北斗高精度定位系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种北斗高精度定位系统，包括服务器和多个通过服务器与通信基站进行无线数据交换的移动数据采集终端，每个所述移动数据采集终端均包括控制器、供电电源、卫星信号采集处理模块以及与所述控制器相接的触摸屏、无线收发器和存储器，所述控制器的输出端接有报警器，所述卫星信号采集处理模块包括依次连接的射频天线、短路保护电路、信号放大器、滤波器和模数转换器，所述模数转换器的输出端与控制器的输入端相接，所述短路保护电路的输入端与控制器的输出端相接，每个所述无线收发器均与服务器无线数据通信。本实用新型设计新颖，结构简单，使用灵活，动态性强，定位精度高，且射频天线具有短路保护的功能，实用性强。
【专利说明】
北斗高精度定位系统
技术领域
[0001]本实用新型属于导航定位技术领域，具体涉及一种北斗高精度定位系统。
【背景技术】
[0002]现有的定位产品精度多在10米到100米之间，天线故障率高，这种定位精度的产品在某些对定位精度要求高的使用场景不能满足其要求，例如码头集装箱的自动化装卸、车辆高精度定位、大楼桥梁形变监测、火车轨道形变监测以及大坝形变预警监测等。而传统的高精度的实时三维坐标监测只能通过测绘手段得到某个时间点的数据，并不能长期实时监测物体的移动或形变轨迹，采集的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得高精度厘米级数据。因此现如今急需一种稳定可靠的可以通过安装在任何移动物体或者建筑物、甚至山坡底面上，进行经度、玮度和海拔三个向量的数据采集和上报，可以进行实时数据观测、记录和回放甚至是预判的基于北斗的定位系统。可通过多个移动站接收基准站的数据，并且采集北斗观测数据，在系统内比较观测值进行实时处理，同时给出高精度定位结果，历时时间短。对每个移动站中的天线本身采取短路断路保护，确保降低天线故障率，移动站可处于静止状态，也可处于运动状态，另外，移动站可与基准站通过多种通信方式传输定位数据，并且保存数据，通过分析监测历史数据，能够进行行为预判，减少不必要的社会损失和人员伤害。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种北斗高精度定位系统，其设计新颖合理，结构简单，使用灵活，动态性强，定位精度高，且射频天线具有短路保护的功能，使用安全可靠，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种北斗高精度定位系统，其特征在于:包括服务器和多个通过服务器与通信基站进行无线数据交换的移动数据采集终端，每个所述移动数据采集终端均包括控制器、供电电源、卫星信号采集处理模块以及与所述控制器相接的触摸屏、无线收发器和存储器，所述控制器的输出端接有报警器，所述卫星信号采集处理模块包括依次连接的射频天线、短路保护电路、信号放大器、滤波器和模数转换器，所述模数转换器的输出端与控制器的输入端相接，所述短路保护电路的输入端与控制器的输出端相接，每个所述无线收发器均与服务器无线数据通信，所述短路保护电路包括P沟道MOSFET管Ql、NPN三极管Q2和BNC接口 Pl，所述P沟道MOSFET管Ql的源极经电阻R7与3.3V电源相接，P沟道MOSFET管Ql的漏极分两路，一路与BNC接口 Pl的信号端相接，另一路经电阻RlO与信号放大器相接;P沟道MOSFET管Ql的栅极分两路，一路经电阻Rll和可变电阻R8与3.3V电源相接，另一路与NPN三极管Q2的集电极相接;NPN三极管Q2的发射极接地，NPN三极管Q2的基极与控制器相接。
[0005]上述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述射频天线为多频点射频天线，所述多频点射频天线安装在BNC接口 PI上。
[0006]上述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述信号放大器为射频功率放大器。
[0007]上述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述存储器包括SD卡。
[0008]上述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述无线收发器包括GPS模块。
[0009]上述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述GPS模块为SIM5320E模块，所述SM5320E模块的D+管脚分两路，一路经电阻R16接地，另一路与控制器相接；S頂5320E模块的D-管脚分两路，一路经电阻R17接地，另一路与控制器相接；SIM5320E模块的TXO管脚和RXI管脚均与控制器相接，SIM5320E模块的RST管脚经电阻R12分两路，一路与3.3V电源相接，另一路与控制器相接;S頂5320E模块的IGT管脚与NPN三极管Q3的集电极相接，NPN三极管Q3的发射极接地，NPN三极管Q3的基极经电阻R14与控制器相接。
