一种基于arm9的多模多频cors基准参考站的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，包括ARM9控制模块以及其他功能模块，GNSS天线捕获卫星电磁波信号，为功分模块提供模拟输入信号，功分模块把GNSS信号输入到北斗模块和GPS/GLONASS模块。SDRAM模块是系统启动和程序执行的内存空间，存储模块存储文件系统和保存卫星原始观测数据，时钟模块提供ARM9控制模块时钟信号，ARM9控制模块处理GNSS数据并通过以太网通信模块把GNSS数据发送到CORS数据中心服务器。本发明可跟踪北斗-B1/B2/B3、GPS-L1/L2/L5、GLONASS-L1/L2三个系统共八频点的实时卫星数据信息，具有自主化管理和网络化管理模式，为CORS数据中心提供稳定可靠的数据源。
【专利说明】—种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站
【技术领域】
[0001]本发明涉及多模多频CORS(Continuous Operational Reference System,连续运行卫星定位服务综合系统)高精度位置服务【技术领域】，尤其涉及一种基于ARM9 (AdvancedRISC Machines，高级精简指令集机器)的多模多频CORS基准参考站。
【背景技术】
[0002]在精确测量应用中，对定位坐标数据的精度、准确度、时效性有较高的要求。而单纯依靠遥感影像难以满足高精度获取、快速更新的现实需求。使用CORS系统可以弥补遥感影像存在的问题，可以使测量的实时性准确性有较大的提高。
[0003]连续运行卫星定位导航服务系统(CORS)是信息社会、知识经济时代必备的基础设施。它可以用于城市规划、国土资源、测绘、交通、气象、防灾减灾等领域和行业。CORS系统的服务水平在一定层面上代表一个国家的现代化程度，北斗系统组网建成覆盖全球以后，CORS系统的需求量和应用水平将会有前所未有的快速发展。
[0004]CORS系统主要由基准参考站，数据处理中心，终端用户系统等三大部分组成。在CORS服务区域内有大致均匀分布的基准站组成基准参考站网，CORS基准参考站负责卫星信号跟踪采集，把采集的数据通过网络发送至数据处理中心。使用基准参考站提供的数据源，CORS系统可以为终端用户提供精度高、可靠性好、实时性强的定位导航信息。传统CORS基准参考站通常是采用接收机加PC机的模式，通常位于野外、暴露在露天环境下，接收机采用三防(防水、防尘、防震)设计后可以承受风吹雨淋等恶劣天气条件，而计算机却无法承受。因此需要为加盖一间监测屋，将其置于室内，使这种模式下建站成本较高。随着微电子技术发展，有人提出将PC机服务软件进行嵌入式系统改造，与接收机相整合，形成具有卫星信号跟踪、网络通信于一体的平台。同时随着北斗卫星导航系统的组网建成，兼容多模多频的CORS基准参考站的需求日益强烈。
[0005]为了满足上述要求，实现一体化的基准参考站，有人发明了双频GPS接收机及CORS系统(申请号:200910040404.2)，该发明主要是使用GPS双频信号，进行流动站定位计算，不适用基准参考站。申请号为200820110333.X的GPS接收机需要外加计算机并且只能接收GPS卫星导航信号。申请号为201110055566.0的北斗卫星与GPS卫星双模定位授时型接收机，该发明兼容北斗和GPS双模系统，提供授时功能，不提供高精度三系统八频点的位置信息服务。申请号为201120575722.1的GPS接收机以及申请号为201010220178.9的一种导航接收机，缺少GL0NANSS和北斗的数据信息，同时不具有以太网传输通信功能。
[0006]现有的基准参考站可以满足单模双频的测量计算需要，但随着可用的卫星增多，使用多模多频进行解算的需求日益强烈。现有基准参考站在处理多模多频的卫星信息以及远程连接控制处理能力不能满足实际需求。
【发明内容】
