CN209342922U - 一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，包括北斗天线、导航卫星信号处理模块、通信天线、通信模块、协议转换模块、高精度位置解算模块和数据输出模块，所述北斗天线与所述导航卫星信号处理模块的输入端连接，所述导航卫星信号处理模块的输出端与所述高精度位置解算模块的一个输入端连接，所述通信天线与所述通信模块的输入端连接，所述通信模块的输出端与所述协议转换模块的输入端连接，所述协议转换模块的输出端与所述高精度位置解算模块的另一个输入端连接。本实用新型的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，在不同的环境下都能进行高精度位置解算，使设备满足在近海、远海、湖泊等多种高精度使用。

Description

一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备

技术领域

本实用新型涉及一种定位设备，特别是涉及一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备。

背景技术

北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。近年来北斗相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。但是在测绘领域、地址灾害监测领域、建筑物监测领域等仅仅依靠北斗系统、GPS系统等卫星导航系统，仅仅能实现10米级以内，米级以上的定位精度，定位精度不能满足实用要求，需要借助于位置增强系统实现厘米级甚至毫米级定位。

高精度定位目前使用最为广泛的高精度定位技术就是RTK(实时动态定位：Real-TimeKinematic)，RTK技术的关键在于使用了北斗、GPS系统等的载波相位观测量，并利用了基准站(位置增强站)站和测试设备之间观测误差的空间相关性，通过差分的方式除去移动站观测数据中的大部分误差，从而实现高精度(分米甚至厘米级)的定位。

但是，由于参考站建的设方式和所有者不同，同时基准站向测试设备播发差分信息的通信方式不同，测试设备实用环境受参考站覆盖区域、通信能力等不能获取差分数据。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型的目的是提供一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，将多种定位系统、多种地基和星基增强系统融合在一起，充分发挥了北斗系统和GPS系统等卫星导航系统的基础解算能力和多种通信方式对环境的适应性，自适应高精度解算及多种通信协议兼容，使得设备在不同的环境下都能进行高精度位置解算成为现实，使设备满足在近海、远海、湖泊等多种高精度使用。

本实用新型的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，包括用于接收多系统多频点的导航卫星信号的北斗天线、用于读取所述导航卫星信号并解算得到导航卫星数据的导航卫星信号处理模块、用于接收多种类别的位置增强通信信号的通信天线、用于读取所述位置增强处理信号并解算得到位置增强差分数据的通信模块、用于读取所述位置增强差分数据并转换成统一的差分协议的协议转换模块、用于融合所述导航卫星数据和所述差分协议并综合解算得到高精度位置数据的高精度位置解算模块，所述北斗天线与所述导航卫星信号处理模块的输入端连接，所述导航卫星信号处理模块的输出端与所述高精度位置解算模块的一个输入端连接，所述通信天线与所述通信模块的输入端连接，所述通信模块的输出端与所述协议转换模块的输入端连接，所述协议转换模块的输出端与所述高精度位置解算模块的另一个输入端连接。

本实用新型的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备还可以是：

所述通信天线包括电台天线、4G天线和卫星通信天线，所述通信模块包括电台通信模块、4G通信模块和卫星通信模块，所述电台天线与所述电台通信模块的输入端连接，所述4G天线与所述4G通信模块的输入端连接，所述卫星通信天线与所述卫星通信天线的输入端连接，所述电台通信模块的输出端、所述4G通信模块的输出端和所述卫星通信模块的输出端分别与所述协议转换模块的输入端连接。

所述高精度位置解算模块的输出端与用于按照标准协议输出所述高精度位置数据的数据输出模块连接。

所述数据输出模块上设有网络接口、RS232接口、RS485接口和秒信号接口，所述数据输出模块可分别通过所述网络接口、所述RS232接口、所述RS485接口和所述秒信号接口输出所述高精度位置数据。

