GPS和BDS組合差分嵌入式定位系統的制作方法

本實用新型涉及衛星導航定位技術領域，具體涉及一種GPS和BDS組合差分嵌入式定位系統。

背景技術：

目前GPS碼偽距單點定位的精度仍然偏低，大約為10～40m，可以滿足一般的定位需要，但在有著對精度有著更高要求的行業上，需要有亞米級的定位精度。雖然通過差分定位技術可以消除系統中的誤差，但目前常規差分接收機需要配合上位機才能工作，而上位機存在攜帶不便和供電困難等問題，使得差分定位接收機難以推廣使用。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是現有定位系統存在精度不高和不便于攜帶的問題，提供一種GPS和BDS組合差分嵌入式定位系統。

為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

GPS和BDS組合差分嵌入式定位系統，主要由ARM平臺、差分接收單元、Ublox單元、以及中心GPS與BDS組合天線組成；其中ARM平臺包括中心處理器、顯示器和2個USB接口；差分接收單元的輸出端經一個USB接口連接中心處理器；中心GPS與BDS組合天線連接在Ublox單元的輸入端上，Ublox單元的輸出端經另一個USB接口連接中心處理器；中心處理器的輸出端連接顯示器。

上述GPS和BDS組合差分嵌入式定位系統，還進一步包括基站；該基站上設有基站處理器、基站GPS與BDS組合天線和差分發射單元；基站GPS與BDS組合天線連接在基站處理器的輸入端上，基站處理器的輸出端連接差分發射單元的輸入端；差分發射單元與差分接收單元連接。

上述方案中，ARM平臺還進一步包括電源模塊、復位模塊、時鐘模塊和存儲模塊；電源模塊、復位模塊、時鐘模塊和存儲模塊均與中心處理器連接。

上述方案中，ARM平臺還設有通信串口和/或SD卡接口；通信串口和SD卡接口均與中心處理器連接。

GPS和BDS組合差分嵌入式定位方法，包括如下步驟：

步驟1、中心處理器通過USB接口發送指令給Ublox單元和差分接收單元，命令Ublox單元接收衛星信號，差分接收單元接收差分數據；

步驟2、Ublox單元接收到指令后，開始通過中心GPS與BDS組合天線接收所有可見的BDS衛星和GPS衛星的衛星數據；

步驟3、Ublox單元對中心GPS與BDS組合天線接收的衛星數據進行解析，并將解碼后的數據打包為Ublox信息格式后，通過USB接口實時發送給中心處理器；

步驟3、差分接收單元接收到指令后，開始接收差分數據，并通過USB接口實時發送給中心處理器；

步驟4、中心處理器接收Ublox單元發來的Ublox信息格式的BDS和GPS衛星導航數據，并進行數據解算，提取偽距；

步驟5、中心處理器接收差分接收單元發來的差分數據，并且提取幀信息；

步驟6、中心處理器從步驟5所提取的幀信息中提取偽距改正數，對步驟4所提取出的偽距進行修正；并采用修正后偽距去進行定位解算，并獲得定位系統的位置，實現差分偽距定位；

步驟7、中心處理器將定位解算結果送入顯示器進行結果顯示。

上述步驟3中，差分接收單元接收來自基站發送的差分數據。

與現有技術相比，本實用新型具有如下特點：

1、基于BDS/GPS組合定位能保證在GPS定位系統失效的情況下，可以采用北斗衛星定位系統提供的定位信息，以維持系統的正常工作，大大增加了系統的安全性和可靠性；

2、用差分定位技術可以消除系統中共有的誤差，從而達到提高定位精度的目的，所以使得差分定位精度要明顯地高于單點定位精度；

3、采用嵌入式作為開發平臺，硬件資源豐富，既能滿足開發需要，又能降低接收機的開發成本；

4，采用嵌入式作為開發平臺，功耗低，數據處理能力強，能夠滿足衛星數據和差分數據的處理要求。

5、通過嵌入式平臺搭建組合差分BDS/GPS信息服務平臺，使其達到接收機達到小型化、便捷化、實用化的目的。

附圖說明

圖1為GPS和BDS組合差分嵌入式定位系統的原理圖。

圖2為差分數據生成和提取的原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，詳細描述本實用新型的技術方案：

一種GPS和BDS組合差分嵌入式定位系統，如圖1所示，主要由ARM平臺、差分接收單元、Ublox單元、以及中心GPS與BDS組合天線組成。

ARM平臺主要控制整個系統的運行，由中心處理器、電源模塊、復位模塊、時鐘模塊、存儲模塊、通信串口、SD卡接口、顯示器和2個USB接口組成。中心處理器、電源模塊、復位模塊、時鐘模塊和存儲模塊為ARM平臺的最小化構成模塊，電源模塊、復位模塊、時鐘模塊和存儲模塊均與中心處理器連接。通信串口和SD卡接口為ARM平臺的擴展模塊，其用于實現ARM平臺與外部數據的交互，通信串口和SD卡接口均與中心處理與器連接。如可以通過通信串口將ARM平臺與上位機連接，用于將更新的程序數據下載至中心處理器，如可以通過SD卡接口實現ARM平臺的存儲空間的擴展。在本實用新型優選實施例中，ARM平臺是采用三星公司的Exynos4412Linux嵌入式平臺。

差分接收單元用于接收差分數據，差分接收單元的輸出端經一個USB接口連接中心處理器。差分數據可以與現有的CORS系統連接，直接使用CORS系統所獲得的差分數據。CORS系統是連續運行衛星定位服務系統，其利用全球導航衛星系統、計算機、數據通信和互聯網絡技術，在一個城市、一個地區或一個國家根據需求按一定距離建立長年連續運行的若干個固定GNSS基準站的網絡系統，向不同類型、不同需求、不同層次的用戶提供不同類型的GPS觀測值、各種差分改正信息、以及其他相關的GPS服務。考慮到CORS系統的使用需要付費，本實用新型采用自行設計的基站來實現差分數據的獲取。在本實用新型中，基站由基站處理器、基站GPS與BDS組合天線和差分發射單元組成。基站GPS與BDS組合天線連接在基站處理器的輸入端上，基站處理器的輸出端連接差分發射單元的輸入端。差分發射單元與差分接收單元連接，參見圖2。在本實用新型優選實施例中，差分接收單元為E32-TTL-500無線串口接收模塊，差分發射單元為E32-DTU-500無線數傳電臺。

Ublox單元從衛星中獲取精密參考時鐘，以提高后續定位精度。中心GPS與BDS組合天線連接在Ublox單元的輸入端上，Ublox單元的輸出端經另一個USB接口連接中心處理器。中心處理器的輸出端連接顯示器。在本實用新型優選實施例中，Ublox單元采用NEO-M8T模塊，其可以接收BDS和GPS雙系統衛星信號。

上述實施例，僅為對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進一步詳細說明的具體個例，本實用新型并非限定于此。凡在本實用新型的公開的范圍之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內。