其是一种以卫星为基础的无线电导航系统。该系统可发送高精度、全天时、全天候、连续实时的导航、定位和授时信息，是一种可供海陆空领域的军民用户共享的信息资源。卫星导航定位是指利用卫星导航定位系统提供位置、速度及时间等信息来完成对各种目标的定位、导航、检测和管理。

随着GNSS在测量和航测中的运用以及无人机的发展，将GNSS测量技术运用于无人机上为航测工作带来了极大的便利，并大幅降低了成本。对于GPS定位来说，接收到的卫星信号有实时差分处理和事后差分处理。相对于事后差分处理来说，实时差分减少了操作步骤，对地面站的依赖性低，处理效率更高，精度更有保证，能减少对操作人员的要求，显著提高测量工作的效率。但已有的机载GNSS测量装置对接收到的数据只能进行后差分处理，而不能进行实时差分处理，这不但影响到测量工作中的测量精度，也降低了测量效率。

实用新型内容

本实用新型提出了一种高精度机载GNSS测量装置，能够实现航测时对于数据的实时差分处理和后差分处理。保证了测量的精度，简化了测量步骤，提高了测量的效率。

本实用新型至少一实施例提供一种高精度机载GNSS测量装置，其包括无线传输模块、GNSS接收模块、电源控制模块、中央处理模块、存储器组模块、相机高速同步模块以及人机交互模块；所述无线传输模块与所述中央处理模块电性连接；所述GNSS接收模块与所述中央处理模块电性连接；所述人机交互模块与所述中央处理模块电性连接；所述存储器组与所述中央处理模块电性连接；所述相机高速同步模块与所述GNSS接收模块电性连接；所述电源控制模块与所述中央处理模块电性连接，且所述电源控制模块用于给所述无线传输模块、所述GNSS接收模块、所述人机交互模块、所述存储器组、所述相机高速同步模块和所述中央处理器模块提供电源。

进一步，所述GNSS接收模块包括射频模块和基带模块。

进一步，所述无线传输模块包括网络模块和电台模块，所述网络模块和所述电台模块均与中央处理模块电性连接。所述无线传输模块用于实现空中与地面基准站的数据交换。

再进一步的，所述无线传输模块还包括WIFI模块，所述WIFI模块与所述中央处理模块电性连接。

更进一步的，所述无线传输模块安装有用于信号传输的天线。

进一步，所述人机交互模块包括显示屏，所述显示屏与所述中央处理模块电性连接。

再进一步的，所述人机交互模块还包括信号灯，所述信号灯与所述中央处理模块电性连接。

进一步，所述存储器组包括用于同步动态随机存取的SDRAM存储器和用于存储数据的FLASH存储器，所述SDRAM存储器和所述FLASH存储器均与所述中央处理模块电性连接。

再进一步的，所述存储器组还包括用于存储数据的INAND存储器。

再进一步的，所述SDRAM存储器包括SDR SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3SDRAM、DDR4 SDRAM、DDR5 SDRAM、LPDDR2、LPDDR3和LPDDR4。

进一步，所述相机高速同步模块用于连接相机，并实现所述相机拍摄和所述高精度机载GNSS测量装置位置信息记录的同步。

本实用新型提供的高精度机载GNSS测量装置，通过电台和3/4G网络实现和地面基准站的数据交换，满足了在无人机空中飞行测量时对数据实时差分的要求，有效提高了测量效率，保障了测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。

图1为本实用新型一实施例提供的一种高精度机载GNSS测量装置的构造原理示意图。

图2为图1中无线传输模块的组成示意图。

图3为图1中GNSS接收模块的组成示意图。

图4为图1中存储器组的组成示意图。

图5为本实用新型一实施例提供的一种高精度机载GNSS测量装置的结构示意图一。

图6为本实用新型一实施例提供的一种高精度机载GNSS测量装置的结构示意图二。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用于区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在该词前面的元件或者模块涵盖出现在该词后面列举的元件或模块及其等同，而不排除其他元件或模块。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“底部”、“顶部”、“侧面”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的姿态或绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

