一种高精度定位移动终端的制作方法

本实用新型属于铁路行业中移动终端定位技术领域，特别是涉及一种高精度定位移动终端。

背景技术：

随着通信技术、卫星定位技术等快速发展，铁路行业自动化、信息化水平也在快速逐年提升；在铁路行业，由于前期受技术、通信、资源等限制，关于铁路施工人员的高精度定位一直处于空白状态；研究表明，通过对人员的精准定位再辅助其他信息化系统可以大大提高人员的安全防护水平。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种高精度定位移动终端，将高精度定位模块与移动电子设备相连接，高精度定位模块根据接收外部差分服务器的差分数据信息及卫星定位信息实时获得移动电子设备的高精度位置信息，并传送至移动电子设备；移动电子设备获得高精度定位信息通过移动公网传输至外部服务器；同时，高精度定位移动终端通过移动公网与外部服务器、其他高精度定位移动终端进行通信。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

本实用新型提供一种高精度定位移动终端，包括移动电子设备和高精度定位模块，所述高精度定位模块通过对外接口与移动电子设备通信连接；所述高精度定位模块用于北斗/GPS卫星信号、差分数据的接收和定位运算，包括北斗/GPS单元、主控单元、存储单元、电源管理单元以及接口单元，所述主控单元分别与北斗/GPS单元、存储单元、接口单元相连接，所述电源管理单元分别与主控单元、北斗/GPS单元、存储单元、接口单元相连接。

进一步地，所述北斗/GPS单元用于接收北斗/GPS卫星信号、差分数据以及定位运算，并将定位运算结果传输至主控单元，其包括天线、北斗/GPS接收芯片及外围电路，所述天线与北斗/GPS接收芯片的输入端连接；

所述天线，用于北斗/GPS卫星信号接收；

所述北斗/GPS接收芯片及外围电路，用于将天线接收的北斗/GPS卫星信号进行转换、信号解调，定位运算后将高精度定位信息传输至主控单元。

进一步地，所述主控单元用于数据处理，并将处理后的高精度定位信息通过接口单元传输至移动电子设备，其包括主控处理器及外围电路，所述主控处理器外围电路包括复位电路和时钟电路；

所述复位电路，用于主控处理器看护检测、电源监控，自动复位及人工复位；

所述时钟电路，用于产生固定频率时钟信号，并传输至主控处理器。

进一步地，所述接口单元用于主控单元输出信号接口协议及方式转换，并提供外部通信及电源接口，其包括USB接口芯片及外围电路、蓝牙无线通信接口芯片或/和WIFI无线通信接口芯片；

所述USB接口芯片，用于接收信号USB接口协议转换处理及信号传输；

所述USB接口芯片外围电路，用于USB接口传输通道干扰信号滤波处理及瞬态干扰抑制；

所述蓝牙无线通信接口芯片，用于短距离无线通讯；

所述WIFI无线通信接口芯片，用于将高精度定位模块连接到一个无线局域网。

进一步地，所述电源管理单元当采用USB SLAVE模式时，包括电源管理芯片及外围电路，由移动电子设备向高精度定位模块提供电源；

所述电源管理芯片，用于电源转换、稳压；

所述电源管理芯片外围电路，包括滤波电路、限幅电路及电源指示电路，所述滤波电路，用于输入电源干扰信号滤波；所述限幅电路，用于电源输入电压超限值保护；所述电源指示电路，用于电源输入、输出工作及告警指示。

进一步地，所述电源管理单元当采用USB HOST模式时，包括电池、电源管理芯片及外围电路，使用电池通过USB接口给移动电子设备供电，高精度定位模块与电池一体化设计；

所述电源管理芯片，用于电源转换、稳压，电池电压、输出电流检测，当电池电压低于设定限值时，切断电源输出；

所述电源管理芯片外围电路，包括滤波电路、限幅电路及电源指示电路，所述滤波电路，用于输入电源干扰信号滤波；所述限幅电路，用于电源输入电压超限值保护；所述电源指示电路，用于电源输入、输出工作及告警指示。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的高精度定位移动终端采用相位差分定位技术、USB传输技术等，通过在移动电子设备上加装高精度定位模块，移动电子设备接收外部差分服务器数据并传输至高精度定位模块，高精度定位模块对接收的卫星定位数据及差分数据进行定位运算后获得高精度定位信息，然后通过高精度定位模块的接口单元将高精度定位信息传输至移动电子设备，实现移动电子设备的高精度定位。

