專利名稱：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)差分定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星車的定位校準裝置，屬于汽車定位校準技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前公知的衛(wèi)星車定位是由GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))來測定車的經(jīng)緯度，由電子羅盤來測定汽車的方向、橫滾以及側(cè)傾，將測定的值來進行計算，得出車載衛(wèi)星天線的對星角度。
但是由于電子羅盤的校準很難以及電子羅盤受到周圍磁場干擾(車磁，地磁等)的問題，使得電子羅盤在定向時誤差較大，延長了了衛(wèi)星車對星時間，讓對星操作變得十分煩瑣，也使得自動對星操作變得不易實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種GPS差分定向為主，電子羅盤測量橫滾、側(cè)傾為輔的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)差分定位裝置，即衛(wèi)星車定位裝置，能夠使得載體的位置(經(jīng)度、緯度、高度)，速度(東北上)和二維姿態(tài)信息(方位角、俯仰角)，以及GPS時間精確的在計算機上運算出來。
技術(shù)方案本發(fā)明的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)差分定位裝置包括GPS差分單元，輔助單元，應用單元；在GPS差分單元中，GPS基站和流動站均通過各自的SMA串口用SRV75-3射頻線接入GPS信號處理器，經(jīng)過GPS信號處理器進行處理后的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)COM口經(jīng)過SRV75-5數(shù)據(jù)線接入到應用單元中的伺服單元的RS232接口；其中GPS處理器的電源線外接DC12V；輔助單元中的電子羅盤的RS232接口通過5芯的屏蔽數(shù)據(jù)線接入伺服單元的RS232接口。
有益效果本發(fā)明所采用的GPS差分原理是位置差分的方式基站的GPS接收機觀測四顆衛(wèi)星后便可進行三維定位，解算出基站的坐標，由于存在軌道誤差、時鐘誤差、大氣影響、多徑效應等等誤差，解算出的坐標與基站的已知坐標是不一樣的；GPS流動站同樣也觀測相同的四顆衛(wèi)星后進行三維定位，解算出流動站的坐標，最后將2組數(shù)據(jù)進行比較，既消除了基站和流動站的共同誤差，例如衛(wèi)星軌道誤差，大氣誤差等等；也得出了兩個GPS接收機之間精確的位置關(guān)系，再通過兩個GPS接收機分別與四顆衛(wèi)星之間的距離，得出基線的方向，因為基線是與載體的中軸線平行的，所以也就得出了載體的精確坐標和方向。
再利用電子羅盤測量出橫滾和側(cè)傾，衛(wèi)星天線就可以在很短的時間內(nèi)完成對星操作，也保證了自動對星操作實現(xiàn)的可能性。
電子羅盤也可以在周圍環(huán)境比較復雜的情況下(周圍高層建筑較多等等地勢不開闊的情況)，起到輔助定向的作用。
定位精度10～15m(RMS，GPS有效，無差分模式)；定向精度0.1°(基線3m)；俯仰精度0.15°(基線3m)；基線長度范圍1m～20m；首次定向時間(典型情況)≤60s；使用GPS差分的方法主要是為了解決電子羅盤受磁場干擾定向誤差過大的問題。
更穩(wěn)定精確的解算結(jié)果，大幅降低軟硬件采購成本。


圖1是天線安裝示意圖。
圖2是系統(tǒng)連接示意圖。
其中有GPS差分單元1，包括GPS基站11、GPS流動站12、GPS信號處理器13、電源14；輔助單元2，包括電子羅盤21；應用單元3，包括伺服單元31；載體4。
具體實施例方式
本發(fā)明由GPS差分單元兩個GPS接收機和電源以及一個電子羅盤組成，再連接到伺服單元上即可。
將GPS基站11和GPS流動站12牢固安裝在載體4上接收GPS衛(wèi)星信號良好的位置，最好能夠高出載體4的所有金屬設(shè)備，GPS基站11安裝在載體4尾部，GPS流動站12安裝在載體4頭部，天線間不能產(chǎn)生相對位移，并使兩個GPS天線形成的聯(lián)機(基線)位于載體4的中軸線上或與其保持平行。在動態(tài)應用中，在姿態(tài)角較大的情況下，需要合理設(shè)計天線安裝位置，以使信號良好接收。載體的航向角變化應小于50度/秒，姿態(tài)角為20度/秒。