本实用新型的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，包括用于接收多系统多频点的导航卫星信号的北斗天线、用于读取所述导航卫星信号并解算得到导航卫星数据的导航卫星信号处理模块、用于接收多种类别的位置增强通信信号的通信天线、用于读取所述位置增强处理信号并解算得到位置增强差分数据的通信模块、用于读取所述位置增强差分数据并转换成统一的差分协议的协议转换模块、用于融合所述导航卫星数据和所述差分协议并综合解算得到高精度位置数据的高精度位置解算模块，所述北斗天线与所述导航卫星信号处理模块的输入端连接，所述导航卫星信号处理模块的输出端与所述高精度位置解算模块的一个输入端连接，所述通信天线与所述通信模块的输入端连接，所述通信模块的输出端与所述协议转换模块的输入端连接，所述协议转换模块的输出端与所述高精度位置解算模块的另一个输入端连接。这样，设备采用可接收多模多频导航卫星信号的北斗天线，接收北斗系统、GPS系统和GLONASS系统发出的多模多频导航卫星信号并发送至导航卫星信号处理模块，导航卫星信号处理模块解算得到初步位置及卫星相关数据(即导航卫星数据)后发送至高精度位置解算模块(例如天琴SX5芯片)，设备通过通信天线可获得不同类别的星基或地基位置增强数据(即位置增强通信信号)，例如“中国精度”及QZSS星基增强系统、“千寻位置网”或自建观测站等发出的多种位置增强通信信号，通信模块读取该位置增强通信信号并进行解算得到不同类别的位置增强差分数据，通过协议转换模块(例如STM32F3微控制器)将不同类别的位置增强差分数据转换成统一的差分协议，并发送给高精度位置解算模块，高精度位置解算模块融合导航卫星数据和差分数据，综合解算得到高精度位置数据并发送出来。本设备将多种定位系统、多种地基和星基增强系统融合在一起，充分发挥了北斗系统和GPS系统等卫星导航系统的基础解算能力和多种通信方式对环境的适应性，自适应高精度解算及多种通信协议兼容，使得设备在不同的环境下都能进行高精度位置解算成为现实，比如在野外勘测方面，在无任何增强系统覆盖的区域，可以自建观测站；在4G信号和位置网覆盖区域可以采用“千寻位置”数据；在星际增强系统覆盖区域可以采用“中国精度”或QZSS星基增强系统，多信号覆盖区域可以进行组合定位进一步优化精度，使设备满足在近海、远海、湖泊等多种高精度使用。比如作为海洋/河流测绘船只，在河流、湖泊、近海、远海等不同的使用场景下，该设备可以自动选择、自动切换、融合优化定位，提供高精度位置数据。相对于现有技术而言，本实用新型的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备具有以下优点：将多种定位系统、多种地基和星基增强系统融合在一起，充分发挥了北斗系统和GPS系统等卫星导航系统的基础解算能力和多种通信方式对环境的适应性，自适应高精度解算及多种通信协议兼容，使得设备在不同的环境下都能进行高精度位置解算成为现实，使设备满足在近海、远海、湖泊等多种高精度使用。

附图说明

图1为本实用新型一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备的结构示意图。

图号说明

1…北斗天线 2…导航卫星信号处理模块

3…协议转换模块 4…高精度位置解算模块

5…电台天线 6…4G天线

7…卫星通信天线 8…电台通信模块

9…4G通信模块 10…卫星通信模块

11…数据输出模块 12…网络接口

13…RS232接口 14…RS485接口

15…秒信号接口

具体实施方式

下面结合图1，对本实用新型的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备作进一步详细说明。

本实用新型的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，请参考图1，包括用于接收多系统多频点的导航卫星信号的北斗天线1、用于读取所述导航卫星信号并解算得到导航卫星数据的导航卫星信号处理模块2、用于接收多种类别的位置增强通信信号的通信天线、用于读取所述位置增强处理信号并解算得到位置增强差分数据的通信模块、用于读取所述位置增强差分数据并转换成统一的差分协议的协议转换模块3、用于融合所述导航卫星数据和所述差分协议并综合解算得到高精度位置数据的高精度位置解算模块4，所述北斗天线1与所述导航卫星信号处理模块2的输入端连接，所述导航卫星信号处理模块2的输出端与所述高精度位置解算模块4的一个输入端连接，所述通信天线与所述通信模块的输入端连接，所述通信模块的输出端与所述协议转换模块3的输入端连接，所述协议转换模块3的输出端与所述高精度位置解算模块4的另一个输入端连接。这样，设备采用可接收多模多频导航卫星信号的北斗天线1，接收北斗系统、GPS系统和GLONASS系统发出的多模多频导航卫星信号并发送至导航卫星信号处理模块2，导航卫星信号处理模块2解算得到初步位置及卫星相关数据(即导航卫星数据)后发送至高精度位置解算模块4(例如天琴SX5芯片)，设备通过通信天线可获得不同类别的星基或地基位置增强数据(即位置增强通信信号)，例如“中国精度”及QZSS星基增强系统、“千寻位置网”或自建观测站等发出的多种位置增强通信信号，通信模块读取该位置增强通信信号并进行解算得到不同类别的位置增强差分数据，通过协议转换模块3(例如STM32F3微控制器)将不同类别的位置增强差分数据转换成统一的差分协议，并发送给高精度位置解算模块4，高精度位置解算模块4融合导航卫星数据和差分数据，综合解算得到高精度位置数据并发送出来。本设备将多种定位系统、多种地基和星基增强系统融合在一起，充分发挥了北斗系统和GPS系统等卫星导航系统的基础解算能力和多种通信方式对环境的适应性，自适应高精度解算及多种通信协议兼容，使得设备在不同的环境下都能进行高精度位置解算成为现实，比如在野外勘测方面，在无任何增强系统覆盖的区域，可以自建观测站；在4G信号和位置网覆盖区域可以采用“千寻位置”数据；在星际增强系统覆盖区域可以采用“中国精度”或QZSS星基增强系统，多信号覆盖区域可以进行组合定位进一步优化精度，使设备满足在近海、远海、湖泊等多种高精度使用。比如作为海洋/河流测绘船只，在河流、湖泊、近海、远海等不同的使用场景下，该设备可以自动选择、自动切换、融合优化定位，提供高精度位置数据。相对于现有技术而言，本实用新型的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备具有以下优点：将多种定位系统、多种地基和星基增强系统融合在一起，充分发挥了北斗系统和GPS系统等卫星导航系统的基础解算能力和多种通信方式对环境的适应性，自适应高精度解算及多种通信协议兼容，使得设备在不同的环境下都能进行高精度位置解算成为现实，使设备满足在近海、远海、湖泊等多种高精度使用。

