CN209417306U - 一种定时定位短信定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于卫星导航、定时定位通信技术领域，具体涉及一种定时定位短信定位装置包括设置在支架上的主机及与主机连接的天线，其特征在于：所述天线通过天线线缆与主机连接，所述天线包括GNSS天线单元及GSM天线单元，所述主机包括GNSS板卡，及与GNSS板卡连接的显控单元、卡单元及电源，所述GNSS板卡包括GNSS模块，所述GNSS模块包括完成中频至射频、射频至中频的变换、滤波以及基带扩频数据的调制上下变频通道、完成模拟中频的数字化的AD采样和GNSS定位、定时基带处理芯片。

Description

一种定时定位短信定位装置

技术领域

本实用新型属于卫星导航、定时定位通信技术领域，具体涉及一种定时定位短信定位装置。

背景技术

随着北斗导航产业的快速发展，市场上导航相关产品越来越多，功能越来越丰富，但是单一功能产品较多，这就造成需要多台设备来满足不同的导航业务需求。同时，市场对定时定位短信设备提出了新的功能需求，要求该设备能够实现迅速可靠的定位和通信功能，能够提供精确的定时服务。目前的定时定位产品没有集成GSM通信，并且无显控功能，必须增加PC机才能够实现控制功能。

实用新型内容

本实用新型方案的目的在于一定程度上解决上述技术问题，提出一种定时定位短信定位装置，同时兼容定位与通信两者功能的显控装置。

一种定时定位短信定位装置，包括设置在支架上的主机及与主机连接的天线，所述天线通过天线线缆与主机连接，所述天线包括GNSS天线单元及GSM天线单元，所述主机包括GNSS板卡，及与GNSS板卡连接的显控单元、卡单元及电源，所述GNSS板卡包括GNSS模块，所述GNSS模块包括GNSS射频芯片、A/D 采样、基带处理。

所述GNSS射频芯片为上下变频通道，用于完成中频至射频及射频至中频的变换，完成滤波以及基带扩频数据的调制。

所述A/D采样用于将模拟中频信号数字化。

所述基带处理，用于对所述A/D采样转化的数字信号的捕获、跟踪、伪距测量，完成GNSS的定位、定时。

进一步的方案，所述显控单元包括处理器及与处理器连接的显示屏及触摸屏，所述显控单元用以完成系统内各模块通信以及控制、对外设接口的扩展和管理以及人机交互。

进一步的方案，所述GNSS天线单元包含B1/L1/R1接收天线和噪声放大器，所述噪声放大器用以对天线接收卫星信号进行放大、滤波处理；所述GSM天线单元包含GSM无源天线振子。

进一步的方案，所述卡单元包括SIM卡槽或TF卡槽。

进一步的方案，所述处理器为包括运算控制单元，所述运算控制单元包括ARM 架构高性能处理器。

进一步的方案，所述主机还包括前壳及与前壳配合设置的后壳，所述GNSS 板卡、设有显控单元的显控板设置在所述前壳与后壳组成的壳体内。

进一步的方案，所述壳体内还设有显示屏、按键板及屏压板。

本实用新型方案具有以下有益效果：

市场上目前定时定位和GSM通信的产品，但是没有同时兼容两者功能的显控设备；本方案主要实现GNSS卫星定位、定时和GSM短信传输等功能。设备由多个模块协作完成，实现完美的人性化操作界面，改变传统的定时定位短信设备模式，满足新行业新领域的需求。

定时定位短信设备采用主机天线分体式设计，室内主机材料选用铝合金,利用数控机床整块铣制而成。表面进行氧化处理，主机单元喷塑，颜色冰灰色 (GY09)小桔纹半光粉；室外天线单元材料选择PPS聚苯硫醚+铝合金，喷漆，颜色为沙土色(SE2635)或按用户要求颜色喷涂。设计中避免有尖锐凸出物，零件边缘处均使用圆角，有利于获得塑粉厚度适当、塑粉附着牢固。

结构设计借鉴手持型设备的经验和技术，以安全、方便、实用、可靠为原则，从电磁兼容性的角度考虑设备与其他电子设备的兼容性，同时兼顾野外作战的各种环境对结构的要求。

附图说明

图1为本实用新型装置立体示意图；

图2为本实用新型装置主机爆炸示意图；

图3为本实用新型显控单元工作框图；

图4为本实用新型信息处理单元工作原理图；

图5为本实用新型装置工作原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型方案的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型方案，并不用于限定本实用新型方案。

