CN211826536U - 导航定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及导航技术领域，公开了一种导航定位装置，包括主控芯片和第一无线通信模块，其中，主控芯片集成有信号接收单元和信号处理单元，信号接收单元用于接收卫星信号，信号处理单元用于对卫星信号进行分析处理，以获取导航定位信息；第一无线通信模块与主控芯片电性连接，用于接收导航定位信息并将导航定位信息无线传输至显示终端。在保证定位精度的同时，显著缩减了导航定位装置的体积，便于用户安装或使用或携带。在安装使用该导航定位装置时，可以将导航定位装置独立于显示终端安装，导航定位装置可以安装在任意位置，尤其当外界环境较为复杂时，导航定位装置可以被安装在较为空旷，遮挡物较少的位置，有利于接收卫星信号，实现精确定位。

Description

导航定位装置

技术领域

本实用新型涉及导航技术领域，特别是涉及一种导航定位装置。

背景技术

随着卫星导航系统及产业的不断发展，特别是我国自主北斗导航定位系统的不断推广和完善，国内关于导航应用需求也不断的增长，例如从普通终端定位、追踪到专业的自动驾驶、地理测绘等各领域。

以上层出不穷的应用需求对高精度导航提出了更高的要求，出现的高精度导航产品越来越多，定位精度从几十米到厘米级不等。而目前市面上的定位精度为厘米级的导航产品的体积往往较大，功耗较高，且功能较为单一。此外，目前的导航产品一般都是以整机的形式集成在系统的一部分，其安装位置固定不变，难以在复杂的外界环境中实现实时的高精度导航。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有的导航产品体积大且由于安装位置固定不变导致难以在复杂的外界环境中实现实时的高精度导航的问题，提供一种导航定位装置。

一种导航定位装置，包括：

主控芯片，集成有信号接收单元和信号处理单元，所述信号接收单元用于接收卫星信号，所述信号处理单元用于对所述卫星信号进行分析处理，以获取导航定位信息；

第一无线通信模块，与所述主控芯片电性连接，用于接收所述导航定位信息并将所述导航定位信息无线传输至显示终端。

在其中一个实施例中，包括至少两个所述主控芯片，各所述主控芯片之间电性连接。

在其中一个实施例中，各所述主控芯片共用一颗晶振。

在其中一个实施例中，所述主控芯片选用HD8040芯片或HD9300芯片。

在其中一个实施例中，所述第一无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、NFC模块、4G模块及5G模块中的任意一种。

在其中一个实施例中，还包括第二无线通信模块，所述第二无线通信模块与所述主控芯片电性连接，所述第二无线通信模块用于无线接收地基辅助定位信息并将所述地基辅助定位信息发送至所述主控芯片。

在其中一个实施例中，所述第二无线通信模块选用4G模块或5G模块。

在其中一个实施例中，还包括电源模块，所述电源模块分别与所述主控芯片、所述第一无线通信模块电性连接，用于为所述主控芯片和所述第一无线通信模块提供工作电源。

在其中一个实施例中，所述电源模块包括依次电性连接的供电单元、电源缓启单元以及电压转换单元，所述电压转换单元的输出端分别与所述主控芯片和所述第一无线通信模块电性连接。

在其中一个实施例中，还包括惯性导航模块，所述惯性导航模块与所述主控芯片电性连接，用于获取惯性导航数据并将所述惯性导航数据发送至所述主控芯片。

上述导航定位装置，用于接收卫星信号的信号接收单元和用于对卫星信号进行分析处理的信号处理单元集成于同一片主控芯片中，在保证定位精度的同时，显著缩减了导航定位装置的体积，符合当前设备的微型化发展趋势，便于用户安装或使用或携带。与此同时，同一片芯片既能实现卫星信号的接收又能实现对卫星信号的处理分析，丰富和提高了导航产品的工作性能。

另外，主控芯片还电连接于第一无线通信模块，通过第一无线通信模块实现将主控芯片生成的导航定位信息无线传输至显示终端。由此，在安装使用该导航定位装置时，可以将导航定位装置独立于显示终端安装，导航定位装置可以安装在任意位置，尤其当外界环境较为复杂时，导航定位装置可以被安装在较为空旷，遮挡物较少的位置，有利于接收卫星信号，实现精确定位，而显示终端则可以通过无线连接的方式实时显示导航定位装置传输过来的位置信息，即突破了传统中显示终端和导航设备作为一个整体进行安装的状况，有助于在复杂的外界环境中也能实现实时的高精度定位。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的导航定位装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的导航定位装置一种实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的导航定位装置一种实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的导航定位装置一种实施方式的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的导航定位装置中电源模块的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的导航定位装置一种实施方式的结构示意图。

