本實(shí)用新型涉及衛(wèi)星定位領(lǐng)域，特別涉及一種定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著定位技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)的革新，目前對(duì)于定位設(shè)備的控制精度要求越來(lái)越高，例如無(wú)人駕駛汽車(chē)、無(wú)人駕駛飛機(jī)、精細(xì)農(nóng)業(yè)測(cè)繪設(shè)備、自動(dòng)化農(nóng)業(yè)耕種設(shè)備等均要求高定位精度和自動(dòng)化精確測(cè)量，然后結(jié)合地圖對(duì)定位設(shè)備進(jìn)行精確控制，以減少人力的依賴(lài)和輔助人員進(jìn)行路線的修正。目前定位的位置信息主要依賴(lài)于GPS或者北斗定位系統(tǒng)，工作時(shí)同時(shí)接收到四顆或是四顆以上的有效衛(wèi)星信號(hào)(射頻信號(hào))就可以輸出一個(gè)位置信息，但是因?yàn)樾l(wèi)星距離地球表面遠(yuǎn)到兩萬(wàn)多千米，如電離層等空間物質(zhì)的影響，對(duì)于定位精度有很大的影響，目前市面上的定位設(shè)備只能輸出米級(jí)別的位置信息。所以需要一種差分定位模組。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種差分定位模組，通過(guò)設(shè)有修正模塊，能夠?qū)邮盏降纳漕l信號(hào)進(jìn)行差分誤差補(bǔ)償修正，可以將所得到的差分定位數(shù)據(jù)限定在厘米級(jí)別；進(jìn)一步地，該系統(tǒng)的數(shù)字模塊還連接有晶體和晶振，以提供差分誤差補(bǔ)償修正所需的時(shí)間信號(hào)和參數(shù)，優(yōu)選地，該晶體是26M晶體，該晶振的頻率是32.768KHz。

在本實(shí)用新型中，本實(shí)用新型提供了一種差分定位模組，模組包括數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和串行接口；其中，數(shù)據(jù)采集模塊，與基站進(jìn)行無(wú)線連接，設(shè)有：射頻模塊，用于采集和放大射頻信號(hào)；數(shù)字模塊，與射頻模塊進(jìn)行無(wú)線和/或有線連接，用于接收來(lái)自射頻模塊的射頻信號(hào)；數(shù)字模塊設(shè)有修正模塊，修正模塊用于對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行差分誤差修正補(bǔ)償并得到差分定位數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，與修正模塊連接，用于存儲(chǔ)差分定位數(shù)據(jù)；串行接口，被連接在數(shù)據(jù)采集模塊與導(dǎo)航控制單元之間，用于輸送差分定位數(shù)據(jù)。

在另一優(yōu)選例中，模組還包括：晶體，與數(shù)字模塊連接，用于為差分誤差補(bǔ)償修正提供時(shí)間參數(shù)；晶振，與晶體連接，用于為數(shù)字模塊提供時(shí)間信號(hào)。

在另一優(yōu)選例中，晶體為26M晶體，晶振為32.768KHz晶振。

在另一優(yōu)選例中，數(shù)字模塊還設(shè)有存儲(chǔ)模塊，用于儲(chǔ)存來(lái)自射頻模塊的射頻信號(hào)。存儲(chǔ)模塊選自下組RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)和ROM(只讀存儲(chǔ)器)，或其組合。

在另一優(yōu)選例中，模組還包括：射頻增強(qiáng)模塊，被連接在基站與數(shù)據(jù)采集模塊之間；射頻增強(qiáng)模塊設(shè)有相互連接的濾波器和運(yùn)算放大器。在一實(shí)施例中，濾波器為帶通濾波器，帶內(nèi)信號(hào)頻率為1561～1610MHz。在另一實(shí)施例中，運(yùn)算放大器為低噪聲放大器。

在另一優(yōu)選例中，數(shù)據(jù)采集模塊還設(shè)有電源系統(tǒng)。

在一優(yōu)選例中，串行接口選自下組USB、UART、SPI和12C，或其組合。

在另一優(yōu)選例中，模組還包括GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，導(dǎo)航控制單元與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)連接。

應(yīng)理解，在本實(shí)用新型范圍內(nèi)中，本實(shí)用新型的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式中的差分定位模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

發(fā)明人經(jīng)過(guò)廣泛而深入的研究，首次開(kāi)發(fā)了一種差分定位模組，包括數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和串行接口；對(duì)來(lái)自基站的衛(wèi)星信號(hào)(射頻信號(hào))進(jìn)行差分誤差修正補(bǔ)償后，能夠得到厘米級(jí)(例如10cm)的差分定位數(shù)據(jù)，然后將該差分定位數(shù)據(jù)輸送到與串行接口連接的導(dǎo)航控制單元，用于下一步的導(dǎo)航定位。由于定位精度的提高，使得導(dǎo)航系統(tǒng)(例如GPS系統(tǒng))所需位置信息(例如經(jīng)緯度)更加精確。