[0007]为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，可以同时跟踪北斗-B1/B2/B3、GPS-L1/L2/L5、GL0NASS-L1/L2三系统八频点卫星数据，并采用以太网，使用Ntrip协议和TCP/IP协议把采集的卫星数据信息传输到CORS数据中心，以满足现有基准参考站在处理多模多频的卫星信息以及远程连接控制处理能力的实际需求。
[0008]为实现上述目的，本发明采取如下技术方案:
[0009]一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，包括直流电源模块、功分模块、北斗模块、GPS/GL0NASS模块、SDRAM模块、ARM9控制模块、以太网通信模块、时钟模块、存储模块、复位模块和GNSS天线；
[0010]功分模块用于将GNSS天线提供的卫星模拟信号功分成两路，并分别提供给北斗模块和GPS/GL0NASS模块；
[0011]北斗模块用于对功分模块输入的卫星模拟信号进行调制解调和格式变化，并向ARM9控制模块提供北斗卫星原始观测数据；
[0012]GPS/GL0ANSS模块用于对功分模块输入的卫星模拟信号进行调制解调和格式变化，并向ARM9控制模块提供GPS和GL0NASS卫星原始观测数据；
[0013]ARM9控制模块用于处理从北斗模块和GPS/GL0ANSS模块输入的卫星原始观测数据，从SDRAM模块中读取指令和数据，通过以太网通信模块把处理后的卫星原始观测数据传输到CORS数据中心服务器；并使用时钟模块提供的工作时钟，读取存储模块的u-boot、内核和文件系统，同时把卫星原始观测数据存放到存储模块；
[0014]复位模块用于向ARM9控制模块提供上电启动复位信号；
[0015]直流电源模块用于向北斗模块、GPS/GL0NASS模块、SDRAM模块、ARM9控制模块、以太网通信模块、时钟模块、复位模块和存储模块提供工作电源。
[0016]时钟模块用于产生系统各模块所需的时钟信号。无论是微处理器、存储器还是各种外围设备正常的工作都需要时钟信号来引导，而且不同设备由于各自特性不同，所需的时钟信号的频率也不尽相同。所以本技术方案所述的时钟模块将产生并管理各类时钟信号。
[0017]更进一步的，ARM9控制模块采用以ARM9为内核的S3C2440芯片，使用以ARM9为内核的SoC (System on Chip)芯片，并在其上移植Linux操作系统。通过RS232串口处理北斗模块和GPS/GL0NASS模块传输的GNSS数据。把GNSS数据预处理之后，使用NTRIP或者TCP/IP传输协议，并通过VPN专网把GNSS数据发送到CORS数据中心服务器，并且采用滚转脚本把数据存储在本地存储器上。
[0018]更进一步的，SDRAM模块采用两片32M*16Bit的HY57V561620芯片组成，两块芯片采用并接的方式；所述S3C2440芯片通过SDRAM控制接口和SDRAM模块连接，所述SDRAM模块为ARM9控制模块提供系统运行内存空间。采用高性能的SDRAM存储器芯片作为基于ARM9嵌入式系统的内存使用，保证程序高速、稳定的加载和正确执行，具有传输效率高，可靠性强，硬件连接简单等特点。
[0019]更进一步的，存储模块采用K9K8G08芯片，所述S3C2440芯片通过NAND FLASH控制器接口和存储模块K9K8G08芯片连接。采用NAND Flash存储器芯片，用于基于ARM9嵌入式系统的bootloader、内核、文件系统和应用程序的存储，同时用于存储大量的实时卫星信号数据。NAND Flash属于非易失性存储器，可长时间、稳定的存储相关数据，既保证系统正确而可靠的开机运行，又可使存储的卫星数据重复而有效的利用。复位模块采用MAX811复位芯片，所述MAX811复位芯片和S3C2440芯片的复位端相连接。
[0020]更进一步的，以太网通信模块采用DM9000EP网卡芯片，所述S3C2440芯片通过以太网控制接口和网卡芯片DM9000EP相连。采用以太网MAC控制器，用于将处理后的卫星数据传输到CORS数据中心服务器。保证具有自动协调功能可自动完成配置以最大限度地适合其线路带宽，实现在低功耗的情况下完成卫星数据的稳定、快速传输。
