专利名称：一种北斗/gps双模船载终端及其协调调度方法
技术领域：
本发明涉及卫星定位导航技术领域，尤其涉及一种北斗/GPS双4莫船载终 端及其定位、冲交时的协调调度方法。
背景技术：
目前我国可应用的卫星导航系统包括GPS卫星导航系统和北斗卫星导航 系统。GPS系统具有定位精度高实时性好的优点，其缺点是GPS船载终端只 能接收GPS信号，缺乏信息的交互性。我国自主研发的北斗系统可以实现定 位和通信等功能，用户终端可按一定频度发出定位或通信请求，从而获得定 位信息，并与其他终端进行通信，但实时性受到频度限制。为了兼容两种卫星系统的优点，扩大推广应用的范围，则需要一种北斗 /GPS双才莫船载终端及其协调调度方法，用以共同协调实现高精度、互动可靠 的卫星导航定位，同时可以实现校时的协调调度和信息的交互。发明内容本发明所要解决的技术问题在于，提供一种北斗/GPS双模船载终端及其 定位、校时的协调调度方法，用于协调北斗/GPS双模定位系统之间的工作状 态协调，获取实施性好精确度高的定位信息。本发明提供一种北斗/GPS双模船载终端，包括GPS模块、北斗模块以及 用于控制上迷GPS和北斗才莫块的综合数据控制模块，其中GPS模块，用于GPS实时定位，将定位信息送给综合数据控制模块；北斗模块，用于将所接收的北斗卫星的定位信息发送给综合数据控制模 块；还用于接收综合数据控制模块的控制指令或数据信息，将指令或信息通过北斗通信链路发给北斗卫星，转发到其它北斗用户或地面控制中心，并用于接收北斗卫星转发的地面控制中心或其它北斗用户的指令或数据信息；综合数据控制模块，用于检测GPS模块和北斗模块是否正常，根据两者 的状态选择定位信息及校时。进一步地，所述综合数据控制模块若判断GPS模块正常，而北斗模块工 作不正常，则接收GPS的定位信息，将GPS的定位信息进行处理发送给其它 应用设备进行使用，此时系统时钟釆用GPS时钟进行同步。进一步地，所述综合数据控制模块若判断GPS模块不正常或不能使用， 而北斗才莫块正常，则利用北斗进行定位，接收北斗定位，将该北斗定位信息 进行处理发送给其它应用设备进行使用，此时系统时钟釆用北斗时钟进行同 步。进一步地，所述综合数据控制才莫块在接收GPS定位信息时，根据所接收 定位信息中携带定位成功或失败的指示信息，判断是否成功获得GPS定位信 息。进一步地，所述综合数据控制模块进一步地用于利用地面控制中心给出 的GPS完好性信息，根据广义差分方法对完好性进行判断若超过某一误差门限，则判定当前GPS模块不正常； 若小于某一误差门限，判定当前GPS模块正常，系统釆用GPS时钟进行 同步。进一步地，所述综合数据控制模块，是对GPS和北斗才莫块进行周期性定 时检测，或根据用户或地面控制中心的指令进行检测，以判断当前GPS和北 斗模块的工作状态，从而根据GPS和北斗模块的工作状态进行协调调度，保 证能够获得准确的定位信息。本发明还提供一种北斗/GPS双^莫船载终端的协调调度方法，包括如下步骤在开机启动时，分别对GPS和北斗模块进行初始化及系统验证； 获取GPS冲莫块是否锁定成功的状态信息以及北斗模块是否正常的状态信息；根据GPS和北斗;f莫块的状态信息，选择系统定位信息及校时若GPS 和北斗模块均正常工作，则确定GPS定位信息为系统的定位信息，并确定 GPS时钟为系统时钟。进一步地，所述根据GPS和北斗模块的辑态信息，选择系统定位信息及 校时的步骤中，若GPS和北斗模块均正常工作，根据从地面控制中心获得的 GPS定位完好性信息，利用广义差分方法对完好性信息进行判断若超过某一误差门限，则判定当前GPS模块不正常；若小于某一误差门限，则判定当前GPS模块正常，此时系统时钟采用 GPS时钟进行同步。进一步地，所述根据GPS和北斗模块的状态信息，选择系统定位信息及 校时的步骤中，若GPS模块根据GPS定位信息确认定位成功，而北斗不能正 常工作，则进入GPS的单一工作模式，确定当前采用GPS的定位信息，作为 定位数据通过串口输出。