附图标记：

1-主控芯片；101-信号接收单元；102-信号处理单元；103-晶振；11-第一无线通信模块；12-第二无线通信模块；13-电源模块；131-供电单元；1311-充电IC；1312-电池；1313-优先级供电电路；1314-USB接口；1315-适配器；132-电源缓启单元；133-电压转换单元；134-电源开关；14-惯性导航模块。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的优选实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本实用新型的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型实施例提供了一种导航定位装置，如图1所示，包括主控芯片10和第一无线通信模块11。

其中，主控芯片10集成有信号接收单元101和信号处理单元102。信号接收单元101用于接收卫星信号，具体地，信号接收单元101可以接收来自中国北斗卫星导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)、格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、伽利略卫星导航系统(GALILEO)、准天顶卫星系统(QZSS)、印度区域导航卫星系统(IRNSS)等多种类型的导航系统发射的卫星信号，兼容性较强，能够适用于多系统的定位。信号处理单元102的输入端与信号接收单元101的输出端电性连接，用于接收信号接收单元101接收到的卫星信号，并对其进行分析处理，以获取导航定位信息。主控芯片10集成了信号接收单元101和信号处理单元102，极大地节省了硬件开发成本，缩小了产品面积。

第一无线通信模块11与主控芯片10电性连接，用于接收导航定位信息并将导航定位信息无线传输至显示终端。具体地，第一无线通信模块11的输入端与主控芯片10中信号处理单元102的输出端电性连接，主控芯片10将内部信号处理单元102分析获取的导航定位信息传输至第一无线通信模块11，经由第一无线通信模块11将导航定位信息无线传输至显示终端。本实施例中，第一无线通信模块11选自但不限于蓝牙模块、WIFI模块、NFC模块、4G模块及5G模块中的任意一种。显示终端可以为智能手机、智能穿戴设备、车载后视镜等任何带有无线接收功能和显示功能的终端，对此不做限制。

上述导航定位装置，用于接收卫星信号的信号接收单元101和用于对卫星信号进行分析处理的信号处理单元102集成于同一片主控芯片10中，在保证定位精度的同时，显著缩减了导航定位装置的体积，符合当前设备的微型化发展趋势，便于用户安装或使用或携带。与此同时，同一片芯片既能实现卫星信号的接收又能实现对卫星信号的处理分析，丰富和提高了导航产品的工作性能。

另外，通过第一无线通信模块11实现将主控芯片10生成的导航定位信息无线传输至显示终端。由此，在安装使用该导航定位装置时，可以将导航定位装置独立于显示终端安装，导航定位装置可以安装在任意位置，尤其当外界环境较为复杂时，导航定位装置可以被安装在较为空旷，遮挡物较少的位置，有利于接收卫星信号，实现精确定位，而显示终端则可以通过无线连接的方式实时显示导航定位装置传输过来的位置信息，即突破了传统中显示终端和导航设备作为一个整体进行安装的状况，有助于在复杂的外界环境中也能实现实时的高精度定位。

作为一种优选的实施方式，本实施例中的导航定位模块包括至少两个主控芯片10，各主控芯片10之间电性连接。具体地，该导航定位模块可以选用两颗或三颗或四颗或更多数量的主控芯片10，各主控芯片10之间可以通过串口连接通信。由此可有效提升导航定位装置的运算速度，丰富其硬件接口和资源，可灵活实现主控芯片10的多种功能。如图2所示，本实施例中优选为两颗主控芯片10，以达到在满足运算速度、硬件接口和资源的前提下，节约成本，缩小装置体积的目的。实际应用时，可根据自身需求灵活设置主控芯片10的数量，在此不做过多限制。

作为进一步优选的实施方式，如图2所示，各主控芯片10共用一颗晶振103。晶振103又称晶体振荡器，其作用是为系统提供基本的时钟信号，通常一个系统公用一个晶振103，便于各部分保持同步。本实施例中，选用两个或两个以上主控芯片10时，各主控芯片10共用一颗晶振103，一方面使得各个主控芯片10之间保持同一个时间基准，为高精度导航定位提供了重要前提，另一方面也在一定程度上解决了硬件成本。

作为一种优选的实施方式，主控芯片10选用HD8040芯片或HD9300芯片。

HD8040是全球首颗支持新一代北斗三号信号体制的多系统多频高精度SoC芯片，该芯片是内嵌GNSS导航功能的高度集成MCU芯片，支持全球所有民用导航系统，包括中国北斗卫星导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)、格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、伽利略卫星导航系统(GALILEO)、印度区域导航卫星系统(IRNSS)、准天顶卫星系统(QZSS)及星基增强系统(SBAS),并且能接收多频点信号(L1、L2、L5)。另外其采用全新的Cynosure III架构以及多系统多频差分技术，在无地基或星基增强辅助情况下，即可实现亚米级定位精度。除此之外，HD8040芯片还具有丰富的I/O资源，UART、SPI、I2C、CAN以及GPIO等功能极大地扩展了整个装置的功能，同时所有的I/O资源可以任意配置，硬件开发难度得到大大降低。

