專利名稱：Gnss工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集和衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，具體涉及一種GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星導航具有全時空、全天候、高精度、連續(xù)實時地提供導航、定位和授時的特點，廣泛應(yīng)用于導航、測繪、監(jiān)測、授時、通信等多種領(lǐng)域，因此在經(jīng)濟發(fā)展、科學研究、災(zāi)害防控以及軍事領(lǐng)域起著越來越重要的作用，對國防安全和經(jīng)濟建設(shè)貢獻巨大。其中以美國GPS (Global PositioningSystem, GPS)為代表的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(Global NavigationSatellite System, GNSS)的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已逐步成為一個全球性的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。根據(jù)GNSS定位原理以及衛(wèi)星信號特征，為實現(xiàn)GNSS衛(wèi)星接收機快速、連續(xù)、精確定位，對GNSS工程監(jiān)測采集儀提出了很高的要求:無電磁干擾、設(shè)備箱通風散熱、防雷電電磁脈沖、防塵防水等。目前工程監(jiān)測系統(tǒng)上，衛(wèi)星接收機等其他單個模塊都是直接發(fā)貨到項目現(xiàn)場，再訂制設(shè)備保護箱進行集成安裝，存在工藝和性能上各種各樣的問題，例如防雷工藝不規(guī)范、電磁兼容性能差、設(shè)備隨意疊放不整齊，布線混亂等。系統(tǒng)總體穩(wěn)定性存在很多不可靠因素。從上述GNSS工作特性，考慮到GNSS衛(wèi)星數(shù)據(jù)的正常獲取，對GNSS工程監(jiān)測采集儀提出了以下要求。( I)良好的電磁兼容性能GNSS工程監(jiān)測采集儀能夠接收到地平面上的衛(wèi)星數(shù)目越多越好，一般要求能夠接收高度截止角10°以上的天空中的所有衛(wèi)星信號。因此，GNSS工程監(jiān)測采集儀必須具有良好的抗電磁干擾能力，當出現(xiàn)電磁干擾且不能消除時，會造成GNSS衛(wèi)星接收模塊不能有效的鎖定衛(wèi)星，或者信噪比過低等不良現(xiàn)象，影響監(jiān)測精度及可靠性。(2)防雷電電磁脈沖在工程監(jiān)測系統(tǒng)中，GNSS工程監(jiān)測采集儀通常安裝在野外，周圍較空曠，較容易遭受雷擊，對采集儀內(nèi)部精密電子元器件造成巨大危害。因此，GNSS工程監(jiān)測采集儀必須具備良好的防雷電電磁脈沖的能力，若遭受雷擊，可及時響應(yīng)，迅速將雷電流泄入大地，使設(shè)備免受雷電危害。(3)通風散熱防水防塵在野外，GNSS工程監(jiān)測采集儀所處自然環(huán)境較為惡劣。因此其采集儀自身必須具備良好的通風散熱防水防塵的能力，保證接收機正常運行。(4)穩(wěn)定且靈活的通訊性能在野外，GNSS工程監(jiān)測采集儀必須依靠穩(wěn)定的通訊將衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心?？紤]到野外條件復(fù)雜，架線困難等不良因素，在原有GPRS通訊的基礎(chǔ)上，有必要設(shè)計無線網(wǎng)橋的通訊模式。目前，在工程監(jiān)測系統(tǒng)中，GNSS衛(wèi)星接收機等其他模塊都是直接發(fā)貨到現(xiàn)場，再訂制設(shè)備箱進行集成安裝。將設(shè)備箱安置在野外，接收機在設(shè)備箱中工作。GNSS衛(wèi)星接收機能否正常工作，取決于訂制的設(shè)備箱的質(zhì)量，主要有電磁兼容性能、防雷性能、通風散熱防塵防水性能等。在數(shù)據(jù)傳輸模式方面，采用單一的通信模式?，F(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點:1、一般在市場上訂制的設(shè)備箱，往往制作工藝比較簡陋，這是由于設(shè)備箱內(nèi)部及外部材料及相關(guān)配件一致性欠佳等客觀原因和工人師傅水平差異等主觀原因造成的。且訂制的設(shè)備箱通風散熱防水防塵的能力有限，不能很好的保護GNSS工程監(jiān)測采集儀內(nèi)部各模塊正常工作。2、設(shè)備箱內(nèi)部各模塊之間集成度較低,往往布線較為雜亂,設(shè)備隨意疊放，電磁兼容性能不良。3、訂制的設(shè)備箱往往沒有安裝接地匯流排，各防雷器之間獨立工作，沒有實行等電位連接。一旦遭受雷擊，不同模塊之間將產(chǎn)生電位差，對電子設(shè)備構(gòu)成嚴重威脅。