CN216526849U - 一种用于全过程监测的高精度位置服务系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于全过程监测的高精度位置服务系统，包括监测终端一、监测终端二和管控中心；所述管控中心包括监测基站和显控模块；可通过4G链路进行监测基站与监测终端之间的数据通信，也可通过Lora链路和BDS短报文链路进行监测基站与监测终端之间的数据通信，监测终端与监测基站集成了卫星导航功能，还集成了BDS短报文通信、Lora通信、4G通信功能以保证多种环境下的实时通信；GNSS接收天线采用双天线设计可以得到定向信息；监测基站与监测终端均包括GNSS模块，得到高精度的位置信息；实时提供高精度的位置、测速、方向、时间信息。
Description
技术领域
本实用新型涉及卫星导航和无线通信系统，具体是一种用于全过程监测的高精度位置服务系统。
背景技术
全球导航卫星系统（GNSS, Global Navigation Satellite System）是为用户提供位置、测速、授时(PVT, Position Velicity Timing)服务的卫星系统，地面用户通过接收导航卫星连续发射无线电信号，进行基于时间测量的测距或基于频率测量的多普勒测速分别获得用户相对于卫星的距离或距离变化率等导航参数，并根据卫星发送的时间、轨道参数，求出在定位瞬间可见卫星的实时位置坐标，从而定出用户的地理位置坐标和速度矢量，并得到时间信息。当用户端采用双天线接收设计时，还可得到定向信息。
无线通信是实现多用户之间基于微波链路的通信技术，收端和发端之间互相收发调制了通信信息的无线电信号，从而实现通信的功能。
单独的GNSS用户终端，通常只能实现单点定位的功能，定位精度不够高且不具备通信能力。在城市建设与城市建筑保护过程中，全过程监测对所监测的对象的位置信息有了更高精度的需求，并且需要实时获取监测信息状态，且服务系统需方便部署。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于全过程监测的高精度位置服务系统，能够短时间进行部署，并且可实时提供高精度的位置、测速、方向、时间信息。
为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现：
一种用于全过程监测的高精度位置服务系统，包括监测终端一、监测终端二和管控中心；所述管控中心包括监测基站和显控模块；
所述监测终端一、监测终端二和监测基站均包括GNSS接收天线、BDS短报文天线、4G天线、Lora天线、BDS短报文模块、Lora模块、GNSS模块、MCU模块、4G模块和电源模块；
所述GNSS接收天线包括GNSS主天线和GNSS从天线，GNSS主天线、GNSS从天线与GNSS模块相连用于接收GNSS卫星下行PVT信号并将其送入GNSS模块；
所述BDS短报文天线与BDS短报文模块相连用于收发BDS短报文信号；
所述4G天线与4G模块相连用于监测终端与管控中心之间的无线通信；
所述Lora天线与Lora模块相连用于收发Lora无线通信信号；
所述BDS短报文模块用于对短报文链路信号进行收发处理；
所述Lora模块用于对Lora链路信号进行收发处理；
所述4G模块用于对4G链路信号进行收发处理；
所述BDS短报文模块、Lora模块、GNSS模块、4G模块分别与MCU模块相连，用于各个模块通信数据的分发；
所述电源模块用于对各个模块供电；
所述显控模块将监测基站获取的信息进行实时显示。
进一步，所述显控模块包括计算机和服务器，所述服务器与计算机或者监测基站通过网络接通。
进一步，所述监测基站与显控模块通过有线串口连接。
进一步，所述GNSS主天线和GNSS从天线为L频段全向有源接收天线。
进一步，所述BDS短报文天线为L频段发射S频段接收的一体化天线。
进一步，所述4G天线为柱状收发一体天线。
进一步，所述Lora天线为柱状收发一体天线。