HD9300是高度集成的GNSS接收芯片，基于全新的Cynosure III架构，采用多系统多频差分技术，该芯片除了是全球首颗支持新一代北斗三号信号体制的多系统多频高精度厘米级SoC芯片外，同时也是首颗支持国产双频北斗的高精度导航定位芯片。它支持全球所有民用导航系统，支持RTCM协议，支持多系统多频原始观测量输出，集成了RTK技术，通过接收基站校正，数据可达厘米级定位精度，广泛应用于第三方集成。

除了上述两种芯片型号之外，还可以选用HD8041、HD9301、HD9310、HD9301、HD9311或者其他带有双频功能的导航芯片，实际应用时可根据实际需求进行选择，在此不做过多限制。

作为进一步优选的实施方式，本实施例中选用HD8040芯片。

作为一种优选的实施方式，如图3所示，本实施例中的导航定位装置还包括第二无线通信模块12，第二无线通信模块12与主控芯片10电性连接，第二无线通信模块12用于无线接收地基辅助定位信息并将地基辅助定位信息发送至主控芯片10。具体地，在卫星信号较弱的环境下，定位信息有可能出现误差，为了提高定位精度，在导航定位的过程中，通过第二无线通信模块12接收来自地基增强系统提供的导航信号修正量和辅助定位信号(即地基辅助定位信息)，并将地基辅助定位信息发送至主控芯片10，主控芯片10结合自身的导航定位信息和地基辅助定位信息，从而能够获得更高精度的导航定位信息。

本实施例中，第二无线通信模块12可以选用4G模块或5G模块。以4G模块为例，4G模块插上SIM卡进行网络注册后，便可使用4G网络，从而从云端获取星历数据，实现终端的快速星历定位，在卫星信号较差的情况下，4G模块发挥的作用尤为明显。实际使用时，还可以通过4G模块将本地端采集的图资信息上传至云端，更新和完善云端的星历信息。

另外，通过4G模块能够获取到千寻或CORS信息，借助地基增强系统实现RTK(Real-time kinematic，实时动态)载波相位差分功能。其中，千寻位置是一个基于卫星定位、云计算和大数据技术的位置服务开放平台，能够提供动态亚米级、厘米级和静态毫米级的定位能力，是物联网时代重要的基础设施之一，利用超过2000个地基增强站及自主研发定位算法，通过互联网技术为遍布全国的用户提供精准定位及延展服务。CORS(ContinuouslyOperating Reference Stations，连续运行参考站)系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物，由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播放数据以及用户应用系统组成，其具有一个或多个数据处理中心，各个参考站点与数据处理中心之间具有网络连接，数据处理中心从参考站点采集数据，利用参考站网软件进行处理，然后向各种用户自动地发布不同类型的卫星导航原始数据和各种类型RTK改正数据。

除了4G模块和5G模块之外，还可以选用其他无线通信模块，只要能够接收到地基辅助定位信息，实现辅助定位即可实现本实用新型的目的，属于本实用新型保护范围，在此不做限制。

作为一种优选的实施方式，如图4所示，本实施例中的导航定位装置还包括电源模块13，电源模块13分别与主控芯片10、第一无线通信模块11电性连接，用于为主控芯片10和第一无线通信模块11提供工作电源。当设置有第二无线通信模块12时，电源模块13还与第二无线通信模块12电性连接，同时为第二无线通信模块12提供工作电源。电源模块13主要起到为整个装置供电的作用，保证该导航定位装置能够持续工作，实现实时定位。

作为一种优选的实施方式，如图5所示，电源模块13包括依次电性连接的供电单元131、电源缓启单元132以及电压转换单元133，电压转换单元133的输出端分别与主控芯片10和第一无线通信模块11电性连接。

其中，供电单元131包括充电IC 1311和电池1312，充电IC 1311与电池1312电性连接，通过电池1312给充电IC 1311充电。充电IC 1311可以配置充电电压，由此可以准确控制电池1312的充电电流，充电IC 1311还可以配置有用于指示充电状态的接口，该接口与主控芯片10电性连接，由此能够准确获知电池1312充电的状态。

作为供电单元131的一种变形实施方式，供电单元131还包括优先级供电电路1313，优先级供电电路1313的输入端分别连接USB接口1314和适配器1315，输出端连接充电IC 1311的输入端。即是说，该供电单元131还兼容有USB和适配器1315充电模式，通过优先级供电电路1313可以自动选择供电模式，优先级顺序可以设置为USB→适配器→电池。