4、由于傳統(tǒng)的設(shè)備箱通訊方式單一，不能兼容其他通訊方式，制約了在布線困難地區(qū)的使用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是將高精度GNSS衛(wèi)星接收模塊安裝位置、雷電防護、布線、電磁兼容等方面進行集成設(shè)計，并訂制成一個標準型的產(chǎn)品。通過內(nèi)部配件調(diào)整，可擴展為其他類型的工程監(jiān)測采集儀，如庫水位監(jiān)測采集儀、視頻監(jiān)控采集儀等。此外，通信靈活，支持多模通信，在滿足原有GPRS通訊功能的同時，兼容光纖通信和無線網(wǎng)橋通信。為達上述目的，本實用新型提供了 GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀，包括GNSS衛(wèi)星接收模塊，還包括用于接外部電源的空氣開關(guān)模塊；用于自該空氣開關(guān)模塊獲取電源并將外部電源的電壓轉(zhuǎn)換為12V和5V的直流電的電源模塊；用于保護電源和網(wǎng)路安全的電源、網(wǎng)絡(luò)防雷模塊；用以連接工程接地模塊實現(xiàn)接地、泄放雷電流的接地匯流排；利于GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀的外部傳感器接入到該GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀中的485防雷模塊，與該485防雷模塊電連接，以將通過該485防雷模塊傳輸進來的外部傳感器信號轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號的串口服務(wù)模塊；用以對外部GNSS天線饋線進行防雷保護的饋線防雷模塊，與GNSS衛(wèi)星接收模塊直接電連接；用于檢測GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀的溫度以控制風扇啟停的溫感控制模塊；與網(wǎng)絡(luò)模塊直接電連接，將網(wǎng)絡(luò)模塊的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為光信號光纖收發(fā)模塊；GNSS衛(wèi)星接收模塊、串口服務(wù)模塊分別與網(wǎng)絡(luò)模塊電連接，以將GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)部的GNSS數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)進行匯總交互，然后通過光纖收發(fā)模塊將網(wǎng)絡(luò)模塊的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成光信號傳送出去；空氣開關(guān)模塊，電源、網(wǎng)絡(luò)防雷模塊，電源模塊，485防雷模塊，饋線防雷模塊分別與接地匯流排電連接。 上述網(wǎng)絡(luò)模塊外接無線網(wǎng)橋天線。上述GNSS衛(wèi)星接收模塊是支持GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)腉NSS衛(wèi)星接收模塊，該GNSS衛(wèi)星接收模塊外接GPRS吸盤天線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果:提高了采集儀電磁兼容性能、具有較好的雷電防護能力、通風散熱防水防塵，通信靈活，支持多模通信，在滿足原有GPRS通訊功能的同時，兼容光纖通信和無線網(wǎng)橋通信。
圖1是GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀的結(jié)構(gòu)示意平面圖。圖中:A1-空氣開關(guān)模塊；A2-電源、網(wǎng)絡(luò)防雷模塊；A3-電源模塊；A4-接地匯流排；A5-485防雷模塊；A6-GNSS衛(wèi)星接收模塊；A7_饋線防雷模塊；A8_溫感控制模塊；A9-串口服務(wù)模塊；A10-光纖收發(fā)模塊;A11-網(wǎng)絡(luò)模塊;A11-活動插座；A13_GPS饋線；A14-信號線。
具體實施方式
