专利名称：全球定位系统载波相位定位测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无线电测量技术领域，具体涉及到全球定位系统载波相位定位测量仪。
背景技术：
目前，全球定位系统载波相位测量的仪器已有多种型号，但价格都很昂贵，三台测量接收机为一组，购买需10万元以上，而且测量接收机又存在溢出的问题未解决，而且购买的设备均无设计图纸，仪器维修的费用也相当高。同时，使用单位又急需高精度的测量仪器，在几公里的测量范围内误差小于10mm，来定出所安装精密仪器的准确位置，这种精度的测量范围一般测量仪器是无法达到的。目前使用单位迫切需要一种高精度的全球定位系统载波相位定位测量仪。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述测量仪器的缺点，提供一种设计合理、使用效果好、设备成本低、抗干扰能力强、能耗低、操作灵活简便的全球定位系统载波相位定位测量仪。
解决上述技术问题所采用的技术方案是它包括可接收全球定位系统输出的数据信息的GPS载波相位接收电路。接口电路。控制电路，该电路与GPS载波相位接收电路和接口电路相连接。显示接口电路，该电路的输入端接控制电路。地址译码器1，该电路的输入端接控制电路。地址译码器2，该电路的输入端接控制电路。它还包括非易失存储器，该存储器通过电缆与地址译码器1和地址译码器2以及控制电路相连接。
本实用新型的控制电路包括测量-通讯控制电路、逻辑接口控制电路、单片计算机，单片计算机的输入端接测量-通讯控制电路、输出端接显示接口电路，单片计算机通过电缆与地址译码器1和地址译码器2以及非易失存储器相连接，逻辑接口控制电路与单片计算机和GPS载波相位接收电路以及接口电路相连接。
本实用新型的地址译码器2由集成电路U4构成，为A16-A23地址译码器，集成电路U4的D0～D7端通过总线接单片计算机、Q0～Q4端接非易失存储器、11脚和1脚接单片计算机；所说的非易失存储器由集成电路U6构成，集成电路U6的D0～D7端通过总线接单片计算机和地址译码器1、A0～A7端通过总线接地址译码器1、A8～A15端通过总线接单片计算机、A16～A20端通过总线接集成电路U4的Q0～Q4端、23脚接单片计算机、25脚接单片计算机和集成电路U4的11脚、30脚接单片计算机。
本实用新型采用全球定位系统接收电路接收，能自动接收载波相位数据、通过通讯一测量控制电路来选择，单片计算机控制是否与外部计算机的RS-232C口进行通讯，还是接收GPS VP OEM板232口输出的载波相位数据，单片计算机控制非易失存储器的存储以及显示接口电路，整机重量为0.5公斤。本实用新型具有抗干扰能力强、能耗低、重量轻、操作灵活简便等优点，可广泛应用于大地测量、地震形变监测、工程测量、地形测量等领域。
图1是本实用新型的电气原理方框图。
图2是本实用新型的电子线路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
图1是本实用新型的电气原理方框图，参见图1。在图1中，本实用新型是由GPS(全球定位系统)载波相位接收电路、逻辑接口控制电路、接口电路、测量-通讯控制电路、单片计算机、显示接口电路、地址译码器1、地址译码器2、非易失存储器连接构成，其中测量通讯-控制电路、逻辑接口控制电路、单片计算机连接成控制电路。GPS载波相位接收电路接收全球定位系统的时间、经纬度、高程、星历、伪距等数据，GPS载波相位接收电路与逻辑接口控制电路相连接、逻辑接口控制电路与接口电路和单片计算机相连接，测量通讯-控制电路的输出端接单片计算机，单片计算机的输出端接显示接口电路，单片计算机与地址译码器1、地址译码器2、非易失存储器相连接。
在图2中，本实施例的GPS载波相位接收电路由全球定位系统接收机U9构成，全球定位系统接收机U9的型号是MOTOROLA GPS VP ONCORE OEM。全球定位系统接收机U9接收全球定位系统的时间、经纬度、高程、星历、伪距等数据，全球定位系统接收机U9的8脚和输出端9脚接逻辑接口控制电路。
本实施例的接口电路为RS232C接口电路，由集成电路U3、C5～C8连接构成，集成电路U3的型号是MAX232。集成电路U3的输入端8脚将与外计算机的串行口连接、1脚和3脚分别接C5的两端、2脚接C6的一端、16脚和C6的另一端接5v电源正极、6脚接C7的一端、15脚和C7的另一端接地、4脚和5脚分别接C8的两端、9脚和10脚以及11脚接逻辑接口控制电路、输出端7脚将与外部计算机的串行口连接。