进一步地，所述根据GPS和北斗模块的状态信息，选择系统定位信息及 校时的步骤中，是周期性地、或者根据用户或地面控制中心的指令，对GPS 和北斗模块获取的状态信息及状态进行检测，并进行协调调度确定采用GPS 或北斗定位才莫块的定位信息。本发明提供的一种集成有GPS和北斗模块的北斗/GPS双模船载终端及 其定位、校时的协调调度方法，对GPS和北斗才莫块进行周期性定时检测，或 根据用户或地面控制中心的指令进行检测，分别获取GPS模块是否锁定成功 的状态信息以及北斗模块是否正常的状态信息；根据GPS和北斗模块的状态 信息，选择系统定位信息及校时若GPS和北斗才莫块均正常工作，则确定 GPS定位信息为系统的定位信息，并确定GPS时钟为系统时钟。本发明既可 以实现实时获取高精度定位信息的功能，又可增强船载终端的环境适应性和 可靠性。
图l是GPS/北斗双模船栽终端的原理图。图2是GPS/北斗双模船载终端的具体结构框图。图3是GPS/北斗双才莫船栽终端的协调调度工作流程图。
具体实施方式
的技术方案为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰，以下结合附图对本发明 作进一步地详细说明。一种集成有GPS和北斗的双模船载终端的原理图和具体结构框图，分别 如图1和图2所示。该GPS/北斗双模船载终端包括天线和低噪放大器及功率 放大器、GPS模块和北斗模块，以及综合数据控制模块。GPS模块，用于GPS实时定位，将定位信息发送给综合数据控制模块；北斗模块，用于接收综合数据控制模块的控制指令或数据信息，将指令 或信息通过北斗通信链路发给北斗卫星，转发到其它北斗用户或地面控制中 心，并用于接收北斗卫星转发的地面控制中心或其它北斗用户的指令或数据 信息，还将北斗卫星的定位信息发送给综合数据控制才莫块；综合数据控制模块，用于检测GPS模块和北斗模块是否正常，根据两者 的状态选择定位信息及校时，包括如下几种情况A、 若GPS模块正常，而北斗模块不能正常工作，则接收GPS的定位信 息，将该定位信息进行处理发送给其它应用设备使用，此时系统时钟采用GPS 时钟进行同步；B、 若GPS模块不正常或不能使用，则利用北斗模块发送定位请求，接 收北斗定位信息，将该定位信息进行处理发送给其它应用设备使用，此时系 统时钟采用北斗时钟进行同步；GPS才莫块不能使用是指GPS无法锁定定位信息，即在其定位信息中会携 带定位成功或失败的指示信息，使得综合数据控制才莫块能够确定是否成功获 得GPS定位信息；C、 GPS正常工作能够锁定GPS定位信息时，综合数据控制模块可以利 用地面控制中心的给出的完好性信息，判断接收GPS信号的完好性，确定当 前接收的GPS信息是否完好准确，即判断是否正常；若超过某一误差门限， 则可判定当前GPS模块不正常，定位信息不可以使用；若小于某一误差门限， 则可判定当前GPS模块正常，定位信息可以使用；D、 若GPS模块和北斗模块均正常，则将GPS模块的定位信息作为位置 信息，对GPS定位信息处理后，可以将位置信息发送给其它设备(用户显示 设备、导航设备、报警设备等)使用，还可以将位置信息通过北斗才莫块发送 给北斗卫星，再转发给地面控制中心或其它用户；同时，可以根据地面控制 中心或其它用户的指令，选择需要的内容进行上报；此时系统时钟采用GPS 时钟进行同步。综合数据控制模块，可以定时对GPS模块及北斗模块进行周期性检测， 也可以根据用户或地面控制中心的指令进行检测，判断GPS和北斗模块的当 前工作状态，并根据其工作状态进行协调调度，保证获得最佳的定位信息。上述GPS/北斗双模船载终端的协调调度工作流程图如图3所示，其协调 调度方法的步骤如下步骤201:开机启动GPS/北斗双模船载终端，分别对GPS和北斗模块进 ;f亍初始化及系统验证。步骤202:综合数据控制模块获取GPS模块是否锁定成功的状态信息， 以及北斗模块是否正常的状态信息。步骤203:综合数据控制才莫块根据GPS和北斗才莫块的状态进行协调调度若GPS模块从接收GPS定位信息中确认定位成功，而北斗模块不能正常 工作，进入单一GPS工作才莫式，具备导航功能，则转至步骤204;若GPS模块从接收GPS定位信息中确认定位失败，而北斗模块也不能正 常工作，则转至步骤202;若GPS模块从接收GPS定位信息中确认定位失败，而北斗模块正常工作， 则转至步骤205;若GPS模块从接收GPS定位信息中确认定位成功，而北斗模块正常工作，则转至步骤206。