為了將高精度GNSS衛(wèi)星接收模塊安裝位置、雷電防護、布線、電磁兼容等方面進行集成設(shè)計，并訂制成一個標準型的產(chǎn)品；通過內(nèi)部配件調(diào)整，可擴展為其他類型的工程監(jiān)測采集儀，如庫水位監(jiān)測采集儀、視頻監(jiān)控采集儀等。此外，通信靈活，支持多模通信，在滿足原有GPRS通訊功能的同時，兼容光纖通信和無線網(wǎng)橋通信，本實施例提供了一種圖1所示的GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀，包括GNSS衛(wèi)星接收模塊A6，還包括用于接外部電源的空氣開關(guān)模塊Al ;用于自該空氣開關(guān)模塊Al獲取電源并將外部電源的電壓轉(zhuǎn)換為12V和5V的直流電的電源模塊A3 ;用于保護電源和網(wǎng)路安全的電源、網(wǎng)絡(luò)防雷模塊A2 ;用以連接工程接地模塊實現(xiàn)接地、泄放雷電流的接地匯流排A4;利于GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀的外部傳感器接入到該GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀中的485防雷模塊A5，與該485防雷模塊A5電連接，以將通過該485防雷模塊A5傳輸進來的外部傳感器信號轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號的串口服務(wù)模塊A9 ;用以對外部GNSS天線饋線進行防雷保護的饋線防雷模塊A7，與GNSS衛(wèi)星接收模塊A6直接電連接；用于檢測GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀的溫度以控制風扇啟停的溫感控制模塊A8 ;與網(wǎng)絡(luò)模塊All直接電連接，將網(wǎng)絡(luò)模塊All的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為光信號光纖收發(fā)模塊AlO ；GNSS衛(wèi)星接收模塊A6、串口服務(wù)模塊A9分別與網(wǎng)絡(luò)模塊All電連接，以將GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)部的GNSS數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)進行匯總交互，然后通過光纖收發(fā)模塊AlO將網(wǎng)絡(luò)模塊All的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成光信號傳送出去；空氣開關(guān)模塊Al，電源、網(wǎng)絡(luò)防雷模塊A2，電源模塊A3，485防雷模塊A5，饋線防雷模塊A7分別與接地匯流排A4電連接。其中，網(wǎng)絡(luò)模塊All外接無線網(wǎng)橋天線，GNSS衛(wèi)星接收模塊A6支持GPRS數(shù)據(jù)傳輸或外接GPRS吸盤天線。該GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀的工作過程是:空氣開關(guān)模塊Al獲取電源，通過電源、網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng))防雷模塊A2模塊后，接入電源模塊A3將外部電源的電壓轉(zhuǎn)換為12V和5V的直流電，為采集儀內(nèi)部各種電設(shè)備提供安全純凈電源。外部GNSS天線饋線(GPS饋線A13)經(jīng)過饋線防雷模塊A7，與GNSS衛(wèi)星接收模塊A6電連接，對GNSS衛(wèi)星接收模塊A6進行防雷保護。GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀的外部其他傳感器通過485防雷模塊A5接入到GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀中，485防雷模塊A5與串口服務(wù)模塊A9電連接，將外部傳感器串口信號轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號。GNSS衛(wèi)星接收模塊A6、串口服務(wù)模塊A9與網(wǎng)絡(luò)模塊All電連接，將GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)部GNSS數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)進行匯總交互，然后通過光纖收發(fā)模塊AlO將網(wǎng)絡(luò)模塊All的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成光信號傳送出去，同時網(wǎng)絡(luò)模塊All也可以通過外接到無線網(wǎng)橋天線，將數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送出去?？諝忾_關(guān)模塊Al，電源、網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng))防雷模塊A2，電源模塊A3，485防雷模塊A5，饋線防雷模塊A7與接地匯流排A4電連接，實現(xiàn)GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)部等電位，接地匯流排A4與工程接地模塊連接，實現(xiàn)良好接地，泄放雷電流。光纖收發(fā)模塊AlO將網(wǎng)絡(luò)模塊All的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成光信號傳送出去。網(wǎng)絡(luò)模塊All還可以直接接外部連接無線網(wǎng)橋發(fā)射天線，將數(shù)據(jù)用無線網(wǎng)橋發(fā)射出去。GNSS衛(wèi)星接收模塊A6支持GPRS數(shù)據(jù)傳輸，也可以外部連接GPRS吸盤天線，兼容3G，使用2G/3G無線網(wǎng)絡(luò)進行通信。從而實現(xiàn)多模通信模式，可自由選擇。
