[發明專利]一種氣壓數據采集模塊及差分氣壓測高系統和方法

有效

• 申請號: 201710844479.0
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107560598B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 胡正群;張麗榮;馬冠一;張杰;呂昌;施滸立;艾國祥;裴軍;張志富
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: G01C5/06
• 分類號: G01C5/06;H04L29/08;H04W4/38
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種氣壓數據采集模塊及差分氣壓測高系統和方法，屬于導航定位通信領域，包括：氣壓數據采集模塊的結構；采集氣壓數據并校正；氣壓采集數據存儲、顯示并等待通信處理；判斷采集數據是否異常；等待信道單元發送的指令幀信息，形成微處理器與信道單元通信交互；將氣壓數據采集模塊利用封裝盒進行外圍封裝處理。本發明可以很好的支撐差分氣壓測高系統高精度測量的功能，在地面勘探、氣象等技術領域的高程測量時具有很高的使用價值。

技術領域

本發明涉及氣壓數據采集領域，尤其涉及一種氣壓數據采集模塊及差分氣壓測高系統和方法。

背景技術

在導航定位系統中，由于測量基準很難確定，不管是衛星導航系統還是基于基站的導航系統，高程測量精度都非常低，無法滿足測量要求。差分氣壓測高系統將無線通信網絡中的基站作為差分修正基準站，對終端的高程進行修正，使得終端獲得較為準確的高程信息。該高程信息是通過采集氣壓、溫度、濕度等參數通過系統構建，算法優化等步驟獲得。在實際應用中，空氣環境、風速、光線等因素對氣壓傳感器的采集數據造成較大的影響，差分氣壓測高系統在進行數據采集時，應對氣壓數據采集模塊進行優化設計處理，以減小數據采集的誤差。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為解決上述的一個或多個問題，本發明提供了一種氣壓數據采集模塊以及一種差分氣壓測高系統和方法，以實現高精度差分氣壓測高系統的測高功能。

(二)技術方案

本發明一方面提供一種氣壓數據采集模塊，包括：氣壓傳感器，用于測量氣壓數據；微處理器，連接氣壓傳感器，用于對氣壓傳感器進行控制，從氣壓傳感器中獲得氣壓數據；數據異常報警單元，連接微處理器，用于判斷氣壓數據是否異常，并在氣壓數據出現異常時發出報警信息；通信接口單元，連接微處理器，包括信道數據交互通信接口，用于實現微處理器與信道單元的交互通信。

在本發明的一些示例性實施例中，還包括：存儲單元，連接微處理器，用于存儲氣壓數據；和/或數據顯示單元，連接微處理器，用于顯示氣壓數據；和/或時頻單元，連接微處理器，用于為氣壓數據采集模塊提供時間和頻率的基準；和/或模塊供電單元，連接微處理器，用于為氣壓數據采集模塊供電，模塊供電單元與氣壓傳感器位于電路板的兩側。

在本發明的一些示例性實施例中，還包括封裝盒，用于將氣壓數據采集模塊進行封裝，封裝盒上開有進氣孔和出氣孔，氣壓傳感器上采壓小孔的方向為封裝盒上的進氣孔方向為封裝盒上的出氣孔方向為和三個方向兩兩互為正交；數據異常包括測量數據超過測量范圍、數據突變超過設置的閥值。

在本發明的一些示例性實施例中，所述氣壓數據采集模塊安裝于基站，氣壓傳感器的分辨率為Δp，數據異常報警單元的閥值設置為n*Δp，(n＝1，2，3，4…)；采壓小孔方向垂直于地面，以保證方向和方向與地球表面相切。

在本發明的一些示例性實施例中，所述氣壓數據采集模塊安裝于終端；氣壓傳感器的分辨率為Δp，數據異常報警單元的閥值設置為為終端在垂直方向上的量化運動速度υ為終端在垂直方向上的運動速度。

本發明另一方面提供一種差分氣壓測高系統，包括安裝于基站的第一氣壓數據采集模塊、安裝于終端的第二氣壓數據采集模塊、信道單元和神經網絡修正模塊；其中，第一氣壓數據采集模塊采用如上述安裝于基站處的氣壓數據采集模塊，第二氣壓數據采集模塊采用上述安裝于終端處的氣壓數據采集模塊；第一氣壓數據采集模塊用于采集基站處氣壓數據，并通過信道單元將基站處氣壓數據傳輸至第二氣壓數據采集模塊；第二氣壓數據采集模塊用于采集終端處氣壓數據，并利用基站氣壓數據和終端處氣壓數據進行高程差分修正模型解算；神經網絡修正模塊利用神經網絡模型對基站處氣壓數據和終端處氣壓數據進行精度修正。

在本發明的一些示例性實施例中，還包括一致性校正模塊，用于將基站處氣壓數據采集模塊和終端處氣壓數據采集模塊在同一高度和同一時間的氣壓數據進行一致性校正。