[0010]上述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述控制器为ARM微控制器LPC1788。
[0011]上述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述触摸屏为TFT液晶触控屏。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]1、本实用新型通过射频天线实时接收北斗卫星数据，同时可通过服务器实时接收通信基站无线传输的数据，将每一时刻的卫星数据和通信基站数据通过移动数据采集终端中的控制器进行比较保存定位物体具体位置，精度高，便于推广使用。
[0014]2、本实用新型可通过实时获取的定位信息对监测的历史数据，能够进行行为预判，减少不必要的社会损失和人员伤害，可靠稳定，使用效果好。
[0015]3、本实用新型设置短路保护电路确保射频天线工作稳定，当射频天线的输入信号稳定时，信号依次经过信号放大器、滤波器和模数转换器对卫星信号进行定位;当射频天线的输入信号逐渐变的微弱时，可知射频天线短路，无法采集卫星信号，可通过控制器控制短路保护电路切断信号线路，及时报警排查故障，减少损失。
[0016]4、本实用新型设计新颖合理，体积小，拆卸安装方便，实用性强，便于推广使用。
[0017]综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，使用灵活，动态性强，定位精度高，且射频天线具有短路保护的功能，使用安全可靠，实用性强，便于推广使用。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0020]图2为本实用新型短路保护电路的电路原理图。
[0021]图3为本实用新型无线收发器的电路原理图。
[0022]附图标记说明:
[0023]!一射频天线；2—短路保护电路；3—信号放大器；
[0024]4 一滤波器；5—模数转换器；6—控制器；
[0025]7—服务器；8—无线收发器；9 一报警器；
[0026]10一存储器；11一供电电源； 12—触摸屏。
【具体实施方式】
[0027]如图1和图2所示，本实用新型包括服务器7和多个通过服务器7与通信基站进行无线数据交换的移动数据采集终端，每个所述移动数据采集终端均包括控制器6、供电电源11、卫星信号采集处理模块以及与所述控制器6相接的触摸屏12、无线收发器8和存储器10，所述控制器6的输出端接有报警器9，所述卫星信号采集处理模块包括依次连接的射频天线
1、短路保护电路2、信号放大器3、滤波器4和模数转换器5，所述模数转换器5的输出端与控制器6的输入端相接，所述短路保护电路2的输入端与控制器6的输出端相接，每个所述无线收发器8均与服务器7无线数据通信，所述短路保护电路2包括P沟道MOSFET管QUNPN三极管Q2和BNC接口Pl，所述P沟道MOSFET管Ql的源极经电阻R7与3.3V电源相接，P沟道MOSFET管Ql的漏极分两路，一路与BNC接口 Pl的信号端相接，另一路经电阻RlO与信号放大器3相接;P沟道MOSFET管Ql的栅极分两路，一路经电阻RlI和可变电阻R8与3.3V电源相接，另一路与NPN三极管Q2的集电极相接;NPN三极管Q2的发射极接地，NPN三极管Q2的基极与控制器6相接。
[0028]实际使用中，多个移动数据采集终端可分别安装在多个固定的物体上，也可分别安装在多个移动的物体上实时采集北斗卫星的卫星信号，并实时接收通信基站无线传输的信号。
[0029]本实施例中，所述射频天线I为多频点射频天线，所述多频点射频天线安装在BNC接口 Pl上。
[0030]本实施例中，所述信号放大器3为射频功率放大器。
[0031]本实施例中，所述存储器10包括SD卡。
[0032]本实施例中，所述无线收发器8包括GPS模块。
[0033]实际使用中，无线收发器8还可采用无线WIF1、4G无线通信或无线电台进行无线数据传输。
[0034]如图3所示，本实施例中，所述GPS模块为SM5320E模块，所述S頂5320E模块的D+管脚分两路，一路经电阻R16接地，另一路与控制器6相接;SM5320E模块的D-管脚分两路，一路经电阻R17接地，另一路与控制器6相接;S頂5320E模块的TXO管脚和RXI管脚均与控制器6相接，S頂5320E模块的RST管脚经电阻R12分两路，一路与3.3V电源相接，另一路与控制器6相接;S頂5320E模块的IGT管脚与NPN三极管Q3的集电极相接，NPN三极管Q3的发射极接地，NPN三极管Q3的基极经电阻R14与控制器6相接。