[0021]更进一步的，S3C2440芯片通过RS232串口与北斗模块和GPS/GL0NASS模块进行数据通信，选用司南公司型号为K505的北斗三频的板卡作为北斗模块，选择NovAtel公司型号为0EMV-2的板卡作为GPS/GL0ANSS模块。
[0022]更进一步的，直流电源模块使用通用电源适配器为该基准参考站提供12V/1A的输入电源，所述12V/1A输入电源通过DC-DC转换电路转换为3.3V/1A和5V/1A两种电源，所述5V/1A电源向ARM9控制模块、时钟模块、复位电路提供工作电源，所述3.3V电源向SDRAM模块、存储模块、以太网通信模块、北斗模块和GPS/GL0NASS模块提供工作电源。DC-DC转换电路采用电压转换芯片TPS54295。
[0023]更进一步的，ARM9控制模块和CORS数据中心服务器之间采用NTRIP通信协议或TCP/IP协议进行数据传输。
[0024]更进一步的，功分模块是把GNSS天线收集的GNSS模拟信号同时加载到北斗模块和GPS/GL0NASS模块，为两个模块提供解调需要的信号。功分模块包括SP2G芯片和O欧姆电阻；所述GNSS天线提供的卫星模拟信号通过SP2G芯片功分成两路信号，然后分别通过O欧姆电阻抑制杂波干扰后加载到北斗模块和GPS/GL0NASS模块。
[0025]有益效果:(I)本发明提供的基准参考站集成多模多频卫星定位、网络通信、数据存储于一身，是软硬件一体化的新型基准参考站。(2)本发明在硬件层面上使用独特的GNSS信号功分实现多模多频(三系统八频点)卫星定位跟踪、网络通信、数据储存于一体；软件层面上实现了在ARM9处理器上移植Linux操作系统，实现了远程监控、升级。(3)本发明应用完好性监测算法，对卫星数据进行监测，能够发现故障报警，并进行剔除，实现了 CORS基准参考站的智能化。(4)本发明ARM9控制模块选用三星公司的SoC芯片S3C2440作为核心处理器，外加供电电源电路，启动复位电路，时钟电路以及控制引脚信号构成以S3C2440的最小系统，简洁高效，节约能耗。(5)本发明提供的SDRAM模块采用高性能的SDRAM存储器芯片作为基于ARM9嵌入式系统的内存使用，保证程序高速、稳定的加载和正确执行，具有传输效率高，可靠性强，硬件连接简单等特点。(6)本发明提供的存储模块采用NAND Flash存储器芯片，用于基于ARM9嵌入式系统的bootloader、内核、文件系统和应用程序的存储，同时用于存储大量的实时卫星信号数据。NAND Flash属于非易失性存储器，可长时间、稳定的存储相关数据，既保证系统正确而可靠的开机运行，又可使存储的卫星数据重复而有效的利用。(7)本发明提供的以太网通信模块采用以太网MAC控制器，用于将处理后的卫星数据传输到CORS数据中心服务器。保证具有自动协调功能可自动完成配置以最大限度地适合其线路带宽，实现在低功耗的情况下完成卫星数据的稳定、快速传输。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明提供的基于ARM9的多模多频CORS基准参考站的硬件结构图；[0027]图2为本发明提供的基于ARM9的多模多频CORS基准参考站的软件结构图；
[0028]图3为图1中存储模块结构图；
[0029]图4为图1中SDRAM模块结构图；
[0030]图5为图1中功分模块结构图；
[0031]图6为本发明功耗管理示意图；
[0032]图7为图1中直流电源模块结构图；
[0033]图8为图1中以太网通信模块结构图；
[0034]图9为图1中时钟模块电路图；
[0035]图10为图1中复位模块的电路图；
【具体实施方式】
[0036]下面结合说明书附图对本发明作更进一步的说明。
[0037]如说明书附图图1所示，本发明提供的一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，包括直流电源模块、功分模块、北斗模块、GPS/GL0NASS模块、SDRAM模块、ARM9控制模块、以太网通信模块、时钟模块、复位模块、存储模块和GNSS天线。