術(shù)語(yǔ)

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“晶振”指晶體振蕩器。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“晶體”指提供相應(yīng)頻率的模塊工作時(shí)鐘。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“UART”指異步收發(fā)傳輸器。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“SPI”指串行外設(shè)接口。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“DDC/12C”指串行外設(shè)接口。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“PMU”指電源管理單元。

本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)包括：

(a)通過(guò)在數(shù)字模塊中增設(shè)修正模塊，對(duì)來(lái)自基站的米級(jí)別的位置信息(即射頻信號(hào))進(jìn)行差分誤差修正補(bǔ)償，將定位精度從米級(jí)別提高為厘米級(jí)別，極大地提高了定位精度。

(b)將數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和串行接口集成在同一芯片上，極大地節(jié)省了占用空間并且更具靈活性。

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說(shuō)明，否則百分比和份數(shù)是重量百分比和重量份數(shù)。

需要說(shuō)明的是，在本專(zhuān)利的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

實(shí)施例1

在本實(shí)用新型提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

圖1是本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式中的差分定位模組的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該定位模組主要包括數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和串行接口；其中，數(shù)據(jù)采集模塊，與基站進(jìn)行無(wú)線連接，設(shè)有：射頻模塊，用于采集和放大射頻信號(hào)；數(shù)字模塊，與所述射頻模塊進(jìn)行無(wú)線和/或有線連接，用于接收來(lái)自所述射頻模塊的射頻信號(hào)；所述數(shù)字模塊設(shè)有修正模塊，所述修正模塊用于對(duì)所述射頻信號(hào)進(jìn)行差分誤差補(bǔ)償修正并得到差分定位數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，與所述修正模塊連接，用于存儲(chǔ)所述差分定位數(shù)據(jù)；所述串行接口，被連接在所述數(shù)字模塊與導(dǎo)航控制單元之間，用于輸送所述差分定位數(shù)據(jù)。

具體地說(shuō)，對(duì)于數(shù)據(jù)采集模塊，射頻模塊包括一個(gè)低噪聲放大器和與該放大器串聯(lián)的第一射頻前端和第二射頻前端。該低噪聲放大器可以對(duì)第一和第二射頻前端收到的微弱的衛(wèi)星信號(hào)(射頻信號(hào))進(jìn)行放大處理，同時(shí)具有很低的噪聲系數(shù)，能夠提高信噪比。射頻模塊可以對(duì)來(lái)自基站的射頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅處理，同時(shí)射頻模塊還設(shè)有分?jǐn)?shù)頻率合成器，可以對(duì)來(lái)自基站的射頻信號(hào)的頻率進(jìn)行分頻段合成和分解。第一射頻前端和第二射頻前端并聯(lián)連接，并且被連接到數(shù)字模塊的數(shù)字濾波器，用于將射頻模塊處理后的經(jīng)過(guò)調(diào)幅的射頻信號(hào)輸送給數(shù)字模塊。

所述射頻模組可以同時(shí)工作在兩種衛(wèi)星系統(tǒng)上，如中國(guó)的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)和美國(guó)的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)。

數(shù)字模塊還設(shè)有與數(shù)字濾波器連接的定位引擎和存儲(chǔ)模塊，該存儲(chǔ)模塊用于儲(chǔ)存來(lái)自所述射頻模塊的經(jīng)過(guò)調(diào)幅處理的射頻信號(hào)，存儲(chǔ)模塊可以選自下組RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、ROM(只讀存儲(chǔ)器)，或其組合。數(shù)字模塊接收來(lái)自射頻模塊的射頻信號(hào)(模擬信號(hào))并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并利用修正模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行差分誤差補(bǔ)償修正，得到需要的經(jīng)緯度等信息(差分定位數(shù)據(jù))并保存下來(lái)。

在一優(yōu)選例中，修正模塊可以是CPU，確保數(shù)字模塊能夠輸出厘米精度級(jí)別的差分定位數(shù)據(jù)。

該定位模組還包括：晶體，與所述數(shù)字模塊連接，用于為所述差分誤差補(bǔ)償修正提供時(shí)間參數(shù)；和晶振，與所述晶體連接，用于為所述數(shù)字模塊提供時(shí)間信號(hào)。在一優(yōu)選例中，晶體為26M晶體，晶振的頻率為32.768KHz。在一優(yōu)選例中，TCXO晶振電路與分?jǐn)?shù)頻率合成器連接，RTC晶振電路與數(shù)字模塊中的RTC(實(shí)時(shí)時(shí)鐘)模塊連接。