如图1-5所示，一种定时定位短信定位装置，包括设置在支架3上的主机1及与主机1连接的天线2，所述天线2通过天线线缆4与主机1连接，所述天线2包括GNSS天线单元及GSM天线单元，所述主机1还包括前壳11及与前壳 11配合设置的后壳12，所述GNSS板卡16、设有显控单元的显控板15设置在所述前壳11与后壳12组成的壳体内。所述壳体内还设有显示屏17、按键板13及屏压板14。所述主机1包括GNSS板卡，及与GNSS板卡16连接的显控单元、卡单元及电源，所述GNSS板卡包括GNSS模块，所述GNSS模块包括GNSS射频芯片、A/D采样、基带处理。

所述GNSS射频芯片为上下变频通道，用于完成中频至射频及射频至中频的变换，完成滤波以及基带扩频数据的调制。

所述A/D采样用于将模拟中频信号数字化。

所述基带处理，用于对所述A/D采样转化的数字信号的捕获、跟踪、伪距测量，完成GNSS的定位、定时。

所述显控单元包括处理器及与处理器连接的显示屏及触摸屏，所述显控单元用以完成系统内各模块通信以及控制、对外设接口的扩展和管理以及人机交互。所述GNSS天线单元包含B1/L1/R1接收天线和噪声放大器，所述噪声放大器用以对天线接收卫星信号进行放大、滤波处理；所述GSM天线单元包含GSM 无源天线振子。所述卡单元包括SIM卡槽或/TF卡槽。所述处理器为包括运算控制单元，所述运算控制单元包括ARM架构高性能处理器。显控单元采用基于ARM 架构高性能处理器，搭载7英寸LCD液晶屏和电容触摸屏，完成对设备内各模块通信以及控制、对外设接口的扩展和管理以及人机交互等功能，可通过TF卡完成数据加解密；

具体如图1-5所示，主机1的外部接口主要有天线接口，天线线缆4连接在天线接口上、主机1的外部还设有注钥串口、数据通信接口、时频接口、按键、电触摸板、LCD显示屏、指示灯、USB和电源接口等，完成外设和设备的通信；电源部分主要功能为整机提供稳定的供电，具备过压、过流、欠压等保护，支持热插拔，输入输出隔离，满足介电强度和绝缘电阻要求；结构模块完成上述部件的固定安装，并考虑良好的环境适应性和电磁兼容性。

定位算法单元实现的功能：天线单元接收视场内所有的B1/L1/R1频点信号，分别经过限幅后，进行低噪声放大以及滤波；信息处理单元中的B1/L1/R1频点信号在接收到天线单元的射频信号后送入射频单元，射频单元根据频率不同进行功分、放大、滤波和下变频处理(采用低中频方案，简化软硬件流程)；

基带处理部分将下变频后的中频信号进行AD采样量化转换为数字信号，数字信号送入基带处理芯片，完成信号的捕获、跟踪、伪距测量，由内部微处理器完成PVT解算，并将卫星状况、定位信息等通过串口发送给控制单元。

显控单元完成显示屏的控制，显控模块主要由运算控制单元、显示单元和存储单元组成，显示屏主要显示时间、位置、航向、速度和短消息等信息。运算控制单元是整个系统的核心单元，主要由基于ARM架构高性能处理器组成，具有ARMv7TM、Neon、VFPV3和Trustzone支持，处理器内部为64/32位总线结构，32/32KB一级缓存，1M二级缓存，可以实现12000DMIPS(每秒运算12亿条指令集)的高性能运算能力，并自带3D图形加速引擎，2D图形加速，最大支持 4096x4096pixels分辨率。

显示单元选用7英寸TFT-LCD屏，屏幕分辨率高达800×480，像素密度达 215PPI，16.7M全彩色。同时，显示亮度为500cd/m2即使在阳光直射的环境下也能清晰的看到显示内容，显示亮度可调；配合电容触摸面板，能提供迅速、准确的触控反馈。此外，该显示屏可在-20℃～+55℃的温度下正常工作，可适应复杂恶劣的使用环境。

存储单元

运行内存(RAM)：1GB；

机身内存(ROM)：8GB eMMC NAND FLASH；

内存扩展：支持MicroSD/TF卡扩展。

北斗信息处理单元，信息处理单元模块硬件需实现以下功能：

信息处理单元可接收处理BD2区域系统B1频点信号、GPS系统L1频点信号和GLONASS系统的R1频点信号，其中跟踪通道数不少于48个；

具备定位模式切换功能，可按照用户设置以北斗单频、GPS单频、GLONASS 单频、北斗/GPS/GLONASS组合等模式进行定位解算，输出位置、速度信息；

具备单星授时和多星授时功能，具备秒脉冲功能；

为实现该功能，采取核心模块+底板的方案，本项目总体系统架构可分为射频、AD、基带、接口和电源管理等部分，其中射频、AD和基带组成信息处理单元核心模块，在信息处理单元核心模块的选型上，对比行业内多厂家多款芯片，结合功能、性能指标、供货周期和技术成熟度，选用在我公司多款多模用户机中广泛应用，技术成熟，性能优良，可靠性高的模块。