2、本实用新型的高精度定位模块可以不设置电池，也可以设置电池。当设置电池时，将高精度定位模块与背夹电池、充电宝等相结合一体化设计，并和移动电子设备的接口连接，不仅可以通过数据线为移动电子设备提供所需直流电源，而且也可以通过数据线将高精度定位模块运算出的高精度定位信息传输至移动电子设备。当不设置电池时，由移动电子设备通过数据线为高精度定位模块提供电源。本实用新型的高精度定位移动终端设计巧妙、实用性强、便于携带，大大提高了铁路施工人员的人身安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一的高精度定位移动终端的结构框图；

图2是本实用新型实施例一的高精度定位模块的结构框图；

图3是本实用新型实施例二的高精度定位移动终端的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二的高精度定位模块的结构示意图；

图5是本实用新型实施例三的高精度定位移动终端的结构示意图；

图6是本实用新型实施例三的高精度定位模块的结构示意图；

图7是本实用新型实施例四的高精度定位模块的结构示意图；

图8 是本实用新型实施例四的移动电子设备的结构示意图；

图9是本实用新型实施例五的高精度定位模块的结构示意图。

图中序号所代表的含义为：101.移动电子设备，102.高精度定位模块，103.北斗/GPS单元，104.主控单元，105.存储单元，106.电源管理单元，107.接口单元，108.差分服务器，109.电池，110.USB接口，111.磁铁，112.金属材料，113.可调节背夹。

具体实施方式

实施例一，如图1所示，本实施例的一种高精度定位移动终端，包括移动电子设备101和高精度定位模块102，所述高精度定位模块102通过对外接口与移动电子设备101通信连接；如图2所示，所述高精度定位模块102用于北斗/GPS卫星信号、差分数据的接收和定位运算，包括北斗/GPS单元103、主控单元104、存储单元105、电源管理单元106以及接口单元107，所述主控单元104分别与北斗/GPS单元103、存储单元105、接口单元107相连接，所述电源管理单元106分别与主控单元104、北斗/GPS单元103、存储单元105、接口单元107相连接。

所述北斗/GPS单元103用于接收北斗/GPS卫星信号、差分服务器108发送的差分数据以及定位运算，并将定位运算结果传输至主控单元104，其包括天线、北斗/GPS接收芯片及外围电路，所述天线与北斗/GPS接收芯片的输入端连接。

所述天线，采用内置天线，用于北斗/GPS卫星信号接收。

所述北斗/GPS接收芯片及外围电路，用于将天线接收的北斗/GPS卫星信号进行转换、信号解调，定位运算后将高精度定位信息传输至主控单元。

所述主控单元104，用于北斗/GPS单元103传输数据处理、接口单元107传输数据处理、数据存储管理、电源管理单元106传输数据处理，将处理后的高精度定位信息通过接口单元107传输至移动电子设备101，其包括主控处理器及外围电路，所述主控处理器与外围电路相连接，所述主控处理器外围电路包括复位电路和时钟电路。

所述复位电路，用于主控处理器看护检测、电源监控，自动复位及人工复位。

所述时钟电路，用于产生固定频率时钟信号，并传输至主控处理器。

所述接口单元107用于主控单元104输出信号接口协议及方式转换，并提供外部通信及电源接口，其包括USB接口芯片及外围电路、蓝牙无线通信接口芯片或/和WIFI无线通信接口芯片。

所述USB接口芯片，用于接收信号USB接口协议转换处理及信号传输。

所述USB接口芯片外围电路，用于USB接口传输通道干扰信号滤波处理及瞬态干扰抑制。

所述蓝牙无线通信接口芯片，用于短距离无线通讯。

所述WIFI无线通信接口芯片，用于将高精度定位模块连接到一个无线局域网。

所述存储单元105，用于主控单元104处理后传输信息存储。

所述电源管理单元106，当采用USB HOST模式时，包括电池、电源管理芯片及外围电路，所述电池通过外围电路与电源管理芯片连接，使用电池通过USB接口110给移动电子设备供电。所述电池与高精度定位模块一体化设计。