[0038]功分模块把GNSS天线提供的卫星信号功分成两路，分别提供给北斗模块和GPS/GL0NASS模块；北斗模块把功分模块输入的卫星模拟信号，经过调制解调和格式变化之后输出北斗卫星导航系统的观测值、星历等信息，为ARM9控制模块提供北斗卫星原始数据；GPS/GL0ANSS模块实现把功分模块输入的卫星模拟信号，经过调制解调和格式变化之后输出GPS和GL0NASS卫星导航系统的观测值、星历等信息，为ARM9控制模块提供GPS和GL0NASS卫星原始数据；ARM9控制模块处理从北斗模块、GPS/GL0ANSS模块输入的原始卫星观测值，从SDRAM模块中读取指令和数据，通过以太网通信模块把数据传输到CORS数据中心服务器，然后使用时钟模块提供的工作时钟，读取存储模块的u-boot、内核和文件系统，同时把卫星数据存放到存储模块；SDRAM模块用于基准参考站运行时程序执行的内存空间，可减少微控制器读取指令和数据的时间，从而提高程序执行的效率。直流电源模块为北斗模块、GPS/GL0NASS模块、SDRAM模块、ARM9控制模块、以太网通信模块、复位模块、存储模块提供工作电源。
[0039]下面结合具体实例对本发明提供的一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站进行详细介绍:
[0040](I)功分模块
[0041 ] 功分模块把GNSS天线收集的GNSS模拟信号同时加载到北斗模块和GPS/GL0NASS模块，为两个模块提供解调需要的信号。
[0042]功分模块具体包含功分电路，把一路GNSS卫星模拟信号功分成两路供北斗模块和GPS/GL0NASS模块使用。本发明优选采用宽带宽，低损耗的功分电路，保证北斗、GPS和GL0NASS各个频段的卫星信号通过。如说明书附图图5所示，GNSS卫星模拟信号先通过SP2G芯片功分成两路信号，然后通过O欧姆的电阻抑制杂波干扰，把功分和滤除杂波后的信号加载到北斗模块和GPS/GL0NASS模块。功分模块在PCB布局布线中使用弧形拐角技术，并且加上必备的电阻、电容、电感等元器件。
[0043](2 ) ARM9 控制模块[0044]ARM9控制模块用于处理从北斗模块、GPS/GL0ANSS模块输入原始卫星观测值，从SDRAM中读取指令和数据，通过以太网通信模块把数据传输到CORS数据中心服务器，使用时钟模块提供的工作时钟，读取存储模块的u-boot、内核和文件系统，同时把卫星数据使用滚转脚本法保存在存储模块中，以便可以通过远程控制下载卫星数据。
[0045]本发明提供的ARM9控制模块使用以ARM9为内核的SoC (System on Chip)芯片，并在其上移植Linux操作系统。通过RS232串口处理北斗模块和GPS/GL0NASS模块传输的GNSS数据。把GNSS数据预处理之后，使用NTRIP或者TCP/IP传输协议把GNSS数据发送到CORS数据中心服务器，并且采用滚转脚本把数据存储在本地存储器上。
[0046]本发明ARM9控制模块优选使用三星公司的以ARM9为内核的SoC芯片S3C2440作为核心处理器，外加供电电源电路，启动复位电路，时钟电路以及控制引脚信号构成以S3C2440为主控制器的最小系统。S3C2440和存储模块、SDRAM模块通信，把移植后的u-boot启动程序、Linux内核和yaffs文件系统存放在存储模块中，构成本发明的ARM9控制模块核心。
[0047]S3C2440控制器和北斗模块、GPS/GL0NASS模块通过串口通信相连接，北斗模块输出北斗卫星系统BI /B2/B3三个频点的观测数据和导航电文，GPS/GL0NASS模块输出GPS-L1/L2/L5的三个频点和GL0NASS-L1/L2的两个频点的观测数据和导航电文。S3C2440通过NAND FLASH控制器接口和存储模块K9K8G08连接，存储模块中保存系统启动必备的u-boot、Linux内核、yaffs文件系统以及三系统八频点的卫星观测数据和导航电文。S3C2440通过SDRAM控制接口和SDRAM模块连接，SDRAM模块为系统运行内存空间。S3C2440通过以太网控制接口和网卡芯片DM9000EP相连，作为本发明的网络通信链路。复位电路提供上电启动复位信号，和S3C2440特定的复位端口 RESET相连。时钟电路提供系统运行的时钟信号和S3C2440特定的外接晶振端口相连。SDRAM模块、复位电路和时钟电路都可以使用现有的芯片或电路。所述ARM9控制模块加上必备的电阻、电容等元器件，具体本发明的结构图如说明书附图图1所示
