CN219957868U - 基于gnss高精度定位的一体化位移测量终端设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，包括圆形底座和罩住底座的外罩，所述底座中央设置有GNSS测量天线的安装铜柱，底座由内而外依次设置有中心电路系统区、内部围栏式金属墙、外部结构区和外部围栏式金属墙，其中，中心电路系统区中集成有阶梯叠层式集成模块和通信天线，外罩与外部围栏式金属墙固定连接。本实用新型将卫星观测天线和通信天线内置接收机内，可以降低线缆信号传输损耗和线缆损坏率，降低GNSS接收机整体障率，安装简单便捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及卫星定位设备领域，具体是一种基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备。
背景技术
在地质灾害监测、大坝桥梁监测等领域采用高精度定位的GNSS设备用于位移信息监测，已经有广泛的应用。监测站采用钢筋混凝土建设观测墩，上面安装金属立柱走线管道和对中设备，立柱顶端安装高精度定位卫星观测天线，太阳能电板和电池安装在立柱上的对南面太阳照射方向，采用抱箍将设备防水箱固定在立柱上。GNSS接收机安放在防水箱内，卫星观测天线、物联网通信模块天线、供电电源线通过防水箱入线孔接入GNSS接收机。
此种GNSS接收机建设方案沿用了传统的GNSS监测站建设方案，接收机和卫星观测天线、通信天线分离的架构可以方便针对不同的应用需求，对设备装置选型和配置方案灵活选择，也方便系统的问题定位和故障维护分析。但是此类方案在实际应用中也出现很多不足问题，由于监测站一般都是建设在野外地质复杂地方，交通不便建设施工困难、维护不便，监测站建设地基的地质属于易发生滑坡、位移等危险环境。目前的传统GNSS接收分离式架构，监测站建设和安装复杂；卫星观测天线和通信天线通过外部射频线连接，安装走线复杂，且容易出现接头进水、接头松动、线缆损坏等故障。监测立柱上挂装太多设备长期上影响立柱的稳定性。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，将卫星观测天线和通信天线内置接收机内，可以降低线缆信号传输损耗和线缆损坏率，降低GNSS接收机整体障率，安装简单便捷。
本实用新型提供了一种基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，包括圆形底座和罩住底座的外罩，所述底座中央设置有GNSS测量天线的安装铜柱，底座由内而外依次设置有中心电路系统区、内部围栏式金属墙、外部结构区和外部围栏式金属墙，其中，中心电路系统区中集成有阶梯叠层式集成模块和通信天线，外罩与外部围栏式金属墙固定连接。
进一步改进，所述阶梯叠层式集成模块包括底板电路板、接口电路板、GNSS定位模块、通信模块和MCU模块，其中，通信模块和 GNSS定位模块的外部接口通过PCB线接入MCU模块。
进一步改进，所述底板电路板为圆环形结构，接口电路板为多边形结构。
进一步改进，所述通信天线包括4G天线和NB天线。
进一步改进，所述4G天线和NB天线采用高增益小型橡胶棒天线，相比内置PCB天线，既满足天线收发高增益要求，又降低对设备内部空间占用。
进一步改进，所述GNSS测量天线采用内置式独立的多频观测天线，通过射频跳线和GNSS定位模块相连，既满足测量的精度性能要求，也又降低对设备内部空间占用。
进一步改进，所述内部围栏式金属墙围栏高于外部围栏式金属墙围栏，外罩通过围栏式金属墙从侧面用螺丝固定安装，此安装方式既可以增强防水功能，也方便设备的拆卸维护，内部围围栏高度比外圈高1cm左右，此设计可以对外圈围栏意外渗水对内部电路的损坏，也对内部空间布局区域进行明确划分作用。
进一步改进，所述外罩为外罩圆柱形玻璃钢材质。耐高温、耐腐蚀，对无线信号透过性较好，野外使用不易积压雨雪。
进一步改进，所述GNSS测量天线的安装铜柱，其螺纹中心和底座外部固定螺纹中心垂直一致，方便设备安装在观测墩上时的强制对中。