權(quán)利要求1.GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀，包括GNSS衛(wèi)星接收模塊(A6)，其特征在于:還包括用于接外部電源的空氣開關(guān)模塊(Al)； 用于自該空氣開關(guān)模塊(Al)獲取電源并將外部電源的電壓轉(zhuǎn)換為12V和5V的直流電的電源模塊(A3)； 用于保護電源和網(wǎng)路安全的電源、網(wǎng)絡(luò)防雷模塊(A2)； 用以連接工程接地模塊實現(xiàn)接地、泄放雷電流的接地匯流排(A4)； 利于GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀的外部傳感器接入到該GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀中的485防雷模塊(A5)，與該485防雷模塊(A5)電連接，以將通過該防雷模塊(A5)傳輸進來的外部傳感器信號轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號的串口服務(wù)模塊(A9)； 用以對外部GNSS天線饋線進行防雷保護的饋線防雷模塊(A7)，與GNSS衛(wèi)星接收模塊(A6)直接電連接； 用于檢測GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀的溫度以控制風扇啟停的溫感控制模塊(A8)； 與網(wǎng)絡(luò)模塊(All)直接電連接，將網(wǎng)絡(luò)模塊(All)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為光信號的光纖收發(fā)模塊(AlO); GNSS衛(wèi)星接收模塊(A6)、串口服務(wù)模塊(A9)分別與網(wǎng)絡(luò)模塊(All)電連接，以將GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)部的GNSS數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)進行匯總交互，然后通過光纖收發(fā)模塊(AlO)將網(wǎng)絡(luò)模塊(All)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成光信號傳送出去； 空氣開關(guān)模塊(Al)，電源、網(wǎng)絡(luò)防雷模塊(A2)，電源模塊(A3)，485防雷模塊(A5)，饋線防雷模塊(A7)分別與接地匯流排(A4)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)模塊(All)外接無線網(wǎng)橋天線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于:所述GNSS衛(wèi)星接收模塊是支持GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)腉NSS衛(wèi)星接收模塊，該GNSS衛(wèi)星接收模塊外接GPRS吸盤天線。
專利摘要本實用新型提供的GNSS工程監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集儀，包括GNSS衛(wèi)星接收模塊(A6)，空氣開關(guān)模塊(A1)；電源模塊(A3)；電源、網(wǎng)絡(luò)防雷模塊(A2)；接地匯流排(A4)；485防雷模塊(A5)，串口服務(wù)模塊(A9)；饋線防雷模塊(A7)，溫感控制模塊(A8)；光纖收發(fā)模塊(A10)；網(wǎng)絡(luò)模塊(A11)將GNSS衛(wèi)星接收模塊、雷電防護、布線、電磁兼容等方面進行集成設(shè)計，提高了采集儀電磁兼容性能、具有較好的雷電防護能力、通風散熱防水防塵，通信靈活，支持多模通信，在滿足原有GPRS通訊功能的同時，兼容光纖通信和無線網(wǎng)橋通信。
文檔編號G08C19/00GK202956886SQ20122066545
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者林國利, 陳炳富, 於永東, 莫文暉 申請人:廣州中海達定位技術(shù)有限公司