[0048](3) SDRAM 模块
[0049]SDRAM模块采用高性能的SDRAM存储器芯片作为基于ARM9嵌入式系统的内存使用，保证程序高速、稳定的加载和正确执行，具有传输效率高，可靠性强，硬件连接简单等特点。
[0050]实现S3C2440高速稳定的运行，必须配备性能优良的内存。内存一般采用半导体存储单元，包括随机存储器(RAM)，只读存储器(ROM)以及高速缓存(CACHE)。本发明采用的是随机存储器(RAM)作为系统内存，所述SDRAM模块采用两片32M*16Bit的HY57V561620芯片组成，两块芯片采用并接的方式，即使用同一片选信号，这样就组成了容量64M的数据总线宽度为32-bit的SDRAM存储器，所述SDRAM模块加上必备的电阻、电容等电子元器件，如说明书附图图4。
[0051]SDRAM模块具体工作流程如下:
[0052]I)初始化操作。
[0053]a) SDRAM上电后至少需要等待100_200us，等待时间结束后执行一条空操作命令。
[0054]b) SDRAM执行一条预充电命令后,要执行一条空操作命令,这两个操作会使所有的存储单元进行一次预充电，从而使所有阵列中的器件处于待机状态。[0055]c) SDRAM要执行两条自刷新命令，每一条刷新命令之后，都需要执行一条空操作命令。这些操作会使SDRAM内部的刷新及计数器进入正常运行状态，以便为SDRAM模式寄存器编程做好准备。
[0056]d)执行加载模式寄存器命令。
[0057]上述4步完成后，SDRAM就进入正常工作状态。
[0058]2)读写操作。
[0059]a)ARM9控制模块发出控制信号，包括片选(CS)、同步时钟(CLK)、时钟有效信号(CKE)、写允许信号(WE)、数据有效信号(DQM)，使SDRAM芯片处于可读写状态。
[0060]b)ARM9控制模块发出地址选择信号，包括行地址选择(RAS)、列地址选择(CAS)、行/列地址线(A0-A12)、BANK地址线(BAO-BAl)，选中相应的存储单元。
[0061]c)通过双向数据端口(D0-D15)完成数据的读取与写入。通过如此方式实现SDRAM模块高效，稳定的工作。
[0062](4)存储模块
[0063]存储模块采用NAND Flash存储器芯片，用于基于ARM9嵌入式系统的bootloader、内核、文件系统和应用程序的存储，同时用于存储大量的实时卫星信号数据。NANDFlash属于非易失性存储器，可长时间、稳定的存储相关数据，既保证系统正确而可靠的开机运行，又可使存储的卫星数据重复而有效的利用。
[0064]为了实现能大量存储采集的卫星观测数据，必须配备大容量的存储器。在数据存储器上选用大容量的NAND Flash存储器，本发明选用了 Samsung的SLC架构的lG*8Bit的大容量K9K8G08芯片。K9F1028属于低速外部设备，不能直接挂接到微处理器上，需要通过接口电路实现数据的传输。本发明选用S3C2440上专用的NAND Flash存储器控制接口，NAND Flash相当于S3C2440的一个外设，并不位于它的内存地址区。一片NAND Flash为一个设备，其数据存储采用分层划分:1设备=4096块；I块=32页；I页=528字节=数据块大小(512字节)+OOB块大小(16字节)。在每一页中，最后16字节(又称00B，Out ofBand)用于NAND Flash命令执行完后设置状态用,剩余512字节又分为前半部分和后半部分。可以通过NAND Flash命令00h/01h/50h分别对前半部、后半部、OOB进行定位,通过NAND Flash内置的指针指向各自的首地址。NAND Flash的读写是通过操作NAND Flash控制器来完成的。NAND Flash控制器在其专用寄存器区(SFR)地址空间中映射有属于自己的特殊功能寄存器，包括:NFCONF、NFCMD、NFADDR、NFDATA、NFSTAT、NFECC。通过将 NAND Flash芯片的内设命令写到其特殊功能寄存器中，从而实现对NAND Flash芯片读写、ECC检验和编程控制。所述存储模块加上必备的电阻、电容等元器件，如说明书附图图3所示。
