[發明專利]一種模塊化的衛星導航定位裝置及方法

無效

• 申請號: 200910033563.X
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN101592720A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 王慶;潘樹國;曹耀傳
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01S1/02
• 分類號: G01S1/02;G01C21/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 許 方

技術領域

發明涉及一種模塊化的衛星導航定位裝置及方法，屬于衛星導航解算和定位設備制造的技術領域。

背景技術

現在國內國際市場上的導航定位產品都是結合某一特定的GPS衛星導航芯片的一體產品，這種產品的特點是：

①使用GPS專有基帶芯片或導航芯片，集成有導航模塊。

②導航解算由導航芯片實現或由導航模塊硬件實現。

隨著人們對導航解算的可靠性、可用性和導航解算算法的可定制性等要求不斷提高，單一的導航系統已經越來越不能滿足人們對導航性能的需求。目前，俄羅斯的GLONASS系統正在重建；歐洲的Galileo系統已經完成了技術論證和平臺測試階段，中國二代導航系統也將在2020年前建成。美國GPS一統天下的格局不久將被打破，未來的GNSS市場將會是一種各種導航系統共存且相互合作的局面。

正因如此，目前的衛星導航系統終端存在的問題也體現出來：

①只支持GPS單一基帶芯片或導航芯片，不支持對其他衛星導航芯片的支持。

②導航解算由GPS基帶芯片或導航芯片硬件集成，柔性差，不可定制、修改導航解算算法。

導航終端多為一體機產品，單一的導航解算產品多依附于衛星導航芯片，不是獨立產品，這也注定了其無法支持其他衛星導航星座的基帶芯片。

發明內容

技術問題：

為了解決導航解算依附于單一衛星基帶或導航芯片，導航解算算法的不可修改定制和導航解算非專有產品等對不同衛星芯片的不兼容，硬件實現解算造成的算法不可定制修改等，造成的導航產品擴展的局限性等不足，本發明的目的是提供一種支持多衛星系統基帶芯片的導航解算定位裝置及方法，該裝置能兼容不同的衛星系統基帶模塊，導航解算算法軟件實現，并可修改定制，基于ARM平臺的獨立導航解算專有裝置。

技術方案：

一種模塊化的衛星導航定位裝置，其特征在于包括電源模塊、穩壓與電平轉換模塊、ARM解算控制模塊、接口模塊、LCD顯示模塊、衛星天線、射頻前端和衛星基帶芯片模塊，其中電源轉換模塊的輸出端分別接穩壓與電平轉換模塊、ARM解算控制模塊和LCD顯示模塊的輸入端，穩壓與電平轉換模塊的輸出端接衛星基帶芯片模塊的輸入端，天線串接射頻前端后接衛星基帶芯片模塊的輸入端，衛星基帶芯片模塊和ARM解算控制模塊分別與接口模塊雙向連接，ARM解算控制模塊的輸出端接LCD顯示模塊的輸入端。

所述的一種模塊化的衛星導航定位裝置的解算方法，其特征在于包括如下步驟：

a)采用天線接收衛星信號，并將衛星信號依次經過射頻前端和衛星基帶芯片模塊解調得到原始導航數據位和偽碼起始點采樣值；

b)將步驟a所述的原始導航數據位經過ARM解算控制模塊確認導航數據前同步位、得到各顆衛星的星歷數據；

c)將步驟a所述的偽碼起始點采樣值經過ARM解算控制模塊得到偽距值；

d)將步驟b所述的星歷數據和步驟c所述的偽距值經過ARM解算控制模塊糾正衛星發射起始時間的時鐘偏差值；

e)將步驟d所述的經過糾正的星歷數據和偽距值經過最小二乘法得到用戶信息并通過LCD顯示模塊顯示。

有益效果：

①兼容性強：本發明的衛星導航解算裝置，提供標準接口可兼容不同衛星系統的基帶模塊。

②獨立產品：本發明的導航解算裝置，是獨立于衛星導航模塊的產品。可針對不同衛星系統采用相應的衛星導航模塊，可極大擴展產品的適用性。

③可重用性：軟件實現導航解算可在原先硬件基礎上，為將來新的導航解算算法或改進算法的引入提供方便的升級方式，避免了硬件升級造成的過高的成本。

本發明能廣泛應用于各層領域，既可供普通用戶日常使用、也可以供科研單位或院所以及公司開發使用。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖。其中有電源轉換模塊，電平轉換模塊，ARM解算控制模塊，接口部分，LCD顯示模塊，衛星天線，射頻前端和衛星基帶芯片模塊。

圖2是本發明的導航解算流程示意圖。

圖3是本發明的軟件算法流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明：

附圖1中的衛星天線、射頻前端和基帶芯片模塊接收衛星信號，并將主控ARM9核心進行通訊，是成熟的產品在本系統中加以應用。

電源模塊：使用鋰電池對基帶模塊、ARM解算控制模塊和LCD顯示模塊等供電，使用電源轉換對對各模塊提供電源。

穩壓與電平轉換模塊：將提供給基帶模塊的電源進行精細穩壓，并轉換電平到基帶模塊需要的電壓值。