本实施例的逻辑接口控制电路由集成电路U5A～集成电路U5D、集成电路U7A～集成电路U7D、集成电路U8E、R8～R10连接构成，集成电路U5A～集成电路U5D和集成电路U7A～集成电路U7D的型号是74HC00N，集成电路U8E的型号是74HC04。集成电路U5C的9脚接全球定位系统接收机U9的8脚、10脚接集成电路U5D的11脚、8脚接集成电路U5A的2脚，集成电路U5D的12脚通过R8接5v电源正极、13脚接集成电路U5B的4脚和集成电路U7B的4脚以及集成电路U8E的11脚并接单片计算机，集成电路U5B的5脚接集成电路U3的9脚、6脚接集成电路U5A的1脚，集成电路U5A的3脚接单片计算机，集成电路U7B的5脚接集成电路U7C的9脚和单片计算机、6脚接集成电路U7A的1脚，集成电路U7A的2脚通过R9接5v电源正极、3脚接集成电路U3的10脚和11脚，集成电路U8E的10脚接集成电路U7C的10脚，集成电路U7C的8脚接集成电路U7D的12脚，集成电路U7D的13脚通过R10接5v电源正极、11脚接全球定位系统接收机U9的9脚。
本实施例的测量-通讯控制电路由集成电路U8D、R4、R5、C4、开关K1连接构成，集成电路U8D的型号是74HC04。集成电路U8D的9脚接C4的一端以及通过R4接5v电源正极并通过R5接开关K1的一端、8脚接单片计算机，开关K1的另一端和C4的另一端接地。测量-通讯控制电路产生两种电平状态，单片计算机查询到其中的一种状态后，便可决定是进行测量还是通讯，以便去控制逻辑接口控制电路的状态。
本实施例的单片计算机由集成电路U1、R6、R7、C1、C2、C3、振荡器JT连接构成，集成电路U1的型号是AT89C51。集成电路U1的1脚接非易失存储器、2脚接集成电路U7B的4脚和集成电路U8E的11脚以及集成电路U5B的4脚并接集成电路U5D的13脚、3脚～5脚接显示接口电路、6脚接集成电路U8D的8脚、10脚接集成电路U5A的3脚、14脚接地址译码器2、18脚和19脚接C1和C2以及振荡器JT连接的复位电路、9脚接R7和C3的一端、11脚接集成电路U7B的5脚和集成电路U7C的9脚、16脚接非易失存储器、17脚接地址译码器2和非易失存储器、P27～P20端通过总线接地址译码器2和非易失存储器、30脚接地址译码器1、31脚通过R6接5v电源正极、P00～P07端通过总线接地址译码器1和非易失存储器，R7的另一端接地，C3的另一端接5v电源正极。单片计算机的P11端控制逻辑接口控制电路，当P11端为高电平时，允许与外部计算机通讯；当P11端为低电平时，允许与全球定位系统接收机U9进行通讯。
本实施例的显示接口电路由集成电路U8A～集成电路U8C、发光二级管D1～发光二级管D3、R1～R3连接构成，集成电路U8A～集成电路U8C的型号是74HC04。集成电路U8A的1脚接集成电路U1的3脚、2脚接发光二极管D1的正极，发光二极管D1的负极通过R1接地，集成电路U8B的3脚接集成电路U1的4脚、4脚接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极通过R2接地，集成电路U8C的5脚接集成电路U1的5脚、6脚接发光二极管D3的正极，发光二极管D3的负极通过R3接地。显示接口电路的不同状态组合可表示跟踪到卫星并正常工作，非易失存储器满，与外计算机通讯。
本实施例的地址译码器1由集成电路U2构成，集成电路U2的型号是74HC373，为A01-A07地址译码器。集成电路U2的D0～D7端通过总线接集成电路U1的P00～P07端和非易失存储器、Q0～Q7端通过总线接非易失存储器、11脚接集成电路U1的30脚。
本实施例的地址译码器2由集成电路U4构成，集成电路U4的型号是74HC377为A16-A23地址译码器。集成电路U4的D0～D7端通过总线接集成电路U1的P20～P27端、Q0～Q4端接非易失存储器、11脚接集成电路U1的17脚，1脚接集成电路U1的14脚。
本实施例的非易失存储器由集成电路U6构成，集成电路U6的型号是DCM82000。集成电路U6的D0～D7端通过总线接集成电路U1的P00～P07端和集成电路U2的D0～D7端、A0～A7端通过总线接集成电路U2的Q0～Q7端、A8～A15端通过总线接集成电路U1的P20～P27端、A16～A20端通过总线接集成电路U4的Q0～Q4端、23脚接集成电路U1的1脚、25脚接集成电路U1的17脚和集成电路U4的11脚、30脚接集成电路U1的16脚。
