[發明專利]一種基于ARM的嵌入式GNSS精密單點定位設備及運行方法

在審

• 申請號: 201510061718.6
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104597470A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 潘樹國;程良濤;張浩;毛琪;李蘆偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明屬于高精度位置服務技術領域，具有涉及一種基于ARM的嵌入式GNSS精密單點定位設備。

背景技術

隨著衛星定位系統的完善和發展，對定位和監測目標的精度和可靠性要求越來越高。在通常的精度定位和導航計算中，一般采用相對定位，通過差分方法消除或削弱各種誤差影響。若測站之間距離較短，影響定位精度的對流層延遲、電離層延遲、衛星軌道燈誤差對測站的影響大致相同，差分方法可以削弱這些影響，提高定位精度；若測站之間距離較大，該方法效果不明顯，且很多重要信息無法得到，如對流層延遲、電離層延遲、鐘差等信息。在相對定位中，至少需架設一個基站，對于大范圍作業，為了提高精度，還要增加參考站個數，這無疑增加了工程成本，因此，在這背景下產生了精密單點定位技術。

精密單點定位技術(Precise?Point?Positioning，簡稱PPP)利用全球若干地面跟蹤站的觀測數據計算出精密衛星軌道和衛星鐘差，對單臺接收機所采集的相位和偽距觀測值進行定位解算。該項技術擺脫了依據差分模式才能獲得高精度位置信息的現狀，擺脫了地面基準站相對定位帶來的區域限制。PPP將高精度定位應用領域擴展到遼闊的海洋、浩瀚的沙漠和廣袤的南北極，具有廣闊的應用前景，因此，研發高精度精密單點定位設備具有重大的意義。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于ARM的嵌入式全球衛星導航系統(Global?Navigation?Satellite?System，簡稱GNSS)精密單點定位設備，可實時跟蹤BDS-B1/B2、GPS-L1/L2/L5、GLONASS-L1/L2三系統七頻點衛星數據，并利用3G網絡，根據RTCM通過互聯網的網絡傳輸協議(Networked?Transport?of?RTCM?via?Internet?Protocol，簡稱NRTIP)獲取國際GNSS服務(International?GNSS?Service，簡稱IGS)網站的精密改正數據，通過無電離層組合，采用卡爾曼濾波方式得到高精度定位信息。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于ARM的嵌入式GNSS精密單點定位設備，包括ARM9主控模塊，所述ARM9主控模塊分別連接有衛星定位模塊、顯示模塊、存儲模塊、3G通信模塊、以太網通信模塊和SDRAM模塊；所述衛星定位模塊連接有GNSS天線；

所述GNSS天線用于接收衛星信號，將電磁波信號轉化為高頻電流信號傳送給所述衛星定位模塊，通過調制、解調得到衛星觀測信息和導航電文，將衛星信息傳送給所述ARM9主控模塊進行統一管理；

所述顯示模塊用于顯示所述衛星定位模塊實時的衛星觀測信息，并提供獲取IGS網站的精密改正數據的外部接口；

所述存儲模塊用于存儲設備運行所需的u-boot、內核和文件系統，以及進行誤差模型改正時所需的文件信息；

所述3G通信模塊用于實時獲取IGS網站的精密軌道和精密鐘差改正數據，并與所述衛星定位模塊的衛星觀測信息和導航電文融合，通過誤差改正模型得到高精度軌道和鐘差值；

所述以太網通信模塊用于和本地pc機進行文件傳送；

所述SDRAM模塊用于設備系統和設備系統中的應用軟件的運行，及中間變量的存儲；

還包括直流電源模塊，為整個設備系統提供直流電壓。

進一步的，在本發明中，所述ARM主控模塊采用以ARM9為內核的S3C2440芯片，主頻為400MHZ。ARM9處理器采用哈佛結構，5級流水線工作模式，功能強大，功耗極低，具有很強的實時處理能力。

進一步的，在本發明中，所述衛星定位模塊采用BD970板卡。該板卡可提供BDS/GPS/GLONASS三系統七頻點觀測信息和導航電文，具有高可靠的載波跟蹤技術，大大提高了載波精度，為用戶提供高質量的原始觀測數據，而且重量輕，功耗低，是一款非常優越的衛星定位模塊。

進一步的，在本發明中，所述3G通信模塊采用MC2716模塊。該模塊支持語音，短信和高速數據業務等功能，應用比較成熟，性價比高。

進一步的，在本發明中，所述以太網通信模塊包括DM9000EP網卡芯片，所述DM9000EP網卡芯片與HX1102NL芯片連接，進行網絡變壓，所述HX1102NL芯片與RJ45接頭連接；所述DM9000EP網卡芯片通過以太網接口與所述ARM9主控模塊連接。