[0035]本实施例中，所述控制器6为ARM微控制器LPC1788。
[0036]本实施例中，所述触摸屏12为TFT液晶触控屏。
[0037]本实用新型使用时，通过每个移动数据采集终端中的触摸屏12提前设置各个参数的安全阈值范围，供电电源11为该移动数据采集终端中各个用电模块匹配稳定的电源，满足各个用电模块不同的电压需求，射频天线I实时采集北斗卫星的无线射频信号，通过控制器6控制导通短路保护电路2将无线射频信号输入到信号放大器3中进行微弱信号的放大处理，在通过滤波器4滤波去噪后送入到模数转换器5中将模拟信号转换为控制器6可处理的数字信号；同时通过服务器7无线接收通信基站发送过来的基准信号，将卫星信号与基准信号进行比较精准定位，并通过不同时刻的比较数据判定下一时刻的定位数据，能够进行行为预判，并将所有数据存储在该移动数据采集终端中的存储器10中，当射频天线I的输入信号稳定时，对卫星信号进行定位;当射频天线I的输入信号逐渐变的微弱时，可知射频天线I短路，此时无法采集卫星信号，可通过控制器6控制短路保护电路2切断信号线路，并通过报警器9报警提醒，及时排查故障，使用效果好。
[0038]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种北斗高精度定位系统，其特征在于:包括服务器(7)和多个通过服务器(7)与通信基站进行无线数据交换的移动数据采集终端，每个所述移动数据采集终端均包括控制器(6)、供电电源(11)、卫星信号采集处理模块以及与所述控制器(6)相接的触摸屏(12)、无线收发器(8)和存储器(10)，所述控制器(6)的输出端接有报警器(9)，所述卫星信号采集处理模块包括依次连接的射频天线(I)、短路保护电路(2)、信号放大器(3)、滤波器(4)和模数转换器(5)，所述模数转换器(5)的输出端与控制器(6)的输入端相接，所述短路保护电路(2)的输入端与控制器(6)的输出端相接，每个所述无线收发器(8)均与服务器(7)无线数据通信，所述短路保护电路(2)包括P沟道MOSFET管Ql、NPN三极管Q2和BNC接口 Pl，所述P沟道MOSFET管Ql的源极经电阻R7与3.3V电源相接，P沟道MOSFET管Ql的漏极分两路，一路与BNC接口 Pl的信号端相接，另一路经电阻RlO与信号放大器(3)相接;P沟道MOSFET管Ql的栅极分两路，一路经电阻Rll和可变电阻R8与3.3V电源相接，另一路与NPN三极管Q2的集电极相接；NPN三极管Q2的发射极接地，NPN三极管Q2的基极与控制器(6)相接。2.按照权利要求1所述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述射频天线(I)为多频点射频天线，所述多频点射频天线安装在BNC接口 Pl上。3.按照权利要求1所述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述信号放大器(3)为射频功率放大器。4.按照权利要求1所述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述存储器(10)包括SD卡。5.按照权利要求1所述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述无线收发器(8)包括GPS模块。6.按照权利要求5所述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述GPS模块为SIM5320E模块，所述SM5320E模块的D+管脚分两路，一路经电阻R16接地，另一路与控制器(6)相接；S頂5320E模块的D-管脚分两路，一路经电阻R17接地，另一路与控制器(6)相接;S頂5320E模块的TXO管脚和RXI管脚均与控制器(6)相接，Sni5320E模块的RST管脚经电阻R12分两路，一路与3.3V电源相接，另一路与控制器(6)相接;Sni5320E模块的IGT管脚与NPN三极管Q3的集电极相接，NPN三极管Q3的发射极接地，NPN三极管Q3的基极经电阻R14与控制器(6)相接。7.按照权利要求1所述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述控制器(6)为ARM微控制器 LPCl 788。8.按照权利要求1所述的北斗高精度定位系统，其特征在于:所述触摸屏(12)为TFT液晶触控屏。
【文档编号】G01S19/42GK205484828SQ201620221561
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】于仁普, 刘愿, 王文芳, 李飞, 张晓琳, 张宇飞, 宋飞, 潘建邦, 何伟
【申请人】西安兖矿科技研发设计有限公司