在研究中，本申请的发明人注意到，当机载GNSS测量设备搭载在无人机平台上配合航拍相机进行工作时，相对于地面测量，空中测量单位时间内获取的所需处理数据量较大，如果对数据进行后差分处理，不但无法利用已经建设的CORS站，还需要在地面架设较多的基准站，而且会延长测量工作的内业时间，降低测量效率，在很大程度上抵消了航测的优势。

本实用新型提供一种高精度机载GNSS测量装置，通过实现实时差分处理，可减少地面基准站的架设要求和测量工作的内业时间，提高测量的效率，从而进一步发挥航测的优势。

下面结合附图，对本实用新型实施例提供的一种高精度机载GNSS测量装置进行说明。

实施例：

参照图1，一种高精度机载GNSS测量装置，其包括无线传输模块1、GNSS接收模块2、电源控制模块3、中央处理模块4、存储器组5、相机高速同步模块7以及人机交互模块6；无线传输模块1与中央处理模块4电性连接；GNSS接收模块2与中央处理模块4电性连接；人机交互模块6与中央处理模块4电性连接；存储器组5与中央处理模块4电性连接；相机高速同步模块7与GNSS接收模块2电性连接；电源控制模块3与中央处理模块4电性连接，且电源控制模块3用于给无线传输模块1、GNSS接收模块2、相机高速同步模块7、人机交互模块6、存储器组5和中央处理模块4提供电源。

进一步，相机高速同步模块7用于连接航拍所用相机，相机高速同步模块7通过I/0口与GNSS接收模块2相连，并在所述相机拍摄的同时传输热靴触发信号给GNSS接收模块2。

再进一步的，相机高速同步模块7可以使用同步信号发生电路来实现。

进一步，所述人机交互模块6包括显示屏85和信号灯86，所述显示屏85和所述信号灯86均通过I/O口与中央处理模块4相连，显示屏85和信号灯86用于所述高精度机载GNSS测量装置在地面进行系统配置时的信息显示，以方便使用者直观的控制测量装置的配置和工作。

再进一步的，显示屏85可以使用OLED屏、IPS屏、AMOLED屏等来实现，信号灯86可以使用LED灯等来实现。

进一步，中央处理模块4可以使用通用计算装置(例如CPU)、专用计算装置(例如DSP)等来实现。

参照图2，无线传输模块1包括电台模块11、网络模块12和WIFI模块13。电台模块11通过UART串口和中央处理模块4相连，网络模块12通过USB口与中央处理模块4相连，WIFI模块13通过SDIO口与中央处理模块4相连。所述网络模块12用于通过3/4G网络接收地面基准站传来的差分信号，并将接收到的差分信号传输给中央处理模块4。所述电台模块11用于接收地面基准站发送的电台差分信号并传递给中央处理模块4。所述WIFI模块13用于在无人机降落地面时，将本实施例所述高精度机载GNSS测量装置所采集到的数据拷贝到地面处理终端电脑上。

进一步，电台模块11可以使用嵌入式数传电台模块来实现。

进一步，网络模块12可以使用4G全网通模块来实现。

进一步，WIFI模块13可以使用低功耗嵌入式WIFI模块来实现。

参照图3，GNSS接收模块2包括射频模块21和基带模块22，所述射频模块21和所述基带模块22电性连接，基带模块22与中央处理模块4电性连接，射频模块21用于接收卫星所发射的信号，并将信号传递给基带模块22，在基带模块22对卫星信号进行原始观测量提取后，将原始观测量传输给所述中央处理模块4。

进一步，GNSS接收模块2通过USB和UART串口与中央处理模块4相连。

进一步，GNSS接收模块2在接收到相机高速同步模块7发送的热靴触发信息的同时，记录下所述高精度机载GNSS测量装置的实时原始观测量，并将实时原始观测量传输给中央处理模块4。

进一步，中央处理模块4用于接收所述基带模块22传输的原始观测量，并将所述原始观测量传输给存储器组5，以便进行后差分处理，得到本实施例所述的高精度机载GNSS测量装置的坐标。

再进一步的，中央处理模块4也用于接收所述电台模块11和所述网络模块12所传输的差分信号，并根据所述差分信号对所述原始观测量进行实时差分，得到所述高精度机载GNSS测量装置实时差分处理后的坐标。