所述高精度定位模块102与移动电子设备101可以通过数据线进行有线通信，也可以通过蓝牙或者WIFI进行无线通信，高精度定位模块102可以通过数据线为移动电子设备101提供所需直流电源。

所述电源管理芯片，用于电源转换、稳压，电池电压、输出电流检测，当电池电压低于设定限值时，切断电源输出。

所述电源管理芯片外围电路，包括滤波电路、限幅电路及电源指示电路，所述滤波电路，用于输入电源干扰信号滤波；所述限幅电路，用于电源输入电压超限值保护；所述电源指示电路，用于电源输入、输出工作及告警指示。

所述移动电子设备101用于对外设备之间数据通信、信息处理及显示、报警、语音视频、数据存储及查询；所述移动电子设备101，为手机、平板电脑、车载电子设备、移动通信终端中的一种。

利用上述的一种高精度定位移动终端实现的高精度定位方法，包括以下步骤：

步骤S301，通过移动电子设备与差分服务器建立数据通信，获取差分数据并传输至高精度定位模块；

所述移动电子设备内置有嵌入式软件，配置有连接的差分服务器IP及校验信息；当设备启动后，通过内置移动通信模块经公用移动通信网络向配置的差分服务器自动发起握手请求通信连接信息；所述内置移动通信模块，为GPRS通信模块、GSM-R通信模块、移动4G通信模块、多模通信模块中的一种。

所述差分服务器，通过室外卫星接收基站获取基准位置信息，经运算处理获取位置差分数据；所述差分服务器配置有各移动电子设备ID，当接收到移动电子设备的握手请求信息时，首先对移动电子设备的身份进行校验，经校验通过后与移动电子设备建立通信连接。

所述差分服务器与移动电子设备建立通信连接后，按照设定时间周期向移动电子设备发送差分数据信息，移动电子设备接收到差分数据信息后，通过内置通信接口转发至高精度定位模块；所述差分服务器传输差分数据信息，通过加密封装后向外广播发送。

步骤S302，高精度定位模块对实时接收的北斗/GPS卫星信息和差分数据进行定位运算，获得高精度定位信息并传输至移动电子设备；

所述高精度定位模块，一方面通过内置的北斗/GPS单元实时接收卫星信号；同时，通过内置接口单元实时接收移动电子设备转发的差分数据信息，经主控单元处理后转发至北斗/GPS单元；

北斗/GPS单元对接收的北斗/GPS卫星信号和差分数据进行定位运算后输出高精度定位信息，然后将高精度定位信息传输至主控单元，主控单元对接收高精度定位信息、模块设备状态信息进行综合信息处理、信息打包封装后，通过接口单元传输至移动电子设备。

步骤S303，移动电子设备获得移动终端高精度定位信息，同时高精度定位移动终端与其他高精度定位移动终端、服务器建立通信连接并进行数据传输。

所述移动电子设备，当接收到高精度定位模块传输信息时，对接收信息进行解析、运算处理，获得移动终端的高精度定位信息，然后将高精度定位信息通过公用移动通信网络传输至服务器，同时，移动终端也可将获取的高精度定位信息与网络内其他终端进行通信，将本设备的精确位置通过公用移动通信网络传输至连接的终端设备。

所述移动电子设备，用于接收服务器转发的铁路站场信号状态信息和连接的其他移动终端运行信息；所述移动电子设备的嵌入式软件，包括显示模块、通信模块、数据处理模块、报警模块、语音模块、视频模块、数据管理模块、查询模块、身份验证模块以及模拟电台通信模块。

显示模块，用于地面信号状态信息、邻近信号设备信息、接近列车信息、地图信息、预警信息、视频信息和通信状态信息显示。

通信模块，完成定位通信、与差分服务器通信（移动公网）、与业务服务器通信（移动公网），接收地面信号状态信息、邻近信号设备信息、接近列车信息、地图信息、预警信息，同时传输高精度位置信息，还与穿戴设备通信（通过蓝牙，传输报警信息，使穿戴设备发出语音或者振动提示）。