进一步改进，所述底座外部有状态指示灯、电源接口、调试接口、SIM卡更换槽，SIM更换槽通过金属盖板螺丝固定，下面设置有防水垫片，调试口和电源口采用具有防水功能的航空连接器插座和插头。
本实用新型有益效果在于：
1、GNSS接收机采用一体化集成设计方案，减少外部走线和设备部件数量，降低GNSS接收机监测站建设和安装复杂度。
2、将卫星观测天线和通信天线内置接收机内，可以降低线缆信号传输损耗和线缆损坏率，降低GNSS接收机整体障率，减轻后期维护工作量。
3、GNSS接收机采用一体化集成设计方案，设备安装不再需要使用防水箱，降低了观测站立柱的承重，节省了建设成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型正面剖视图；
图2为本实用新型底座俯视图；
图3为本实用新型整体外观示意图；
图4为集成模块示意图。
图中，底座1、外罩2、安装铜柱3、内部围栏式金属墙4、外部围栏式金属墙5、状态指示灯6、电源接口7、调试接口8、金属盖板9。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
GNSS一体化接收机方案是将GNSS卫星观测天线、通信天线、GNSS接收机电路板集成在一个设备内，内部各功能单元模块化设计，各模块如图4所示，注重产品的可维修性和故障处置便捷性，整体造型如图3所示。
本实用新型结构如图1和图2所示，产品结构主要分为外罩2和底座1，外罩为白色玻璃钢材质圆形罩子，玻璃钢材质对无线信号的衰减小，所以采用玻璃钢材质的罩子既可以满足设备的防水防尘保护和美观装饰要求，并且不会对设备内部的无线信号的收发产生影响。底座为圆形金属材质加工件，外部接口的2芯的航空插座连接器用于设备供电电源线接入，采用螺纹连接方式防止松动脱落，防水等级IP67。
所述底座中央设置有GNSS测量天线的安装铜柱3，底座由内而外依次设置有中心电路系统区、内部围栏式金属墙4、外部结构区和外部围栏式金属墙5，其中，中心电路系统区中集成有阶梯叠层式集成模块和通信天线，外罩与外部围栏式金属墙固定连接。
所述底座外部有状态指示灯6、电源接口7、调试接口8、SIM卡更换槽，SIM更换槽通过金属盖板9螺丝固定，下面设置有防水垫片，调试口和电源口采用具有防水功能的航空连接器插座和插头。7芯的航空插座连接器用于设备的功能调试和参数设置，设备安装调试完成此接口用防水塞拧紧盖住；SIM卡槽采用翻盖式设计，方便SIM卡的更换。整体上对外GNSS接收机只需要接入电源供电，就可以正常工作，无需其他外部接线。设备安装使用的接线复杂度大大降低。
所述底座外部有状态指示灯、电源接口、调试接口、SIM卡更换槽，SIM更换槽通过金属盖板螺丝固定，下面设置有防水垫片，调试口和电源口采用具有防水功能的航空连接器插座和插头。
底座内部安装有接口板、底板电路板、GNSS定位模块、通信天线、GNSS观测卫星天线。其中底座的外部接口插座固定在接口板上，从底座内部接口板将航空插头伸出，用航空插座的自身固定螺母从前方拧紧固定接口插座和接口板，接口板安装位置采用隼柱做防呆设计，以防止反向错误安装。GNSS接收机电路板设计形状为圆形环状，4G模组和NB模组采用贴片式以减少电路板布局面机，GNSS定位模块采用插接式以方便拆装更换。通信天线采用5cm长度高增益橡胶棒天线，更换方便并且节省内部的空间占用。GNSS卫星观测天线选用内置的高精度测量型天线，更换方便并且节省内部的空间占用。内部各个单元功能高度集成化设计，以减少内部连接线缆使用数量，提升设备的稳定性，并且减少拆装难度；设备内部仅使用2根线缆，接口板和底板电路板直接通过1根FFC排线互连，定位模块通过1条射频条线和卫星观测天线互连。
一体化测量终端主要创新点是将外部测量天线、通信天线和设备电路板集成在GNSS接收机内，形成一个全功能的一体化产品。为实现此目标，在产品设计中主要采取的技术改进、方案创新如下：
对底板电路板的形状进行圆环型设计，对接口电路板采用多边形形状设计，以匹配结构的安装空间布局。
4G和NB天线选择高增益小型橡胶棒天线，相比内置PCB天线，既满足天线收发高增益要求，又降低对设备内部空间占用。