进一步，所述电源模块还包括一块蓄电池，所述蓄电池与电源输入接口对应连接。
监测基站与监测终端均设置有4G天线和4G模块、Lora天线和Lora模块、及BDS短报文天线和BDS短报文模块，在有移动通信信号覆盖的情况下，可通过4G链路进行监测基站与监测终端之间的数据通信。在没有移动通信信号覆盖的情况下，可通过Lora链路和BDS短报文链路进行监测基站与监测终端之间的数据通信，监测终端与监测基站集成了卫星导航、BDS短报文通信、Lora通信、4G通信功能，进行了一体化的硬件设计，轻巧便携，易于部署，在无移动通信网络覆盖的野外区域亦可正常工作，保证多种环境下的实时通信。
GNSS接收天线包括GNSS主天线和GNSS从天线，采用双天线设计还可以得到定向信息；监测基站与监测终端均包括GNSS模块，当监测终端的GNSS模块接收来自外部监测基站的观测值和测站坐标信息时，可进行RTK解算，得到高精度的位置信息；实时提供高精度的位置、测速、方向、时间信息。
监测基站与监测终端的硬件构成一致，可根据需要切换工作模式为终端模式或者基站模式，方便部署。
附图说明
图1. 全过程监测高精度位置服务系统组成框图。
图2. 监测终端硬件组成框图。
图中：1-监测终端一；2-监测终端二；3-监测基站；4-显控模块；5-管控中心；6-GNSS主天线；7-GNSS从天线；8-BDS短报文天线；9-4G天线；10-Lora天线；11-BDS短报文模块；12-Lora模块；13-GNSS模块；14-MCU模块；15-4G模块；16-电源模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本实用新型一种用于全过程监测的高精度位置服务系统，包括监测终端一1、监测终端二2和管控中心5；其中管控中心5由监测基站3和显控模块4构成。
参照图2所示，所述监测终端一1、监测终端二2和监测基站3均包括：GNSS接收天线、BDS短报文天线8、4G天线9、Lora天线10、BDS短报文模块11、Lora模块12、GNSS模块13、MCU模块14、4G模块15、电源模块16。
GNSS接收天线采用双天线设计，包括GNSS主天线6和GNSS从天线7，GNSS主天线6和GNSS从天线7是一种L频段全向有源接收天线，GNSS主天线6、GNSS从天线7与GNSS模块13相连，用于接收GNSS卫星下行PVT信号并将其送入GNSS模块13；
BDS短报文天线8是一种L频段发射S频段接收的一体化天线，BDS短报文天线8与BDS短报文模块11相连，用于收发BDS短报文信号，用于在无移动通信信号情况下的监测终端与管控中心5之间的通信。
4G天线9是一种柱状收发一体天线，4G天线9与4G模块15相连，用于监测终端与管控中心5之间的无线通信。监测终端将自身的监测信息，发送到管控中心5进行统一的处理。
Lora天线10是一种柱状收发一体天线，Lora天线10与Lora模块12相连，用于收发Lora无线通信信号，实现监测终端与监测基站3之间的双向无线通信。
BDS短报文模块11用于对短报文链路信号进行收发处理，其业务功能为监测终端向管控中心5上报监测终端状态信息；Lora模块12用于对基于Lora链路信号进行收发处理，其业务功能为监测基站3向监测终端发送观测信息和监测基站3的坐标信息。
MCU模块14是一种板载单片机处理器，实现对各个模块的初始化配置，并对各个模块的通信数据进行分发与打包处理；4G模块15用于对基于4G链路信号进行收发处理，其业务功能为监测终端向管控中心5上报监测终端状态信息，进一步的，当监测终端与监测基站3之间的Lora链路不可用时，监测基站3可通过4G链路向监测终端发送监测基站3的观测信息和监测基站3的坐标信息；
BDS短报文模块11、Lora模块12、GNSS模块13、4G模块15分别与MCU模块14相连，各模块的通信数据均在MCU模块14中进行解析、打包、分发。