步骤204:综合数据控制模块确定当前采用GPS模块的定位信息，作为 定位数据通过串口输出。步骤205:综合数据控制模块确定当前采用北斗模块获取定位信息，在 定位时发出定位请求，北斗才莫块将定位请求发送给北斗卫星，并接收定位信 息；综合数椐控制模块将获得的定位信息作为当前定位信息，同时船载终端 自动采用北斗校时;f莫式，发出信息所带的时间为"北斗，，系统时间。步骤206:在GPS模块正常工作能够锁定GPS定位信息时，且北斗模块 也正常时，综合数据控制模块可以获得地面控制中心发送的GPS完好性信息， 根据广义差分方法对该完好性进行判断，确定当前接收GPS信息的完好性。 若超过某一误差门限，可判定当前GPS模块不正常；若小于某一误差门限， 则判定当前GPS模块正常，此时系统时钟采用GPS时钟进行同步。步猓207:若GPS模块获得GPS信号完好性满足要求，综合数据控制模 块将当前GPS定位信息作为系统定位信息，通过北斗卫星上才艮给地面控制中 心或用户，同时船栽终端自动釆用GPS校时模式，系统时钟釆用GPS时钟进 行同步，终端发出信息所带的时间为GPS系统时间。步骤202中综合数据控制模块对GPS和北斗模块状态信息的获取，以及 步骤203中根据GPS和北斗模块状态进行协调调度，确定采用哪个定位模块 定位信息的步骤是周期性进行的，也可以根据用户或地面控制中心的指令进 行。对于步骤203,当GPS和北斗模块的状态发生变化时，可以根据两者的 状态组合选择合适的处理方式进行处理，即GPS/北斗双模船载终端可以自动 根据自身的当前状态，选择最佳的定位信息。由于GPS和北斗模块一方面采 用主备方式，可以在一个定位才莫块不能定位时而船载终端可以利用另一个定 位模块获取定位信息，因而，在大多数情况下保证用户可以从船栽终端获得 定位信息；即使两个定位模块均不能正常工作，综合数据控制才莫块仍可周期 性检测两个定位模块的状态，待任一个定位模块恢复正常后，则可以及时获 取定位信息。在GPS和北斗模块都正常工作时，本发明优先采用实时性好、精度高的 GPS定位信息作为系统位置信息，4巴GPS时间作为系统时间，同时进一步还 对GPS定位信息的完好性进行判断，进一步保证GPS定位信息的准确性；另 一方面，通过北斗模块可以将GPS定位信息通过北斗卫星上才艮给地面控制中 心，实现定位信息的交互通信；另一方面若需导航时，还可以通过北斗卫星 由地面控制中心给船载终端下发导航数据等。进一步地，在北斗和GPS都正常工作时，可以将GPS定位信息周期性的 进行打包，通过北斗才莫块按一定频次发送给北斗卫星，非实时的将包含实时 定位信息的数据包发送给地面控制中心或其他船舶用户。综上所述，本发明所述的GPS/北斗双才莫船载终端及其协调调度方法既可 以实现实时获取高精度定位信息的功能，又可增强船载终端的环境适应性和 可靠性。本文所述仅为本发明的优选实施示例，并不用于限制本发明，对于本领 域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。因此，凡涉及在本发明 的创新和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进以及更新等等，均应包 含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种北斗/GPS双模船载终端，其特征在于，包括GPS模块、北斗模块以及用于控制上述GPS和北斗模块的综合数据控制模块，其中GPS模块，用于GPS实时定位，将定位信息送给综合数据控制模块；北斗模块，用于将所接收的北斗卫星的定位信息发送给综合数据控制模块；还用于接收综合数据控制模块的控制指令或数据信息，将指令或信息通过北斗通信链路发给北斗卫星，转发到其它北斗用户或地面控制中心，并用于接收北斗卫星转发的地面控制中心或其它北斗用户的指令或数据信息；综合数据控制模块，用于检测GPS模块和北斗模块是否正常，根据两者的状态选择定位信息及校时。