GNSS观测天线采用内置式独立的多频观测天线，既满足测量的精度性能要求，也又降低对设备内部空间占用。
各个模块单元的通信采用高度集成化设计，4G\NB\GNSS定位模块的外部接口通过PCB线接入MCU，MCU负责这些模块和外部的数据交互和控制。提供统一的数据接口，减少内部电子连线数量。各模块单元均采用现有的设备，对其控制系统本身不作任何改进。
在结构设计上除对接口板和底板电路板安装进行常规防呆设计外，在空间上采用阶梯式，叠层式规划设计内部电路板的安装布局，以降低内部的空间占用。外罩和底座的安装固定处，采用围栏式设计，侧面螺丝固定，此设计方式既可以防水，而且方便设备拆装维护。在内部电路板安装区增加第二道围栏式设计，围栏高度比外圈高1cm左右，此设计可以对外圈围栏意外渗水对内部电路的损坏，也对内部空间布局区域进行明确划分作用。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，对于本技术领域的普通技术人员来说，可轻易想到的变化或替换，在不脱离本实用新型原理的前提下，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，其特征在于：包括圆形底座和罩住底座的外罩，所述底座中央设置有GNSS测量天线的安装铜柱，底座由内而外依次设置有中心电路系统区、内部围栏式金属墙、外部结构区和外部围栏式金属墙，其中，中心电路系统区中集成有阶梯叠层式集成模块和通信天线，外罩与外部围栏式金属墙固定连接。
2.根据权利要求1所述的基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，其特征在于：所述阶梯叠层式集成模块包括底板电路板、接口电路板、GNSS定位模块、通信模块和MCU模块，其中，通信模块和 GNSS定位模块的外部接口通过PCB线接入MCU模块。
3.根据权利要求2所述的基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，其特征在于：所述底板电路板为圆环形结构，接口电路板为多边形结构。
4.根据权利要求1所述的基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，其特征在于：所述通信天线包括4G天线和NB天线。
5.根据权利要求4所述的基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，其特征在于：所述4G天线和NB天线采用高增益小型橡胶棒天线。
6.根据权利要求2所述的基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，其特征在于：所述GNSS测量天线采用内置式独立的多频观测天线，通过射频跳线和GNSS定位模块相连。
7.根据权利要求1所述的基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，其特征在于：所述内部围栏式金属墙围栏高于外部围栏式金属墙围栏，外罩通过围栏式金属墙从侧面用螺丝固定安装。
8.根据权利要求1所述的基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，其特征在于：所述外罩为外罩圆柱形玻璃钢材质。
9.根据权利要求1所述的基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，其特征在于：所述GNSS测量天线的安装铜柱，其螺纹中心和底座外部固定螺纹中心垂直一致。
10.根据权利要求1所述的基于GNSS高精度定位的一体化位移测量终端设备，其特征在于：所述底座外部有状态指示灯、电源接口、调试接口、SIM卡更换槽，SIM更换槽通过金属盖板螺丝固定，下面设置有防水垫片，调试口和电源口采用具有防水功能的航空连接器插座和插头。
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