电源模块16用于对输入的电压进行变压分配，从而对各个模块供电；在一种可能的实现方式中，所述电源模块16还包括一块蓄电池，所述蓄电池与电源输入接口对应连接。
所述显控模块4为计算机，将获取到的各个监测对象的位置、方向、测速、时间信息进行实时显示，并在监测对象位置、测速、方向的变化值超过预设值时发出告警信息。在一种可能的实现方式中，所述显控模块4还包括服务器，所述服务器与计算机或者监测基站3通过网络接通，可实现更大范围的数据管理。
监测终端一1、监测终端二2通过GNSS主天线6、GNSS从天线7接收GNSS卫星GNSS信号的同时，通过Lora链路或者4G链路接收来自监测基站3的观测信息与监测基站3的坐标信息，在监测终端内进行高精度的位置、测向、测速、授时解算，并将解算结果在MCU模块14中进行打包，通过BDS短报文链路或4G链路发送给监测基站3，监测基站3与显控模块4通过有线的串口通信，得到各监测终端的实时状态信息。
Claims (8)
1.一种用于全过程监测的高精度位置服务系统，其特征在于：包括监测终端一（1）、监测终端二（2）和管控中心（5）；所述管控中心（5）包括监测基站（3）和显控模块（4）；
所述监测终端一（1）、监测终端二（2）和监测基站（3）均包括GNSS接收天线、BDS短报文天线（8）、4G天线（9）、Lora天线（10）、BDS短报文模块（11）、Lora模块（12）、GNSS模块（13）、MCU模块（14）、4G模块（15）和电源模块（16）；
所述GNSS接收天线包括GNSS主天线（6）和GNSS从天线（7），GNSS主天线（6）、GNSS从天线（7）与GNSS模块（13）相连用于接收GNSS卫星下行PVT信号并将其送入GNSS模块（13）；
所述BDS短报文天线（8）与BDS短报文模块（11）相连用于收发BDS短报文信号；
所述4G天线（9）与4G模块（15）相连用于监测终端与管控中心（5）之间的无线通信；
所述Lora天线（10）与Lora模块（12）相连用于收发Lora无线通信信号；
所述BDS短报文模块（11）用于对短报文链路信号进行收发处理；
所述Lora模块（12）用于对Lora链路信号进行收发处理；
所述4G模块（15）用于对4G链路信号进行收发处理；
所述BDS短报文模块（11）、Lora模块（12）、GNSS模块（13）、4G模块（15）分别与MCU模块（14）相连，用于各个模块通信数据的分发；
所述电源模块（16）用于对各个模块供电；
所述显控模块（4）将监测基站（3）获取的信息进行实时显示。
2.根据权利要求1所述的用于全过程监测的高精度位置服务系统，其特征在于：所述显控模块（4）包括计算机和服务器，所述服务器与计算机或者监测基站（3）通过网络接通。
3.根据权利要求1所述的用于全过程监测的高精度位置服务系统，其特征在于：所述监测基站（3）与显控模块（4）通过有线串口连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于全过程监测的高精度位置服务系统，其特征在于：所述GNSS主天线（6）和GNSS从天线（7）为L频段全向有源接收天线。
5.根据权利要求1-3任一项所述的用于全过程监测的高精度位置服务系统，其特征在于：所述BDS短报文天线（8）为L频段发射S频段接收的一体化天线。
6.根据权利要求1-3任一项所述的用于全过程监测的高精度位置服务系统，其特征在于：所述4G天线（9）为柱状收发一体天线。
7.根据权利要求1-3任一项所述的用于全过程监测的高精度位置服务系统，其特征在于：所述Lora天线（10）为柱状收发一体天线。
8.根据权利要求1-3任一项所述的用于全过程监测的高精度位置服务系统，其特征在于：所述电源模块（16）还包括一块蓄电池，所述蓄电池与电源输入接口对应连接。
Priority Applications (1)
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