衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航定位設(shè)備，特別是一種衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站是高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的重要組成部分，借助于衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站提供的高精度差分改正數(shù)據(jù)，基于衛(wèi)星導(dǎo)航的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位方式可獲得厘米級(jí)甚至亞厘米級(jí)的定位精度?，F(xiàn)有技術(shù)的衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站采用位置固定的高精度衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，通過(guò)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的連續(xù)跟蹤獲取差分改正數(shù)據(jù)，并發(fā)送至流動(dòng)站完成差分定位。由于高精度衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)體積較大，耗電量嚴(yán)重，對(duì)基準(zhǔn)站的建設(shè)與選址提出了較高要求，而且受基準(zhǔn)站硬件資源限制差分參考系統(tǒng)的處理能力不夠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站，要解決的技術(shù)問(wèn)題是降低基準(zhǔn)站建設(shè)的復(fù)雜程度，提高差分參考系統(tǒng)的處理能力。
[0004]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站，設(shè)有基準(zhǔn)站，所述基準(zhǔn)站與遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)處理中心聯(lián)網(wǎng)。
[0005]本實(shí)用新型的基準(zhǔn)站經(jīng)光纖網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理中心聯(lián)網(wǎng)。
[0006]本實(shí)用新型的基準(zhǔn)站設(shè)有天線，天線連接有射頻采集器。
[0007]本實(shí)用新型的射頻采集器由順序連接的濾波器、射頻混頻器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、混頻器、緩存器和網(wǎng)絡(luò)通信控制器組成。
[0008]本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)處理中心設(shè)有云端解算服務(wù)器和云端數(shù)據(jù)服務(wù)器，所述射頻采集器經(jīng)光纖網(wǎng)絡(luò)與云端解算服務(wù)器連接，云端解算服務(wù)器處理獲取的連續(xù)的高精度差分改正量數(shù)據(jù)，傳輸至云端數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲(chǔ)。
[0009]本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)通信控制器經(jīng)光纖網(wǎng)絡(luò)與云端解算服務(wù)器連接。
[0010]本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)處理中心與流動(dòng)站聯(lián)網(wǎng)。
[0011]本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)處理中心與流動(dòng)站采用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)。
[0012]本實(shí)用新型的云端數(shù)據(jù)服務(wù)器與流動(dòng)站采用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)。
[0013]本實(shí)用新型的基準(zhǔn)站為至少一個(gè)，流動(dòng)站為至少一個(gè)。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用射頻采集器與數(shù)據(jù)處理中心代替基準(zhǔn)站處理衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，獲取高精度差分改正量，射頻采集器的體積小、功耗低，可以有效降低基準(zhǔn)站建設(shè)的復(fù)雜程度，可在復(fù)雜的地形環(huán)境下建站，在數(shù)據(jù)處理中心完成信號(hào)處理，借助云端強(qiáng)大的計(jì)算能力，獲得更高精度的觀測(cè)數(shù)據(jù)以及差分改正數(shù)據(jù)，從而提高衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站建設(shè)效率和差分改正數(shù)據(jù)的處理效率。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的射頻采集器的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖4為本實(shí)用新型的云端解算服務(wù)器工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型的衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站，利用射頻采集器和云端的數(shù)據(jù)處理中心將處理衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)及高精度差分改正數(shù)據(jù)計(jì)算過(guò)程傳輸至數(shù)據(jù)處理中心(云端)實(shí)現(xiàn)。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型的衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站，設(shè)有至少一個(gè)基準(zhǔn)站，基準(zhǔn)站經(jīng)光纖網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理中心(云端)聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)處理中心與至少一個(gè)流動(dòng)站采用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)?；鶞?zhǔn)站設(shè)置在視野開闊且精確位置已知的建站點(diǎn)，數(shù)據(jù)處理中心設(shè)置在遠(yuǎn)程機(jī)房?jī)?nèi)的控制中心，流動(dòng)站為所需測(cè)繪測(cè)量的位置(用戶位置)。
