一种差分定位基准站的制作方法

本实用新型涉及一种差分定位基准站，属于移动终端高精度定位技术领域。

背景技术：

随着智能终端设备的发展，北斗/GPS定位技术被广泛地运用到不同领域。单点定位(或绝对定位)及载波相位差分技术(Real-time kinematic，RTK)是定位技术中常用的两种方法。其中，单点定位是通过接收器与四颗或四颗以上已知卫星的距离来确定接收器在地球上的位置，接收器与已知卫星间的测量距离误差，如卫星时钟误差和卫星信号回传时经过电离层延时造成的时间测量误差，是定位的最主要误差来源。载波相位差分定位技术，是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的，将基准站采集的载波相位发送给用户接收机进行求差解算坐标，它能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度；巨大的精度优势使RTK被应用到地理测绘、移动终端高精度定位、交通车辆定位、驾驶员考试等领域。

随着卫星定位技术的快速发展，人们对快速高精度位置信息的需求也日益强烈。现有的道路交通中大多采用的是单点定位技术，如：车载导航设备采用直接接收卫星信号来确定所处的位置，以及驾驶者使用的手机导航也如此；这种定位方式导致车辆定位不准确。而随着自动驾驶技术的迅速发展，单点定位技术无法满足自动驾驶技术的需求，需要更高定位精准度的定位技术。而通过载波相位差分技术的厘米级高精度定位能够解决单点定位不准确的问题，可以应用于道路交通技术领域。

此外，汽车数量的快速增长，越来越多的人需要参加驾驶员考试，汽车驾驶员必须通过专门机构进行训练和考试，为了提高训练考试效率，现行的方法是在场地或者科目上设置大量的电子(光电、磁电)传感器，对驾驶员的训练考试绩效进行自动化或者半自动化的评估。

但无论是场地桩考还是场地路考，存在的问题是整个考试系统不太成熟、传感器种类不统一、数量繁多(数十个至数百个)、布置和撤收极不方便、环境影响和人为破坏不可避免、电源供电和信号传输难度很大、难以实施多辆车同时训练考试、指挥控制不便、成本高昂、故障率高等。

技术实现要素：

为解决现有的道路交通中车辆定位不准确以及机动车驾驶考试场地在信号遮挡严重的情况下会出现观测卫星数过少，导致定位不准确误差大，硬件设备成本投入高的问题，本实用新型提供一种差分定位基准站，不仅能提高车辆定位的准确度，还能大大降低硬件投入成本和维护成本。

为实现上述目的，本实用新型公开一种差分定位基准站，包括壳体及配置在壳体内的差分基准站总成、通信组件和供电组件，所述差分基准站总成与通信组件数据连接；所述供电组件接入外部输入电源并对上述部件供电；所述壳体上设有天线接口及电源接口；其中：