[0065]存储模块的具体操作:
[0066]I)设置NFCONF寄存器，配置NAND Flash。使能/禁止NAND Flash、使能/禁止控制引脚nFCE、初始化ECC、设置NAND Flash的时序参数等。
[0067]2)向NFCMD寄存器写入命令。包括Readl (读)、Read2 (读)、Read ID (读芯片ID)、Page Program (写页)、Block Erase (擦除块)、Read Status (读状态)等命令。
[0068]3)向NFADDR寄存器写入地址，对NAND Flash发出地址信号。
[0069]4)读/写数据:通过寄存器NFSTAT检测NAND Flash的状态，如果状态为Ready，则开始读写NFDATA寄存器启动对NAND Flash的读写操作。通过查询状态字实现了 S3C2440对NAND FLASH存储器的控制。
[0070](5)时钟模块
[0071]时钟模块用于产生系统各模块所需的时钟信号。无论是微处理器、存储器还是各种外围设备正常的工作都需要时钟信号来引导，而且不同设备由于各自特性不同，所需的时钟信号的频率也不尽相同。所以本发明方案所述的时钟模块将产生并管理各类时钟信号。
[0072]本发明所述的时钟模块为S3C2440提供系统时钟，具体包括时钟生成器和S3C2440时钟控制逻辑单元。时钟生成器包含一个振荡器(振荡放大器)，和两个PLUPhaseLocked Loop)单元。时钟生成器的主时钟源可来自外部晶振或者外部时钟。当采用外部晶振时，先接入到振荡放大器在接入PLL单元；当采用内部时钟时，则直接接入到PLL单元。在PLL单元中，产生的是FCLK、HCLK、PCLK三种时钟信号。FCLK用于ARM920T内核；HCLK用于AHB总线；PCLK用于APB总线。所述时钟模块加上必备的电容电子元器件。具体的时钟模块的电路图如说明书附图图9所示。Yl为12MHz的晶振，C1/C2为容值为15pF的电容。
[0073](6)北斗模块和GPS/GL0NASS模块
[0074]北斗模块输出北斗卫星导航信息，GPS/GL0NASS模块输出GPS和GL0NASS的卫星导航信息。北斗模块、GPS/GL0NASS模块和功分模块相连接，使用功分模块提供的GNSS模拟信号；北斗模块、GPS/GL0NASS模块和电源模块相连接，电源模块为其提供供电电源；北斗模块、GPS/GL0NASS模块和ARM9控制模块相连接，ARM9控制模块通过串口通信对北斗模块、GPS/GL0NASS模块进行控制，卫星导航信息也通过串口通信传输到ARM9控制模块。本发明调查了现有国内外的主流北斗模块和GPS/GL0ANSS模块。选择了司南公司型号为K505的北斗三频的板卡作为北斗模块，选择NovAtel公司型号为0EMV-2的板卡作为GPS/GL0ANSS模块。
[0075](7)电源模块
[0076]直流电源模块是使用通用的电源适配器为整个基准参考站提供为12V/1A的输入电源，12V/1A的输入电源经过DC-DC转换电路为模块提供3.3V/1A和5V/1A的两种电源，为ARM9控制模块，时钟模块，复位模块提供5V的电压，为SDRAM模块，存储模块，以太网通信模块，北斗模块和GPS/GL0NASS模块提供3.3V的电压。
[0077]本发明DC-DC转换电路优选电压转换芯片TPS54295，把适配器提供的电源作为电压转换芯片TPS54295的输入电压源，在TPS54254芯片外围加如必要的电阻、电容、电感组成5V和3.3V两路输出电压，5V电源为ARM9控制模块、时钟模块、复位电路提供工作电源，
3.3V电源为SDRAM模块、存储模块、以太网通信模块、北斗模块和GPS/GL0NASS模块提供工作电源。所述电源模块加上必备的电阻、电容、电感等元器件，具体电源结构图如说明书附图图7所示。
