[實用新型]一種基于北斗導航的電離層閃爍測量儀器

有效

• 申請號: 201720772139.7
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN207216029U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 徐地保;柯福陽;王勇;王新志;安艷輝;王明明
• 申請（專利權）人: 江蘇省測繪工程院;南京信息工程大學
• 主分類號: G01S19/20
• 分類號: G01S19/20;G01S19/21;G08C17/02
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙)32238
• 代理人: 張立榮,吳揚帆

技術領域

本發明屬于北斗衛星監測和電離層監測的技術領域，尤其涉及一種基于北斗導航的電離層閃爍測量儀器。

背景技術

電離層是全球導航衛星系統(GNSS)定位誤差的主要來源，當電離層處于平靜狀態或由太陽風、地磁暴引發的電離層大尺度擾動(電離層暴)時，采用差分技術或GNSS多頻技術將有效降低電離層誤差的影響。

電離層閃爍是指無線電信號穿過電離層時由于電離層不規則結構引起的信號強度、相位快速隨機起伏現象。電離層中不規則結構的產生和發展，使得穿越電離層的無線電波被散射，其電磁能量在時空中重新分布，從而引起信號的幅度、相位、到達角和極化狀態等發生短期的不規則的變化。

在所有受電離層閃爍影響的星地鏈路中，GPS是最受人關注的。對于GPS 用戶而言，電離層是其最大的誤差源。由于GPS衛星導航所用頻率遠遠高于電離層的最大臨界頻率，所以此時電離層所帶來的折射誤差大為減小，但是電離層折射產生的時延所帶來的定位誤差仍然較大。而對于GPS衛星導航系統，最嚴重的電離層影響就是閃爍。導航衛星信號到達地面時，信號強度已相當微弱。強的電離層幅度閃爍可以使衛星信號顯著衰落，影響定位精度，嚴重時會造成信號損失，可以造成部分或幾乎全部導航衛星的暫時失效，從而無法完成目標的定位。為了避開在GPS定位中的強幅度衰落以及發生閃爍的時間和區域，開展全面系統的、長時間的電離層閃爍監測和研究就顯得至關重要。

目前現有的北斗電離層閃爍測量儀器架構單一，而且多數是最簡單的電路設計。在使用過程中基本以取到數據為主，設備可靠性差、網絡通信無法保障、設備無法遠程調試、無法滿足復雜環境下的使用，所以一款通訊模塊全面、通訊接口眾多、功耗低且可靠性更強的北斗電離層閃爍測量儀器在該領域的使用意義非凡。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供一種基于北斗導航的電離層閃爍監測系統，具體由以下技術方案實現：

所述基于北斗導航的電離層閃爍測量儀器，與上位機通信連接，其特征在于，包含定位天線、通訊天線、通訊模塊、處理器以及GNSS模塊，所述通訊模塊與上位機通信連接；所述GNSS模塊與所述天線通信連接完成數據采集；所述處理器分別與通訊模塊、GNSS模塊通信連接，所述通訊天線與通信模塊連接。

所述基于北斗導航的電離層閃爍測量儀器的進一步設計在于，還包括 RS-485通信接口與RS-232通信接口，所述RS-485通信接口與處理器通信連接，所述RS-232通信接口分別與處理器以及通訊模塊通信連接，

所述基于北斗導航的電離層閃爍測量儀器的進一步設計在于，所述通訊模塊包含 3G/4G子通訊單元、LAN子通訊單元以及WiFi子通訊單元，其中所述3G/4G子通訊單元通過國際標準的串行通信協議與所述處理器通信連接；所述LAN子通訊單元通過國際標準的以太網接口協議與處理器通信連接；所述WiFi子通訊單元通過國際標準的以太網接口協議與處理器通信連接。

所述基于北斗導航的電離層閃爍測量儀器的進一步設計在于，所述處理器上設有以太網通信接口，通過所述以太網通信接口與LAN子通訊單元和WiFi 子通訊單元通信連接。

所述基于北斗導航的電離層閃爍測量儀器的進一步設計在于，還包括12V 電源接口，所述處理器通過所述12V電源接口供電，再將12V電分配給所述通訊模塊與所述GNSS模塊。

所述基于北斗導航的電離層閃爍測量儀器的進一步設計在于，所述處理器中設有看門狗電路。

所述基于北斗導航的電離層閃爍測量儀器的進一步設計在于，所述GNSS 模塊具有三個串行通信接口和一個以太網通信接口，所述串行通信接口中的兩個串行通信接口直接接出與GNSS模塊通信連接；另一個串行通信接口通過國際標準的串行通信協議與所述處理器通信連接；所述以太網通信接口直接通過網頁訪問所述GNSS模塊。

所述基于北斗導航的電離層閃爍測量儀器的進一步設計在于，所述GNSS 模塊的以太網通信接口與所述處理器的以太網通信接口共用一個接口，通過不同的ip地址訪問所述GNSS模塊和所述通訊模塊。

所述基于北斗導航的電離層閃爍測量儀器的進一步設計在于，所述GNSS 模塊的型號為novatel的OEM628板卡；處理器的型號為STM32F407ZET6。

本實用新型的優點在于：