本实用新型的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1，还可以是：所述通信天线包括电台天线5、4G天线6和卫星通信天线7，所述通信模块包括电台通信模块8、4G通信模块9和卫星通信模块10，所述电台天线5与所述电台通信模块8的输入端连接，所述4G天线6与所述4G通信模块9的输入端连接，所述卫星通信天线7与所述卫星通信天线7的输入端连接，所述电台通信模块8的输出端、所述4G通信模块9的输出端和所述卫星通信模块10的输出端分别与所述协议转换模块3的输入端连接。这样，设备自动获得所在区域的位置增强通信信号覆盖情况，并根据所在区域的位置增强通信信号覆盖情况，通过电台天线5、4G天线6、卫星通信天线7接收位置增强通信信号，并将接收到的位置增强通信信号、分别发送到对应的电台通信模块8、4G通信模块9和卫星通信模块10，然后解算获得相应的位置增强差分数据，将位置增强差分数据发送到协议转换模块3，转换成统一的位置增强差分协议后发送给高精度位置解算模块4，以卫星通信为主要通信方式，融合了其它地基和星基增强技术一体，提高了设备环境适应性。

本实用新型的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，在前面描述的技术方案的基础上，请参考图1，还可以是：所述高精度位置解算模块4的输出端与用于按照标准协议输出所述高精度位置数据的数据输出模块11连接。这样，高精度位置数据经数据输出模块11处理后按照标准协议输出。在前面描述的技术方案的基础上，进一步优选的是，所述数据输出模块上11设有网络接口12、RS232接口13、RS485接口14和秒信号接口15，所述数据输出模块可分别通过所述网络接口、所述RS232接口、所述RS485接口和所述秒信号接口输出所述高精度位置数据。这样，网络接口12是一种常用的网络设备的接口，RS232接口13是一种常用的串行通讯接口，RS485接口14是一种常用的联网通信接口，秒信号接口15是一种脉冲信号接口，数据输出模块11上通过设置网络接口12、RS232接口13、RS485接口14和秒信号接口15等多种类型数据接口用于将位置和时间数据传送至不同类型的处理设备，提高了装置的通用性。

上述仅对本实用新型中的具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，其特征在于：包括用于接收多系统多频点的导航卫星信号的北斗天线、用于读取所述导航卫星信号并解算得到导航卫星数据的导航卫星信号处理模块、用于接收多种类别的位置增强通信信号的通信天线、用于读取所述位置增强处理信号并解算得到位置增强差分数据的通信模块、用于读取所述位置增强差分数据并转换成统一的差分协议的协议转换模块、用于融合所述导航卫星数据和所述差分协议并综合解算得到高精度位置数据的高精度位置解算模块，所述北斗天线与所述导航卫星信号处理模块的输入端连接，所述导航卫星信号处理模块的输出端与所述高精度位置解算模块的一个输入端连接，所述通信天线与所述通信模块的输入端连接，所述通信模块的输出端与所述协议转换模块的输入端连接，所述协议转换模块的输出端与所述高精度位置解算模块的另一个输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，其特征在于：所述通信天线包括电台天线、4G天线和卫星通信天线，所述通信模块包括电台通信模块、4G通信模块和卫星通信模块，所述电台天线与所述电台通信模块的输入端连接，所述4G天线与所述4G通信模块的输入端连接，所述卫星通信天线与所述卫星通信天线的输入端连接，所述电台通信模块的输出端、所述4G通信模块的输出端和所述卫星通信模块的输出端分别与所述协议转换模块的输入端连接。

3.根据权利要求1-2任意一项权利要求所述的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，其特征在于：所述高精度位置解算模块的输出端与用于按照标准协议输出所述高精度位置数据的数据输出模块连接。

4.根据权利要求3所述的一种多系统融合兼容星基的海洋用高精度终端设备，其特征在于：所述数据输出模块上设有网络接口、RS232接口、RS485接口和秒信号接口，所述数据输出模块可分别通过所述网络接口、所述RS232接口、所述RS485接口和所述秒信号接口输出所述高精度位置数据。