2. 如权利要求1所迷的北斗/GPS双片莫船载终端，其特征在于，所述综合数据控制模块若判断GPS模块正常，而北斗模块工作不正常， 则接收GPS的定位信息，将GPS的定位信息进行处理发送给其它应用设备进 行^使用，此时系统时钟采用GPS时钟进行同步。
3. 如权利要求1所述的北斗/GPS^f莫船载终端，其特征在于，所述综合数据控制模块若判断GPS模块不正常或不能使用，而北斗模块 正常，则利用北斗进行定位，接收北斗定位，将该北斗定位信息进行处理发 送给其它应用设备进行使用，此时系统时钟采用北斗时钟进行同步。
4. 如权利要求1所述的北斗/GPS双模船载终端，其特征在于，所迷综合数据控制模块在接收GPS定位信息时，根据所接收定位信息中 携带定位成功或失败的指示信息，判断是否成功获得GPS定位信息。
5. 如权利要求1或4所述的北斗/GPS双才莫船载终端，其特征在于，所述综合数据控制it块进一步地用于利用地面控制中心给出的GPS完好 性信息，根据广义差分方法对完好性进行判断若超过某一误差门限，则判定当前GPS模块不正常；若小于某一误差门限，判定当前GPS模块正常，系统釆用GPS时钟进行 同步。
6. 如权利要求1或4所述的北斗/GPS X5Uf莫船载终端，其特征在于，所述综合数据控制模块，是对GPS和北斗模块进行周期性定时检测，或 根据用户或地面控制中心的指令进行检测，以判断当前GPS和北斗才莫块的工 作状态，从而根据GPS和北斗模块的工作状态进行协调调度，保证能够获得 准确的定位信息。
7. —种北斗/GPS双模船载终端的协调调度方法，其特征在于 在开机启动时，分别对GPS和北斗模块进行初始化及系统验证； 获取GPS模块是否锁定成功的状态信息以及北斗模块是否正常的状态信息；根据GPS和北斗模块的状态信息，选择系统定位信息及校时若GPS和北斗4莫块均正常工作，则确定GPS定位信息为系统的定位信息， 并确定GPS时钟为系统时钟。
8. 如权利要求7所述的协调调度方法，其特征在于所述根据GPS和北斗模块的状态信息，选择系统定位信息及校时的步骤 中，若GPS和北斗模块均正常工作，根据从地面控制中心获得的GPS定位完 好性信息，利用广义差分方法对完好性信息进行判断若超过某一误差门限，则判定当前GPS模块不正常；若小于某一误差门限，则判定当前GPS;f莫块正常，此时系统时钟采用 GPS时钟进行同步。
9. 如权利要求7所述的协调调度方法，其特征在于，所述根据GPS和北斗模块的状态信息，选择系统定位信息及校时的步骤 中，若GPS模块根据GPS定位信息确认定位成功，而北斗不能正常工作，则 进入GPS的单一工作才莫式，确定当前采用GPS的定位信息，作为定位数据通 过串口输出。
10. 如权利要求7所述的协调调度方法，其特征在于，所述根据GPS和北斗模块的状态信息，选择系统定位信息及校时的步骤 中，是周期性地、或者根据用户或地面控制中心的指令，对GPS和北斗模块 获取的状态信息及状态进行检测，并进行协调调度确定釆用GPS或北斗定位 模块的定位信息。
全文摘要
本发明公开了一种集成有GPS和北斗的北斗/GPS双模船载终端及其定位、校时的协调调度方法。该GPS/北斗双模船载终端包括天线和低噪放大器及功放、GPS模块和北斗模块，以及综合数据控制模块。北斗/GPS双模船载终端对GPS和北斗模块进行周期性定时检测，或根据用户或地面控制中心的指令进行检测，以判断当前GPS和北斗模块的工作状态，从而根据GPS和北斗模块的工作状态进行协调调度，保证能够获得准确的定位信息。该GPS/北斗双模船载终端及其协调调度方法既可以实现实时获取高精度定位信息的功能，又可增强船载终端的环境适应性和可靠性。
文档编号G01S1/02GK101329393SQ20081011761
公开日2008年12月24日 申请日期2008年8月1日 优先权日2008年8月1日
发明者请求不公开姓名 申请人:北京北斗星通导航技术股份有限公司;海南北斗星通信息服务有限公司