[0021]基準(zhǔn)站設(shè)有天線，天線連接有射頻采集器，天線接收導(dǎo)航衛(wèi)星無(wú)線傳輸來(lái)的射頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，射頻采集器將射頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字中頻采樣信號(hào)以便記錄保存。
[0022]數(shù)據(jù)處理中心設(shè)有云端解算服務(wù)器和云端數(shù)據(jù)服務(wù)器。射頻采集器經(jīng)光纖網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字中頻采樣信號(hào)傳輸至云端解算服務(wù)器。云端解算服務(wù)器接收到數(shù)字中頻采樣信號(hào)后，經(jīng)處理獲取連續(xù)的高精度差分改正量數(shù)據(jù)，使用有線網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端數(shù)據(jù)服務(wù)器保存，云端數(shù)據(jù)服務(wù)器對(duì)連續(xù)的高精度差分改正量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)按Ntrip協(xié)議格式將連續(xù)的高精度差分改正量數(shù)據(jù)發(fā)送至流動(dòng)站。
[0023]流動(dòng)站經(jīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接收到連續(xù)的高精度差分改正量數(shù)據(jù)后，使用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)RTK(Real-time kinematic)校正本流動(dòng)站對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的偽距觀測(cè)值中因大氣傳播延遲和衛(wèi)星時(shí)鐘漂移引起的誤差量，完成定位，從而實(shí)現(xiàn)高精度差分定位。
[0024]如圖2所示，射頻采集器由順序連接的濾波器、射頻混頻器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、混頻器、緩存器和網(wǎng)絡(luò)通信控制器組成。從導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的射頻衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)由天線接收后，經(jīng)濾波器濾除帶外噪聲，由射頻混頻器下載變頻至16.38MHz中頻，數(shù)模轉(zhuǎn)換器采樣并轉(zhuǎn)化為數(shù)字中頻采樣信號(hào)，經(jīng)由中頻混頻器(混頻器)下變頻至基帶，并送至緩存器緩存，在網(wǎng)絡(luò)通信控制器的控制下經(jīng)光纖網(wǎng)絡(luò)向數(shù)據(jù)處理中心傳輸數(shù)字中頻采樣信號(hào)。
[0025]如圖3所示，本實(shí)用新型的衛(wèi)星導(dǎo)航地面差分參考站，在基準(zhǔn)站內(nèi)設(shè)置有混頻器模塊、緩存器模塊和網(wǎng)絡(luò)通信控制器模塊，在云端解算服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有高精度差分?jǐn)?shù)據(jù)解算處理模塊，在云端數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)分發(fā)模塊和用戶接入模塊，在流動(dòng)站內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)接收模塊和高精度差分定位模塊。
[0026]混頻器模塊接收數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字中頻采樣信號(hào)，將其混頻至基帶，并將混頻后的基帶數(shù)字中頻采樣信號(hào)發(fā)送至緩存器模塊，緩存器模塊緩存后發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)通信控制器模塊。
[0027]緩存器模塊接收混頻器模塊輸出的基帶數(shù)字中頻采樣信號(hào)，緩存，以匹配混頻器模塊輸出的采樣速率與光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，按采樣時(shí)間順序排列形成緩存信號(hào)，并向網(wǎng)絡(luò)通信控制器模塊發(fā)送緩存信號(hào)。
[0028]網(wǎng)絡(luò)通信控制器模塊接收緩存器模塊發(fā)送來(lái)的緩存信號(hào)后，讀取基帶數(shù)字中頻采樣信號(hào)，按接收到的數(shù)據(jù)格式打包為長(zhǎng)度8192字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸包，以實(shí)現(xiàn)在光纖網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)差錯(cuò)傳輸，完成數(shù)據(jù)打包(壓縮)及傳輸控制工作，將打包后的基帶數(shù)字中頻采樣信號(hào)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸至高精度差分?jǐn)?shù)據(jù)解算處理模塊。
[0029]高精度差分?jǐn)?shù)據(jù)解算處理模塊接收打包的基帶數(shù)字中頻采樣信號(hào)，解壓處理后獲得連續(xù)的高精度差分改正量數(shù)據(jù)，發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。
[0030]如圖4所示，高精度差分?jǐn)?shù)據(jù)解算處理模塊對(duì)打包的基帶數(shù)字中頻采樣信號(hào)解壓后，進(jìn)行處理，包括以下步驟:
[0031]—、在基帶數(shù)字中頻采樣信號(hào)中，按偏離中心頻率-1OkHz至+1kHz的順序搜索可見衛(wèi)星信號(hào)，獲得可見衛(wèi)星信號(hào)的載波相位、載波多普勒頻率、測(cè)距碼相位和信號(hào)載噪比的初始值。
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