数据处理模块，用于接收信息综合处理，并将处理后数据传输至通信模块进行信息转发，处理后数据传输至数据管理模块进行信息存储管理。

报警模块，用于报警信息提示。

语音模块，用于移动终端之间、移动终端与指挥终端之间的语音对话。

视频模块，用于移动终端之间、移动终端与指挥终端之间的视频对话。

数据管理模块，用于信息存储管理，并对存储的数据按照设定时间范围自动清除早期数据，释放内存空间。

查询模块，用于历史信息回放查询。

身份验证模块，用于授权用户身份验证。

模拟电台通信模块，用于电台模拟及移动终端之间短距离（10公里以内）的无线通信，此时，不需要使用移动网络，节约了开支。

为了便于本领域技术人员的理解，下面举例实施例二至实施例五进行具体结构说明。

实施例二，如图3和图4所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述高精度定位模块102与电池109一体化设计，并采用背夹形式与移动电子设备101相结合，移动电子设备101嵌入到高精度定位模块102上；所述高精度定位模块102的电源管理单元采用USB HOST模式，此时，高精度定位模块102通过内置的USB接口110与移动电子设备101相连接，所述高精度定位模块102通过内置的USB接口110将高精度定位信息传输给移动电子设备101，同时，高精度定位模块102为移动电子设备101提供电能，高精度定位模块102与移动电子设备101可以进行双向数据传输。其他具体实施方式与实施例一相类似，此处不再赘述。

实施例三，如图5和图6所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述高精度定位模块102采用独立的充电宝形式与移动电子设备101相结合，高精度定位模块102通过外置的USB接口110经过数据线与移动电子设备101相连接，高精度定位模块102通过外置的USB接口110和数据线将高精度定位信息传输给移动电子设备101，同时，高精度定位模块102为移动电子设备101提供电能，高精度定位模块102与移动电子设备101可以进行双向数据传输。其他具体实施方式与实施例一相类似，此处不再赘述。

实施例四，如图7和图8所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述高精度定位模块102采用磁吸方式与移动电子设备101相结合，在高精度定位模块102的正面设置有磁铁111，在移动电子设备101的背面设置有能被磁铁111吸附的金属材料112，高精度定位模块102与移动电子设备101通过磁吸方式固定在一起，高精度定位模块102通过外置的USB接口110、蓝牙无线通信接口或者WIFI无线通信接口将高精度定位信息传输给移动电子设备101；当高精度定位模块102采用USB接口110时，高精度定位模块102能够为移动电子设备101提供电能。其他具体实施方式与实施例一相类似，此处不再赘述。

实施例五，如图9所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述高精度定位模块102采用夹持装置方式与移动电子设备101相结合，该夹持装置采用可调节背夹113，高精度定位模块102通过外置的USB接口110、蓝牙无线通信接口或者WIFI无线通信接口将高精度定位信息传输给移动电子设备101；当高精度定位模块102采用USB接口时，高精度定位模块102能够为移动电子设备101提供电能。其他具体实施方式与实施例一相类似，此处不再赘述。

实施例六，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述电源管理单元106当采用USB SLAVE模式时，包括电源管理芯片及外围电路，高精度定位模块102不包含电池109，由移动电子设备101通过对外接口为高精度定位模块102提供电源。

所述电源管理芯片，用于电源转换、稳压；所述电源管理芯片外围电路，包括滤波电路、限幅电路及电源指示电路，所述滤波电路，用于输入电源干扰信号滤波；所述限幅电路，用于电源输入电压超限值保护；所述电源指示电路，用于电源输入、输出工作及告警指示。所述高精度定位模块102通过数据线与移动电子设备101连接，移动电子设备101通过数据线为高精度定位模块102提供电源，高精度定位模块102通过USB接口经数据线与移动电子设备101进行双向数据传输。其他具体实施方式与实施例一相类似，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来讲是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。