一种在ARM平台实现厘米级精度GPS定位的系统的制作方法

文档序号:12269124阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种在ARM平台实现厘米级精度GPS定位的系统,其特征在于:它包括集成在板卡上的前端接收装置、FPGA相关器和微处理器三个单元;

所述前端接收装置通过外部天线接收卫星信号,集成了带通滤波器、混频器/振荡器和三位数模转换器;所述前端接收装置接收的卫星信号先由带通滤波器滤波后,再输入混频器/振荡器,混频器/振荡器把输入的L1载波信号转换到更低的中频上,输出低中频或零中频I和Q信号,同时不改变调制信号的结构;所述三位数模转换器可以同时为I和Q通道各输出一个或两个量化位或者为I通道输出三个量化位;

所述FPGA相关器用于对前端接收装置的卫星信号流进行进一步的滤波和相关性分析,集成了采样存储器、卫星信号获取频道、卫星信号追踪频道和系统计时器;所述采样存储器、卫星信号获取频道、卫星信号追踪频道、系统计时器分别通过串行外设接口SPI与微处理器相连;

所述微处理器接收FPGA相关器输出的中间运算结果,并执行所有在FPGA相关器上层的运算,输出实时的载波相位差分位置/速度结果;

所述板卡为结构相同的两个,一个作为RTK定位设备的基准站,另一个作为RTK定位设备的流动站。

2.根据权利要求1所述的在ARM平台实现厘米级精度GPS定位的系统,其特征在于:所述前端接收装置采用MAX2769接收机;FPGA相关器采用赛灵思的Spartan-6FPGA;微处理器采用基于ARM的STM32处理器。

3.根据权利要求1所述的在ARM平台实现厘米级精度GPS定位的系统,其特征在于:所述前端接收装置、FPGA相关器和微处理器设置在板卡的中心区域,板卡的外侧四周设置了连接模块;所述连接模块包括外部天线,USB接口,JTAG调试口,外部串口A和外部串口B;

其中,外部天线的输入是通过一个设置在板卡上的射频接头SMA连接器实现,所述板卡通过外部天线多径接收GNSS卫星信号。

4.根据权利要求3所述的在ARM平台实现厘米级精度GPS定位的系统,其特征在于:所述板卡接收的卫星数为0-10,在径信数等于或大于5时进行采信运算,径信数小于5时不进行采信运算。

5.根据权利要求3所述的在ARM平台实现厘米级精度GPS定位的系统,其特征在于:所述USB接口用于PC主机和板卡的通信;所述USB接口的默认配置是作为串行桥连接到微处理器,USB接口也可被配置为高速的FIFO接口,把FPGA相关器处理后的信号流输出给PC主机;

所述板卡通过F232R USB转串口芯片和USB接口,在PC主机上对板卡进行设置,USB接口为板卡提供+5V的供电。

6.根据权利要求3所述的在ARM平台实现厘米级精度GPS定位的系统,其特征在于:所述外部串口A和外部串口B提供高速的3.3V LVTTL电平的异步串行通信口UART;当板卡作为基准站时,外部串口A输出基准站的定位结果,外部串口B输出基准站的测量值和星历;当板卡作为流动站时,外部串口A输出流动站的差分定位结果,外部串口B接收基准站的测量值和星历。

7.根据权利要求6所述的在ARM平台实现厘米级精度GPS定位的系统,其特征在于:所述基准站的连接主要包括三个接口,第一个接口是将板卡的射频接头SMA与高精度天线相连,连接线缆的长度与用户的基准站架设有关;第二个接口是将板卡的外部串口B与用户电台相连;第三个接口是将板卡的USB接口与PC主机相连,通过前端控制台对基准站进行相关配置,配置的内容主要包括基准站坐标输入和串口设置。

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