數(shù)字模塊還設(shè)有PIOs(輸入/輸出)，用于不經(jīng)過(guò)串行接口，直接輸出經(jīng)過(guò)修正模塊誤差補(bǔ)償修正的差分定位數(shù)據(jù)、地理柵欄信號(hào)、脈沖信號(hào)以及接收來(lái)自寄存器的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊可以是內(nèi)置的閃存，可以?xún)?chǔ)存修正模塊中進(jìn)行差分誤差修正補(bǔ)償后的差分定位數(shù)據(jù)，該差分定位數(shù)據(jù)為厘米級(jí)并且包含了位置信息。該內(nèi)置的閃存為該定位模組提供存儲(chǔ)空間，并進(jìn)行數(shù)據(jù)保存。以免掉電后數(shù)據(jù)丟失。

在另一優(yōu)選例中，該定位模組還包括：射頻增強(qiáng)模塊，被連接在所述基站與所述數(shù)據(jù)采集模塊之間；所述射頻增強(qiáng)模塊設(shè)有相互連接的濾波器和運(yùn)算放大器，用于強(qiáng)化來(lái)自所述基站的射頻信號(hào)。濾波器可以是帶通濾波器，為該定位模組過(guò)濾掉帶外射頻信號(hào)，帶內(nèi)信號(hào)頻率可以是1561-1610MHz，這是為了避免帶外信號(hào)干擾，阻塞射頻通路；運(yùn)算放大器可以是低噪聲放大器，能夠?qū)Φ谝缓偷诙漕l前端收到的微弱的衛(wèi)星信號(hào)(射頻信號(hào))進(jìn)行初級(jí)放大處理，同時(shí)具有很低的噪聲系數(shù)，可以提高信噪比以確保定位系統(tǒng)能更好的處理衛(wèi)星信號(hào)(射頻信號(hào))，快速，準(zhǔn)確的計(jì)算出位置信息。

數(shù)據(jù)采集模塊還設(shè)有電源系統(tǒng)，用于向數(shù)據(jù)采集模塊的其他模塊(例如數(shù)字模塊和射頻模塊)提供電能，該電源系統(tǒng)設(shè)有一個(gè)交直流轉(zhuǎn)換器，可以同時(shí)接入主電源和備用電源；和一個(gè)電源管理器。該定位模組工作時(shí)，所需提供的電壓為2.7V～3.6V；和工作電流約為25mA。

所述電源系統(tǒng)將設(shè)備端(主電源或備用電源)提供的電壓轉(zhuǎn)換為模塊內(nèi)工作所需電壓范圍。給模組工作進(jìn)行供電。內(nèi)部交直流轉(zhuǎn)換器則能夠更高效率的利用設(shè)備端電源，降低功耗。

進(jìn)一步地，串行接口選自下組USB、UART、SPI和12C，或其組合。該差分星定位模組通過(guò)串行接口上報(bào)數(shù)據(jù)給導(dǎo)航控制單元。

進(jìn)一步地，模組還包括GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，導(dǎo)航控制單元與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)連接，用于接收來(lái)自所述串行接口的差分定位數(shù)據(jù)。

使用時(shí)，可以將數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、串行接口和射頻增強(qiáng)模塊集成在一塊芯片上，用于接入GPS導(dǎo)航系統(tǒng)中的導(dǎo)航控制單元，例如GPS系統(tǒng)或北斗定位系統(tǒng)，用于提供厘米級(jí)的差分定位數(shù)據(jù)。

GPS導(dǎo)航系統(tǒng)中設(shè)有地圖匹配單元，能夠?qū)④?chē)輛或者其它設(shè)備的差分定位數(shù)據(jù)與電子地圖進(jìn)行匹配，并將匹配結(jié)果傳輸至輸出單元進(jìn)行導(dǎo)航輸出。由于極高的定位精度，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行高精度的控制，汽車(chē)可以很容易的區(qū)分出車(chē)道信息，自動(dòng)割草機(jī)可以按照預(yù)定的地圖軌道進(jìn)行運(yùn)行，完成割草工作，UAV(航模無(wú)人機(jī))可以按照3維立體建模進(jìn)行編隊(duì)飛行表演。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：1、該定位模組能夠支持RTK差分定位數(shù)據(jù)高精度定位、以及GPS和Beidou雙系統(tǒng)同時(shí)定位；2、同時(shí)能夠支持72個(gè)衛(wèi)星通道；而且具有較短的冷啟動(dòng)時(shí)間，例如26s；3、厘米級(jí)別的定位精度可以達(dá)到10cm；4、能夠?qū)υ摱ㄎ荒＝M進(jìn)行啟動(dòng)配置和命令存儲(chǔ)；5、串行接口設(shè)有多個(gè)，例如USB,UART,DDC和SPI，可以任選其一進(jìn)行連接，提高了數(shù)據(jù)的流通性；6、在工作時(shí)，該定位模組具有較小的工作電壓例如2.8V和較小的工作電流例如25mA，提高了工作的安全性。