[發(fā)明專利]基于GPS的開放式實驗設備

在審

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• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104459712A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 周海波;王迪;李宏豪;李莎莎;文靜;郭一江
• 申請（專利權）人: 西南科技大學城市學院
• 主分類號: G01S19/13
• 分類號: G01S19/13;G01S19/37;G09B19/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 裴娜

技術領域

本發(fā)明屬于GPS設備領域，尤其涉及一種基于GPS的開放式實驗設備。

背景技術

固有的GPS接收機，分為單頻、雙頻和三品接收機三種，大多數接收機內置GPS模塊、處理器、接收天線和操作面板，多為封裝好的整機，從接收衛(wèi)星信號開始，至初步求算大地坐標結束，有其一套完整的數據預處理流程，用戶不得對其內部運行機制進行干涉。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于GPS的開放式實驗設備，旨在解決用戶在使用現有的GPS接收機時不能根據需求在系統(tǒng)內部對其干涉的問題。

本發(fā)明是這樣實現的，一種基于GPS的開放式實驗設備包括GPS模塊、ARM處理器、觸摸屏、GPS測量用高精度天線、無線射頻通信模塊；

所述的GPS模塊用于通過運算與每個衛(wèi)星的偽距離，采用距離交會法求出接收機的得出經度、緯度、高度和時間修正量這四個參數。初次定位的模塊至少需要4顆衛(wèi)星參與計算，稱為3D定位，3顆衛(wèi)星即可實現2D定位，但精度不佳。GPS模塊通過串行通信口不斷輸出NMEA格式的定位信息及輔助信息，供接收者選擇應用，從而實現簡單的、較低精度的定位。同時也將接收和存儲GPS原始數據，通過無線射頻通信模塊將此數據傳輸給數據處理中心，用于精密定位。

所述的ARM處理器用于數據處理，支持高速數據傳輸或通道處理，ARM處理器的運行模式可以通過軟件改變，也可以通過外部中斷或異常處理改變。

所述的觸摸屏用于數據和信息的顯示以及對軟件的操作，并支持以操作和數據輸入的人機交互。

所述的GPS測量用高精度天線用于和前置放大器兩部分所組成天線裝置，天線的主要功能是將GPS衛(wèi)星信號極微弱的電磁波能轉化為相應的電流，而前置放大器則是對這種信號電流進行放大和變頻處理。而接收機單元的主要功能是對經過放大和變頻處理的信號電源進行跟蹤、處理和測量。

所述的無線射頻通信模塊用于實現各種數據在標準站、基準站和流動站之間的傳遞。

本發(fā)明可根據用戶的需求在系統(tǒng)上進行各項應用程序的研制，用途更為廣泛，用于教育中，可以激發(fā)學生的潛力，有助于學生對GPS定位原理的理解，同時可以加強學生的動手能力和編程能力；用于工程應用中，可以根據不同的工程對內置程序進行深度定制，使得該接收機能更貼近工程實踐，提高效率和降低成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的基于GPS的開放式實驗設備的結構示意圖；

圖中：1、天線單元；1-1、前置放大器；1-2、頻率變換器；2、接收單元；2-1、存儲器；2-2、ARM微處理器；2-3、無線射頻通信模塊；2-4、數控接口；2-5、標頻器；2-6、頻率合成器；2-7、電源；3、顯示器；4、計算機；5、數據處理中心。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明實施例的基于GPS的開放式實驗設備主要包括：天線單元1、前置放大器1-1、頻率變換器1-2、接收單元2、存儲器2-1、ARM微處理器2-2、無線射頻通信模塊2-3、數控接口2-4、標頻器2-5、頻率合成器2-6、電源2-7、顯示器3、計算機4、數據處理中心5；

天線單元1，用于捕捉衛(wèi)星和接收衛(wèi)星定位信息，并將GPS衛(wèi)星信號的極微弱的電磁波能轉化為相應的電流；

接收單元2，與天線單元1連接，用于接收來自天線單元的信號，經過變頻、放大、濾波等一系列處理過程，實現對GPS信號的跟蹤、鎖定、測量，提供計算位置的數據信息。此單元可接收和處理偽距定位信息以及BIN二進制定位數據，并可將BIN數據以一定的格式通過無線射頻通信模塊傳輸給數據處理中心以進行高精度的坐標解算。也可以將所有數據通過數據接口傳輸到計算機上進行相應的處理和教學使用；

顯示器3，通過ARM微處理器2-2與接收單元2連接，通過ARM微處理器與接收單元連接，用于顯示實時的定位信息，并通過觸屏技術和軟件系統(tǒng)對接收單元進行相應的設置和操作；

計算機4，通過數控接口2-4與接收單元2連接，通過數控接口與接收單元連接，用于傳輸來自接收單元的定位信息和通過計算機進行二次開發(fā)；

數據處理中心5，通過無線射頻通信模塊2-3與接收單元2連接，通過無線射頻通信模塊與接收單元連接，用于接收來自接收單元的BIN數據，通過專用軟件進行高精度的坐標解算。；