一种铁路车载卫星定位单元及其实现方法与流程

本发明涉及铁路无线通信系统，特别涉及一种铁路车载卫星定位单元及其实现方法。

背景技术：

铁路无线通信系统中的机车车载无线通信设备一般需要具备卫星定位功能，并能够通过卫星定位系统进行校时。目前，机车车载无线通信设备一般通过设备内部的卫星定位单元采用gps实现卫星定位和校时功能，依赖于gps即美国全球定位系统。近年来，随着我国自主研发的北斗卫星导航系统即bds的建设和服务能力的发展，bds已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报等领域，并正在逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面。bds空间段高轨卫星更多使其抗遮挡能力更强，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。bds能够满足铁路无线通信系统对卫星定位和校时功能的需求，性能更加优越可靠，同时避免了对国外卫星定位系统的依赖性，在国防安全性上具有重大战略意义。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的问题，为了满足铁路无线通信系统功能需求，实现机车车载无线通信设备卫星定位和校时功能，避免对国外卫星定位系统的依赖性，同时考虑既有设备的过度和兼容性，本发明提供一种铁路车载卫星定位单元及其实现方法。

本发明采取的技术方案是：一种铁路车载卫星定位单元，其特征在于：包括型号为lm22670的开关电源芯片、型号为lm7805的ldo电源芯片、型号为neo-m8n的卫星定位芯片、型号为max3232的接口芯片、电感l、电阻r、肖特基二极管vd1、可充电纽扣电池gb和esd保护二极管vd2；所述开关电源芯片输入端连接外部dc13.8v供电，输出端连接单元内部各器件dc3.3v供电输入接口；ldo电源芯片输入端连接外部dc13.8v供电，输出端串联电阻r和电感l后连接卫星定位芯片rf_in引脚；肖特基二极管vd1阳极连接dc3.3v供电，阴极与可充电纽扣电池gb正极一起连接到卫星定位芯片v_bckp引脚，可充电纽扣电池gb负极接地；esd保护二极管vd2阴极连接卫星定位芯片rf_in引脚，阳极接地；卫星定位芯片reset_n引脚连接外部复位控制接口，rf_in引脚连接外部天线；接口芯片232端连接外部设备，ttl端连接卫星定位单元uart接口。

本发明所述的一种铁路车载卫星定位单元的实现方法，其特征在于：通过开关电源芯片进行电源转换，将外部dc13.8v电源转换为dc3.3v为单元内部器件供电；通过ldo电源芯片进行电源转换，将外部dc13.8v电源转换为dc5v，并通过串联电阻r和电感l为外部天线提供dc5v供电；通过肖特基二极管vd1对可充电纽扣电池gb进行充放电控制，有外部供电时，通过肖特基二极管vd1为卫星定位芯片提供rtc供电，并对可充电纽扣电池gb进行充电，无外部供电时，通过可充电纽扣电池gb为卫星定位芯片提供rtc供电，并通过肖特基二极管vd1防止可充电纽扣电池gb对单元内dc3.3v系统供电；通过esd保护二极管vd2对卫星定位芯片rf_in引脚进行esd保护；通过外部复位控制信号实现对卫星定位芯片的复位控制；通过外部天线接收卫星定位信号并通过rf_in引脚传送到卫星定位芯片，卫星定位芯片对卫星定位信号进行解调获取bds和gps卫星定位信息和时间信息；通过接口芯片对外部数据通信接口rs-232电平与卫星定位芯片uart接口ttl电平进行电平桥接，实现卫星定位芯片与外部设备的数据通信，传输卫星定位信息和时间信息。

本发明的有益效果是：实现了铁路无线通信系统中机车车载无线通信设备卫星定位和校时功能，兼容bds和gps两种卫星定位系统，避免了对国外卫星定位系统的依赖性，同时满足了既有设备过度和兼容性需求。

附图说明

图1为本发明电路原理示意图。

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明，以下结合附图和实施例详细描述。

如图1所示，一种铁路车载卫星定位单元包括开关电源芯片、ldo电源芯片和电感l、肖特基二极管vd1、可充电纽扣电池gb、esd保护二极管vd2、卫星定位芯片、接口芯片；开关电源芯片型号为lm22670、ldo电源芯片型号为lm7805、卫星定位芯片型号为neo-m8n、接口芯片型号为max3232、电感l型号为lqg15hs27nj02、肖特基二极管vd1型号为bas40、可充电纽扣电池gb型号为ms621fe、esd保护二极管vd2型号为esd9l5.0st5g。

开关电源芯片输入端连接外部dc13.8v供电，输出端连接单元内部各器件dc3.3v供电输入接口；通过开关电源芯片将外部dc13.8v电源转换为dc3.3v为单元内部器件供电。

ldo电源芯片输入端连接外部dc13.8v供电，输出端串联10ω电阻r和15h电感l后连接卫星定位芯片rf_in引脚；通过ldo电源芯片将外部dc13.8v电源转换为dc5v，并通过串联电阻r和电感l为外部天线提供dc5v供电。

肖特基二极管vd1阳极连接dc3.3v供电，阴极与可充电纽扣电池gb正极一起连接到卫星定位芯片v_bckp引脚，可充电纽扣电池gb负极接地；通过肖特基二极管vd1对可充电纽扣电池gb进行充放电控制，有外部供电时，通过肖特基二极管为卫星定位芯片提供rtc供电，并对可充电纽扣电池gb进行充电，无外部供电时，通过可充电纽扣电池gb为卫星定位芯片提供rtc供电，并通过肖特基二极管vd1防止可充电纽扣电池gb对单元内dc3.3v系统供电。

esd保护二极管vd2阴极连接卫星定位芯片rf_in引脚，阳极接地；通过esd保护二极管vd2卫星定位芯片rf_in引脚进行esd保护。

卫星定位芯片reset_n引脚连接外部复位控制接口，rf_in引脚连接外部天线；通过外部复位控制信号实现对卫星定位芯片的复位控制；通过外部天线接收卫星定位信号并通过rf_in引脚传送到卫星定位芯片，卫星定位芯片对卫星定位信号进行解调获取bds和gps卫星定位信息和时间信息。

接口芯片232端连接外部设备，ttl端连接卫星定位单元uart接口；通过接口芯片对外部数据通信接口rs-232电平与卫星定位芯片uart接口ttl电平进行电平桥接，实现卫星定位芯片与外部设备的数据通信，传输卫星定位信息和时间信息。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种铁路车载卫星定位单元及其实现方法。包括开关电源芯片、LDO电源芯片和电感、肖特基二极管、可充电纽扣电池、保护二极管、卫星定位芯片、接口芯片；通过开关电源芯片进行电源转换为单元内器件提供DC3.3V供电；通过LDO电源芯片进行电源转换，并通过电感为外部天线提供DC5V供电；通过肖特基二极管对可充电纽扣电池进行充放电控制，在无外部供电时通过可充电纽扣电池提供RTC供电；通过ESD保护二极管对天线接口进行ESD保护；通过卫星定位芯片解调卫星定位信号获取BDS和GPS卫星定位及时间信息；通过接口芯片进行接口电平转换与外部设备进行数据通信；实现了铁路车载无线通信设备的卫星定位和校时功能。

技术研发人员：罗群;杨会心;贺松松
受保护的技术使用者：天津七一二通信广播股份有限公司
技术研发日：2018.11.15
技术公布日：2019.01.22