在安裝GPS天線時，必須使用GPS靜態(tài)測量方法或者其它方法，精確測定兩個GPS天線之間的長度，要求誤差不能超過5毫米，可使用鋼尺測量或使用GPS長時間靜態(tài)定位獲得。將系統(tǒng)輸出串口連接到使用設(shè)備，外接12伏直流電。
系統(tǒng)的初始化必須在靜止或者勻速運動狀態(tài)下進行，并保持天空開闊，保證GPS衛(wèi)星信號接收良好，在GPS定向輸出后，系統(tǒng)即進入工作狀態(tài)。用戶通過串口通信，可以按照接口定義解釋串口數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)控制或者其它集成應用。系統(tǒng)在運行過程中，如果進入錯誤狀態(tài)，可對系統(tǒng)斷電，將載體靜止或者保持勻速運動狀態(tài)下重新上電啟動。
電子羅盤的安裝則要求在載體允許的高度范圍內(nèi)，盡可能高的水平放置，避免周圍場磁的影響。
GPS接收機型號XWADU601動態(tài)定向測姿系統(tǒng)，GPS信號處理器13的型號ADU501，電子羅盤21的型號XW-LP3300，GPS差分單元1，XWADU601動態(tài)定向測姿系統(tǒng)，GPS基站11、XWADU601型GPS接收機，GPS流動站12、XWADU601型GPS接收機，電源14；DC12V/1A，輔助單元2主要是測定衛(wèi)星車的橫滾和側(cè)傾，在GPS差分單元1不能正常工作時，如元器件故障或周圍環(huán)境復雜，導致差分定向失效的時候，也可以利用該輔助單元進行定向，電子羅盤21的型號XW-LP3300，應用單元3將GPS差分單元1和輔助單元2所采集到的信號進行計算處理，并將結(jié)果顯示出來；伺服單元31SPACENETAF 180C型伺服控制單元，載體4車頂平臺其中該裝置在GPS差分單元1中，GPS基站11和流動站12均通過各自的SMA串口用SRV75-3射頻線接入GPS信號處理器13，經(jīng)過GPS信號處理器13進行處理后的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)COM口經(jīng)過SRV75-5數(shù)據(jù)線接入到應用單元3中的伺服單元31的RS232接口；其中GPS處理器13的電源線外接DC12V；輔助單元2中的電子羅盤21的RS232接口通過5芯的屏蔽數(shù)據(jù)線接入伺服單元31的RS232接口。
電子羅盤的RS232接口通過5芯的屏蔽數(shù)據(jù)線接入伺服單元的RS232接口。
權(quán)利要求
1.一種全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)差分定位裝置，其特征在于該裝置包括GPS差分單元(1)，輔助單元(2)，應用單元(3)；在GPS差分單元(1)中，GPS基站(11)和流動站(12)均通過各自的SMA串口用SRV75-3射頻線接入GPS信號處理器(13)，經(jīng)過GPS信號處理器(13)進行處理后的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)COM口經(jīng)過SRV75-5數(shù)據(jù)線接入到應用單元(3)中的伺服單元(31)的RS232接口；其中GPS處理器(13)的電源線外接DC12V；輔助單元(2)中的電子羅盤(21)的RS232接口通過5芯的屏蔽數(shù)據(jù)線接入伺服單元(31)的RS232接口。
全文摘要
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)差分定位裝置包括GPS差分單元(1)，輔助單元(2)，應用單元(3)；在GPS差分單元(1)中，GPS基站(11)和流動站(12)均通過各自的SMA串口用SRV75－3射頻線接入GPS信號處理器(13)，經(jīng)過GPS信號處理器(13)進行處理后的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)COM口經(jīng)過SRV75－5數(shù)據(jù)線接入到應用單元(3)中的伺服單元(31)的RS232接口；其中GPS處理器(13)的電源線外接DC12V；輔助單元(2)中的電子羅盤(21)的RS232接口通過5芯的屏蔽數(shù)據(jù)線接入伺服單元(31)的RS232接口，能夠使得載體的位置(經(jīng)度、緯度、高度)，速度(東北上)和二維姿態(tài)信息(方位角、俯仰角)，以及GPS時間精確的在計算機上運算出來。
文檔編號G01S19/41GK101055310SQ20071002300
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者鄭荃, 顏成寶, 高云勇 申請人:南京中網(wǎng)通信有限公司