[0078](8)复位模块
[0079]可靠的复位电路对本发明CORS基准参考站的正常工作有着重要作用。复位模块和S3C2440芯片的复位端(RESET)相连接，5V电源为复位电路提供工作电源。本发明优选美国MAXM公司的MAX811复位芯片。MAX811芯片具有低功耗、智能化、微型化和高可靠性等优点，可提高复位信号的稳定性和可靠性。在本发明上电瞬间，5V的电源电压达到一定值时，MAX811芯片的2号引脚MR端输出一个大约200ms宽的复位电平信号，远大于S3C2440复位所需要的电平脉宽，使S3C2440可靠复位。具体的复位电路原理图如说明书附图图10所示。说明书附图图10中Rs为复位限流电阻，选择阻值为470欧姆；Cs为复位电路复位电容，选择电容容值为IOOnF ；Sff-PB为复位按键；VDD5V为电源模块的5V/1A的工作电源。
[0080](9)以太网通信模块
[0081]以太网通信模块采用以太网MAC控制器，用于将处理后的卫星数据传输到CORS数据中心服务器。保证具有自动协调功能可自动完成配置以最大限度地适合其线路带宽，实现在低功耗的情况下完成卫星数据的稳定、快速传输。本发明采用DM9000EP网卡芯片和网络变压器H1102NL，外加必要的电路组成以太网通信模块。
[0082]为了能够将处理后的卫星数据稳定、快速地传输到CORS数据中心服务器，必须配备性能稳定、可靠的以太网MAC控制器。本发明采用DM9000EP网卡芯片作为以太网通信模ik,它是一款高度集成的单芯片快速以太网MAC控制器，带有通用处理器接口、10M/100M物理层和16kB的SRAM，能够自动完成配置以最大限度地适合其线路带宽，实现在低功耗的情况下完成卫星数据的稳定、快速传输。访问芯片分为地址端口和数据端口，当引脚CMD接地时为地址端口 ；当引脚CMD接高电平时为数据端口。首先对内部存储器进行初始化设置，在完成初始化编程后，发出伪读写命令就可以加载当前数据到内部数据缓冲区，可以通过读写命令寄存器来定位内部存储区地址，根据当前总线模式的字长使存储地址自动加I，下一个地址数据将会自动加载到内部数据缓冲区。发送控制寄存器控制冗余校验码和填充的插入，其状态分别记录在发送状态寄存器I (03H)和发送状态寄存器2 (04H)，通过DMA端口写数据到发送包缓冲区，完成数据的传输工作。所述以太网通信模块加上必备的电阻、电容、电感等元器件，具体的接头如说明书附图图8所示。
[0083]说明书附图图2所示软件结构是本发明数据处理的功能，在移植的Linux操作系统之上，针对本发明的应用场景，设计特殊的应用软件。首先包含通信软件，本发明用作野外远程长期使用设备，必备以太网通信功能，使用S3C2440的以太网控制接口、专用的网卡芯片DM9000EP以及网络变压器H1102NL构成底层的通信硬件结构。在构成的硬件结构基础之上，移植NTRIP标准协议和TCP通信协议。把从串口获取的数据通过NTRIP协议或者TCP协议传输到CORS数据中心服务器上。存储功能应用是使用滚转脚本把卫星数据保存在存储模块中，保证数据的可追溯性。功耗管理应用实时跟踪系统空闲时间，根据空闲时间的不同设置S3C2440四种工作模式:正常工作模式、空闲模式、低速模式和休眠模式的切换，如说明书附图图6所示，进而达到节约能耗的目的。
[0084]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，其特征在于:包括直流电源模块、功分模块、北斗模块、GPS/GL0NASS模块、SDRAM模块、ARM9控制模块、以太网通信模块、时钟模块、存储模块、复位模块和GNSS天线； 所述功分模块用于将GNSS天线提供的卫星模拟信号功分成两路，并分别提供给北斗模块和GPS/GL0NASS模块； 所述北斗模块用于对功分模块输入的卫星模拟信号进行调制解调和格式变换，并向ARM9控制模块提供北斗卫星原始观测数据； 所述GPS/GL0ANSS模块用于对功分模块输入的卫星模拟信号进行调制解调和格式变换，并向ARM9控制模块提供GPS和GL0NASS卫星原始观测数据； 