本实用新型的工作原理如下根据需要选择测量—通讯工作状态，按动开关K1指向测量位置，集成电路U1的P11为低电平，仪器为测量状态，允许与全球定位系统接收机U9进行通讯。此时全球定位系统接收机U9接收的时间、经纬度、高程、星历、伪距等数据，从全球定位系统接收机U9的8脚输出到逻辑接口控制电路的集成电路U5C的9脚，经反相后从8脚输出到集成电路U5A的2脚，经反相后从3脚输出到集成电路U1的10脚(RXD)，集成电路U1将接收到的数据存入集成电路U1内存储器。当需要改变全球定位系统接收机U9发送的内容时，集成电路U1的11脚(TXD)输出到逻辑接口控制电路的集成电路U7C的9脚，经反相后从8脚输出到集成电路U7D的12脚，经反相后从11脚输出到全球定位系统接收机U9的9脚，全球定位系统接收机U9将根据接收命令去控制其发送数据的内容。集成电路U1将采集到的数据经过处理后，输出到集成电路U6。当按动开关K1指向通讯位置，集成电路U1的P11端为高电平时，仪器为通讯状态，集成电路U1的串行口11脚发送数据到集成电路U7B的5脚经集成电路U7A反相后输出到集成电路U3的10脚和11脚，集成电路U3的7脚输出到外部计算机的串行口，外部计算机的串行口输出的数据传送到集成电路U3的8脚，通过集成电路U3的9脚输出到集成电路U5B的5脚经集成电路U5A反相后输出到集成电路U1的10脚(RXD)，集成电路U1根据收到的数据判断是否送数据到外部计算机。
当按动开关K1指向测量位置后，此时全球定位系统接收机U9开始跟踪卫星，达到规定的跟踪卫星数后，集成电路U1的2脚输出低电平通过集成电路U8A、发光二极管D1、R1后，使发光二极管D1发红光，同时集成电路U1将接收到的时间、经纬度、高程、星历、伪距等数据存入非易失存储器。当非易失存储器的所有存储单元存满数据时，集成电路U1的3脚输出低电平通过集成电路U8B、发光二极管D2、R2后，使发光二极管D2发黄光，告知操作人员应该关机。当按动开关K1指向通讯位置后，集成电路U1的4脚输出低电平通过集成电路U8C、发光二极管D3、R3后，使发光二极管D3发绿光，当前的工作状态为与外部计算机通讯。
权利要求1.一种全球定位系统载波相位定位测量仪，其特征在于它包括可接收全球定位系统输出的数据信息的GPS载波相位接收电路；接口电路；控制电路，该电路与GPS载波相位接收电路和接口电路相连接；显示接口电路，该电路的输入端接控制电路；地址译码器1，该电路的输入端接控制电路；地址译码器2，该电路的输入端接控制电路；它还包括非易失存储器，该存储器通过电缆与地址译码器1和地址译码器2以及控制电路相连接。
2.按照权利要求1所述的全球定位系统载波相位定位测量仪，其特征在于所说的控制电路包括测量—通讯控制电路、逻辑接口控制电路、单片计算机，单片计算机的输入端接测量—通讯控制电路、输出端接显示接口电路，单片计算机通过电缆与地址译码器1和地址译码器2以及非易失存储器相连接，逻辑接口控制电路与单片计算机和GPS载波相位接收电路以及接口电路相连接。
3.按照权利要求1或2所述的全球定位系统载波相位定位测量仪，其特征在于所说的地址译码器2由集成电路U4构成，为A16-A23地址译码器，集成电路U4的D0～D7端通过总线接单片计算机、Q0～Q4端接非易失存储器、11脚和1脚接单片计算机；所说的非易失存储器由集成电路U6构成，集成电路U6的D0～D7端通过总线接单片计算机和地址译码器1、A0～A7端通过总线接地址译码器1、A8～A15端通过总线接单片计算机、A16～A20端通过总线接集成电路U4的Q0～Q4端、23脚接单片计算机、25脚接单片计算机和集成电路U4的11脚、30脚接单片计算机。
专利摘要一种全球定位系统载波相位定位测量仪，它包括可接收全球定位系统输出的数据信息的GPS载波相位接收电路、接口电路、与地址译码器1和地址译码器2以及非易失存储器并与接口电路相连接的控制电路、输入端与控制电路相连接的显示接口电路，非易失存储器与地址译码器1和地址译码器2相连接。本实用新型采用全球定位系统接收机接收，能自动保存时间、经纬度、高程、星历、伪距等数据到非易失存储器，通过通讯－测量转换开关来选择是否与外部计算机的RS－232C口进行通讯，整机重量为0.5公斤。它具有抗干扰能力强、能耗低、重量轻、操作灵活简便等优点，可广泛应用于大地测量、地震形变监测、工程测量、地形测量等技术领域。
文档编号G01S5/02GK2695985SQ20042004180
公开日2005年4月27日 申请日期2004年4月21日 优先权日2004年4月21日
发明者许林生, 高玉平, 王宏远 申请人:中国科学院国家授时中心