信息处理单元将天线的信号进行限幅、放大后分别进入射频芯片进行处理， BD2-B1频点、GPS-L1频点和GLONASS-R1频点的中频定位信号经过数字化后，送入基带部分进行处理，以完成对卫星信号的捕获、跟踪、PVT解算和授时等功能。电源模块的主要功能是将直流稳压电源、车载适配器等的输入转换为低噪放、射频、显控部分和基带部分功能单元所需的电源，同时具备过流、过压和偶然极性反接等保护。

对介电强度和绝缘电阻的要求进行了设计，满足指标要求。

电源部分设计具备过压，过流，欠压和偶然极性反接等保护。电源能够提供可配置电压，最大6A输出电流。其中低噪放(LNA)供电与信息处理单元单独供电。

接口单元，接口单元主要完成对外接口信息交联及设备供电部分。对外接口为串口4个，电源接口1个，1PPS接口，天线接口。按键：上、下、左、右、确定、取消、菜单、电源、自毁、一键上传；主机防水用D形导电密封胶条，前壳为凸台设计，后壳为凹槽设计，安装后如下图：采用D形导电密封胶条有接触面大，不易进水。主机对外连接器选用防水连接器。USB接口、SIM卡槽位和TF卡槽位通过屏蔽盖防水防尘。

本实用新型实施例中，散热方式是传导，电路板上发热量较大的芯片工作时产生的热量通过导热泡棉导到金属凸台并传导到结构外壁上，再通过安装底面导出主机，所有模块全部将热量导入机壳上，把机壳做为散热片。导热泡棉贴在金属凸台与发热芯片之间，既能保护发热芯片不被外力挤压，又能保证PCB 上发热芯片与壳体充分接触，将热量传导到结构上，如下图：

电磁兼容设计，结构设计时，考虑到电磁屏蔽，天线单元和主机单元均为独立单元。在主机腔体部分设计有屏蔽的凹槽，凹槽内装有屏蔽密封圈。使腔体和盖板收紧螺钉后，在产品的侧面没有直接可以延伸进入壳体内部的缝隙，确保设备的电磁兼容性能，所有孔隙的地方，均考虑屏蔽设计，连接器采用带屏蔽的军工认证产品。

防振设计方面考虑设备本身的重量，以及车辆行走时对设备的振动很大，还有设备存储及使用环境恶劣，在选择防振方法和材料上，我们做了大量的调研，并且也参考了其它项目中的防振措施和材料的使用，最后决定材料使用耐高低温、耐老化耐辐射性能的硅橡胶和抗紫外线、耐高温、防霉、抗氧化功能的泡棉等，并且在安装模块时分别将加固点安装上隔震垫，以达到减振效果。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种定时定位短信定位装置，包括设置在支架上的主机及与主机连接的天线，其特征在于：所述天线通过天线线缆与主机连接，所述天线包括GNSS天线单元及GSM 天线单元，所述主机包括GNSS板卡，及与GNSS板卡连接的显控单元、卡单元及电源；

所述GNSS板卡包括GNSS模块，所述GNSS模块包括GNSS射频芯片、A/D采样、基带处理；

所述GNSS射频芯片为上下变频通道，用于完成中频至射频及射频至中频的变换，完成滤波以及基带扩频数据的调制；

所述A/D采样用于将模拟中频信号数字化；

所述基带处理，用于对所述A/D采样转化的数字信号的捕获、跟踪、伪距测量，完成GNSS的定位、定时。

2.如权利要求1所述的定时定位短信定位装置，其特征在于：所述显控单元包括处理器及与处理器连接的显示屏及触摸屏，所述显控单元用以完成系统内各模块通信以及控制、对外设接口的扩展和管理以及人机交互。

3.如权利要求1所述的定时定位短信定位装置，其特征在于：所述GNSS天线单元包含B1/L1/R1接收天线和噪声放大器，所述噪声放大器用以对天线接收卫星信号进行放大、滤波处理；所述GSM天线单元包含GSM无源天线振子。

4.如权利要求1所述的定时定位短信定位装置，其特征在于：所述卡单元包括SIM卡槽或TF卡槽。

5.如权利要求2所述的定时定位短信定位装置，其特征在于：所述处理器为包括运算控制单元，所述运算控制单元包括ARM 架构高性能处理器。

6.如权利要求1-5任意一项所述的定时定位短信定位装置，其特征在于：所述主机还包括前壳及与前壳配合设置的后壳，所述GNSS板卡、设有显控单元的显控板设置在所述前壳与后壳组成的壳体内。

7.如权利要求6所述的定时定位短信定位装置，其特征在于：所述壳体内还设有显示屏、按键板及屏压板。