更进一步的，中央处理模块4将所述实时差分处理后的坐标传输至存储器组5，由存储器组存储中央处理模块4输出的坐标信息。

参照图4，所述存储器组5包括SDRAM存储器51、FLASH存储器52和INAND存储器53，且均通过EBI总线与中央处理模块4连接。SDRAM存储器51用于配合中央处理模块4进行数据处理。FLASH存储器52用于存储所述高精度机载GNSS测量装置的固件系统。INAND存储器53用于存储中央处理模块4输出的坐标信息。

进一步，SDRAM存储器51可使用DDR4 SDRAM来实现。

进一步，FLASH存储器52可使用NAND FLASH来实现。

进一步，INAND存储器53可使用INAND FLASH来实现。

参照图5，所述高精度机载GNSS测量装置为一长方体，在所述高精度机载GNSS测量装置底部还有一USB接口87、一SIM卡插口88和一相机、电源连接口89，在所述高精度机载GNSS测量装置顶部还有四个天线接口，其中第一天线接口81和第二天线接口82用于GNSS接收模块2的第一天线91安装，第三天线接口83用于网络模块12的第二天线92安装，第四天线接口84用于电台模块11的第三天线93安装。

进一步，USB接口87用于通过OTG数据线连接地面数据处理终端。SIM卡插口88用于将网络运营商所提供的SIM卡插入网络模块12。相机、电源连接口89可使用五星口，用于实现相机高速同步模块7和无人机所搭载相机的连接，以及外部电源对电源控制模块3的供电。

参照图6，在所述高精度机载GNSS测量装置侧面还有一调试接口90。

进一步，调试接口90可使用插针式接口，该调试接口90用于实现所述高精度机载GNSS测量装置在地面和调试设备的连接。

以上所述为本实用新型的较佳的实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精度机载GNSS测量装置，其特征在于，其包括无线传输模块、GNSS接收模块、电源控制模块、中央处理模块、存储器组、相机高速同步模块以及人机交互模块；

所述无线传输模块与所述中央处理模块电性连接；

所述GNSS接收模块与所述中央处理模块电性连接；

所述人机交互模块与所述中央处理模块电性连接；

所述存储器组与所述中央处理模块电性连接；

所述相机高速同步模块与所述GNSS接收模块电性连接；

所述电源控制模块与所述中央处理模块电性连接，且所述电源控制模块用于给所述无线传输模块、所述GNSS接收模块、所述人机交互模块、所述相机高速同步模块、所述存储器组和所述中央处理器模块提供电源。

2.如权利要求1所述的高精度机载GNSS测量装置，其特征在于，所述无线传输模块包括网络模块和电台模块，所述网络模块和所述电台模块均与所述中央处理模块电性连接。

3.如权利要求2所述的高精度机载GNSS测量装置，其特征在于，所述无线传输模块还包括WIFI模块，所述WIFI模块和所述中央处理模块电性连接。

4.如权利要求2所述的高精度机载GNSS测量装置，其特征在于，所述无线传输模块用于实现所述高精度机载GNSS测量装置在空中时与地面基准站的数据交换。

5.如权利要求2所述的高精度机载GNSS测量装置，其特征在于，所述无线传输模块安装有用于信号传输的天线。

6.如权利要求1所述的高精度机载GNSS测量装置，其特征在于，所述人机交互模块包括显示屏，所述显示屏与所述中央处理模块电性连接。

7.如权利要求5所述的高精度机载GNSS测量装置，其特征在于，所述人机交互模块还包括信号灯，所述信号灯与所述中央处理模块电性连接。

8.如权利要求1所述的高精度机载GNSS测量装置，其特征在于，所述存储器组包括用于同步动态随机存取的SDRAM存储器和用于存储数据的FLASH存储器，所述SDRAM存储器和所述FLASH存储器均与所述中央处理模块电性连接。

9.如权利要求7所述的高精度机载GNSS测量装置，其特征在于，所述存储器组还包括用于存储数据的INAND存储器。

10.如权利要求1所述的高精度机载GNSS测量装置，其特征在于，所述相机高速同步模块用于连接相机，并实现所述相机拍摄和所述高精度机载GNSS测量装置位置信息记录的同步。