电源缓启单元132的输入端与供电单元131的输出端电性连接，电源缓启单元132的设置有助于防止该导航定位装置启动时，因瞬间电流过大而导致内部器件受损，无法正常工作，提高了整个装置的启动稳定性。电源缓启单元132的输出端与电压转换单元133的输入端电性连接，电压转换单元133的输出端分别电性连接于主控芯片10和第一无线通信模块11。即通过电压转换单元133将电压转换为主控芯片10和第一无线通信模块11适用的电压后再为主控芯片10和第一无线通信模块11供电，保证主控芯片10和第一无线通信模块11的正常工作。需要说明的是，当设置有第二无线通信模块12时，第二无线通信模块12与电源缓启单元132电性连接或者与电压转换单元133电性连接，可按实际需求设置。

作为一种优选的实施方式，本实施例中，考虑到户外续航问题，还外设有电源开关134，电源开关134与电源缓启单元132连接，用于控制各个部件的供电。由此在使用时，可以通过外设的电源开关134灵活控制各个部件的启动和关闭，达到节能的目的，延长续航时间。

作为一种优选的实施方式，如图6所示，本实施例中的导航定位装置还包括惯性导航模块14，惯性导航模块14与主控芯片10电性连接，用于获取惯性导航数据并将惯性导航数据发送至主控芯片10。具体地，惯性导航模块14包括陀螺仪、加速度计以及气压计，陀螺仪、加速度计以及气压计通过I2C与主控芯片10电性连接，惯性导航模块14将采集到的陀螺仪数据、加速度数据以及气压数据传输至主控芯片10，主控芯片10结合自身的导航定位信息和上述惯性导航数据，融合分析获得最终的导航信息。

此外，本实施例中的导航定位装置还包括车速获取单元、USB转串口单元以及存储单元。车速获取单元用于获取车辆的实时速度，其通过CAN与主控芯片电性连接，将获取到的车速信息传输至主控芯片，使得主控芯片最终分析处理得到的导航信息中也融合了车速信息，丰富了最终的导航定位信息。USB转串口单元与上位机连接，实际使用时，可以将采集到的数据发送至上位机，利用上位机实时可视化界面实时分析并反映出装置的信号强度和质量。存储单元可以为SD卡，其与主控芯片电性连接，可以通过SPI或SQI或I2C或SDIO等多种方式连接，主要用于存储程序、处理数据以及图资信息，丰富了装置测试灵活性，可通过外设的触发按键，轻松实现预先加载在存储卡上的程序的执行、无人值守情况下测试数据的存储等功能。存储单元还可以采用Flash或SRAM等其他带有存储功能的芯片，均可以实现本实用新型的目的。

上述导航定位装置可以集成于70mm*100mm的电路板上，封装于通用公模外壳里，公模外壳四周开设有对外接口的通孔，对外接口包括触发按键、天线口、适配器口、USB口、存储卡槽以及SIM槽口等。其中，触发按键的功能分别是一键复位，强制下载及功能切换，其中功能切换按键通过指示灯显示目前该装置正在执行的功能并以指示灯显示；天线口包括卫星信号接收天线口和4G天线口，卫星信号接收天线口可以为一个或两个或三个等，根据主控芯片的数量而定；适配器口和USB口主要用于装置充电和数据传输等功能，其中适配器口采用汽车CAN_BUS接口，方便车载场景获取车速信息。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种导航定位装置，其特征在于，包括：

主控芯片，集成有信号接收单元和信号处理单元，所述信号接收单元用于接收卫星信号，所述信号处理单元用于对所述卫星信号进行分析处理，以获取导航定位信息；

第一无线通信模块，与所述主控芯片电性连接，用于接收所述导航定位信息并将所述导航定位信息无线传输至显示终端。

2.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，包括至少两个所述主控芯片，各所述主控芯片之间电性连接。

3.根据权利要求2所述的导航定位装置，其特征在于，各所述主控芯片共用一颗晶振。

4.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，所述主控芯片选用HD8040芯片或HD9300芯片。

5.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，所述第一无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、NFC模块、4G模块及5G模块中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，还包括第二无线通信模块，所述第二无线通信模块与所述主控芯片电性连接，所述第二无线通信模块用于无线接收地基辅助定位信息并将所述地基辅助定位信息发送至所述主控芯片。

7.根据权利要求6所述的导航定位装置，其特征在于，所述第二无线通信模块选用4G模块或5G模块。

8.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块分别与所述主控芯片、所述第一无线通信模块电性连接，用于为所述主控芯片和所述第一无线通信模块提供工作电源。

9.根据权利要求8所述的导航定位装置，其特征在于，所述电源模块包括依次电性连接的供电单元、电源缓启单元以及电压转换单元，所述电压转换单元的输出端分别与所述主控芯片和所述第一无线通信模块电性连接。

10.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，还包括惯性导航模块，所述惯性导航模块与所述主控芯片电性连接，用于获取惯性导航数据并将所述惯性导航数据发送至所述主控芯片。

Images