所述ARM9控制模块用于处理从北斗模块和GPS/GL0ANSS模块输入的卫星原始观测数据，从SDRAM模块中读取指令和数据，通过以太网通信模块把处理后的卫星原始观测数据传输到CORS数据中心服务器；并使用时钟模块提供的工作时钟，读取存储模块的u-boot、内核和文件系统，同时把卫星原始观测数据存放到存储模块； 所述复位模块用于向ARM9控制模块提供上电启动复位信号； 所述直流电源模块用于向北斗模块、GPS/GL0NASS模块、SDRAM模块、ARM9控制模块、以太网通信模块、时钟模块、复位模块和存储模块提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，其特征在于:所述ARM9控制模块采用以ARM9为内核的S3C2440芯片。
3.根据权利要求2所述的一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，其特征在于:所述SDRAM模块采用两片32M*16Bit的HY57V561620芯片组成，两块芯片采用并接的方式；所述S3C2440芯片通过SDRAM控制接口和SDRAM模块连接，所述SDRAM模块为ARM9控制模块提供系统运行内存空间。
4.根据权利要求2所述的一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，其特征在于:所述存储模块采用K9K8G08芯片，所述S3C2440芯片通过NAND FLASH控制器接口和存储模块K9K8G08芯片连接；所述复位模块采用MAX811复位芯片，所述MAX811复位芯片和S3C2440芯片的复位端相连接。
5.根据权利要求2所述的一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，其特征在于:所述以太网通信模块采用DM9000EP网卡芯片，所述S3C2440芯片通过以太网控制接口和网卡芯片DM9000EP相连。
6.根据权利要求2所述的一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，其特征在于:所述S3C2440芯片通过RS232串口与北斗模块和GPS/GL0NASS模块进行数据通信，所述北斗模块采用K505北斗三频板卡，所述GPS/GL0ANSS模块采用0EMV-2板卡。
7.根据权利 要求1所述的一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，其特征在于:所述直流电源模块使用通用电源适配器为该基准参考站提供12V/1A的输入电源，所述12V/1A输入电源通过DC-DC转换电路转换为3.3V/1A和5V/1A两种电源，所述5V/1A电源向ARM9控制模块、时钟模块、复位电路提供电源，所述3.3V电源向SDRAM模块、存储模块、以太网通信模块、北斗模块和GPS/GL0NASS模块提供电源。
8.根据权利要求7所述的一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，其特征在于:所述DC-DC转换电路采用电压转换芯片TPS54295。
9.根据权利要求1所述的一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，其特征在于:所述ARM9控制模块和CORS数据中心服务器之间采用NTRIP通信协议或TCP/IP协议进行数据传输。
10.根据权利要求1所述的一种基于ARM9的多模多频CORS基准参考站，其特征在于:所述功分模块包括SP2G芯片和O欧姆电阻；所述GNSS天线提供的卫星模拟信号通过SP2G芯片功分成两路信号，然后分别通过O欧姆电阻抑制杂波干扰后加载到北斗模块和GPS/GL0NASS 模块。
【文档编号】G01S19/23GK103792551SQ201410002033
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】潘树国, 展山山, 程良涛, 毛琪, 张 浩 申请人:东南大学