差分基准站总成，根据接收到卫星信号数据，解析计算得到差分改正数；

通信组件，将差分基准站总成解析计算得到的差分改正数转换处理后发送至车载终端；

所述差分基准站总成包含卫星数据接收器、差分解析器，其中：

卫星数据接收器，接收卫星定位天线传输的卫星信号，并识别出观测数据和星历数据；

差分解析器，根据上述观测数据和星历数据解析计算得到差分改正数。

优选地，所述通信组件为移动通信模块、串口服务器或无线收发器其中的一种或多种。

优选地，所述串口服务器选用MOXA串口服务器，其将串口数据转换成TCP/IP网络接口数据。

优选地，所述无线收发器包括发射机、接收机、锁相环、基带处理及调制解调器、CPU及串口；其中：

串口分别与CPU及差分基准站总成连接，CPU与基带处理及调制解调器双向通信，且二者分别通过锁相环连接发射机和接收机。

优选地，所述天线接口包括卫星定位天线接口及无线收发器天线接口/移动通信天线接口，其中：

卫星定位天线接口用于插接卫星定位天线，并与差分基准站总成相连接；

无线收发器天线接口用于插接无线收发器天线，并与无线收发器相连接；

移动通信天线接口用于插接移动通信天线，并与移动通信模块相连接。

优选地，所述差分基准站总成还包括存储器，用于存储差分改正数。

优选地，所述卫星数据接收器接收北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略其中的一种或多种。

优选地，所述供电组件连接外部输入的220V电压，并将其转换为12V电压供电。

本实用新型的差分定位基准站适用于道路交通及驾考/驾培系统中，根据机动车驾驶场地的环境不同，差分定位基准站内的通信组件选取不同，如：

在道路交通环境中，差分定位基准站设于道路的两旁，以一定的间距排布，通信组件可以选为移动通信模块，采用3G、4G或5G协议通信方式，其将差分改正数发送至道路上行驶车辆的车载终端。

在机动车驾驶科目三(即道路技能驾驶考试)的考试中，考试道路附近的差分基准站总成会将解析计算得到差分改正数通过串口服务器转换处理后经以太网络发送给驾驶服务平台，再由驾驶服务平台发送给车载流动站(车载终端)，车载流动站根据差分改正数及接收到的卫星定位数据计算得到车辆位置信息。此外，差分定位基准站也可通过移动通信模块，采用3G、4G或5G协议通信方式，其将差分改正数直接发送至场地上的车载流动站。在机动车驾驶科目三的考试道路中一般采用串口服务器传输差分改正数，以确保数据上传的稳定性。

机动车驾驶科目二(场地驾驶技能考试)主要包括倒车入库、侧方停车、坡道定点停车和起步、直角转弯、曲线行驶等，在考试场地或训练场地附近的，差分基准站总成会将解析计算得到差分改正数通过无线收发器发送至场地内的车载流动站(车载终端)，车载流动站根据差分改正数及接收到的卫星定位数据计算得到车辆位置信息及姿态信息，从而判断车辆是否越线、碰杆等驾驶信息。针对部分场地中无线收发器的数据传输信号可能不稳定的，也可采用串口服务器的通信方式进行差分改正数的传输。

本实用新型的有益效果：

1)通过本实用新型的差分定位基准站，采用载波相位差分技术将基准站采集的载波相位发送给车载终端进行处理，能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度。

2)根据机动车驾驶场地的环境不同，合理地选择差分改正数据的传输方式，确保数据的传输稳定性。

3)实现了考核自动化，节省了大量的场地和科目传感器，减少了建设成本，便于使用及维护，提高了系统整体可靠性，并能有效地实现多辆车同时训练考试。

4)结构设计合理，简洁使用，安装方便，不受外界环境的影响，故障率低，不需要增加新的硬件设备。

附图说明

图1为差分定位基准站结构示意图。

图2为差分定位基准站的内部结构示意图。

图3为差分定位基准站的侧视图。

图4为无线收发器的结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

参照图1-图3所示，实施例中，选择机动车驾驶科目二场地，因不同的科目二场地周边环境不同，部分场地中无线收发器的数据传输信号可能不稳定，故本实例中的差分定位基准站，包括壳体1及配置于壳体1内的差分基准站总成11、串口服务器12、无线收发器13及供电组件14，该差分基准站总成11分别与串口服务器12及无线收发器13数据连接；供电组件14对上述部件供电；该壳体1上设有天线接口、电源接口3以及网络接口4。其中，

差分基准站总成11，根据接收到卫星信号数据，解析计算得到差分改正数；该差分基准站总成包含：卫星数据接收器、差分解析器及存储器，其中，

卫星数据接收器，接收卫星定位天线传输的北斗、GPS、格洛纳斯(GLONASS)、伽利略其中的一种或多种卫星信号，并识别出观测数据和星历数据，该卫星数据接收器对卫星信号进行信噪分域过滤，低噪声放大(增益30dB)，在45dB域内进行采信，过滤信噪较大的信息，为提高运算精度做好基础；将得到的观测数据和星历数据传输至差分解析器；

差分解析器，根据上述观测数据和星历数据解析计算得到差分改正数；

存储器，对上述差分改正数进行存储。

串口服务器12，其通过网络接口4插接网线，串口服务器12将差分基准站总成解析计算得到的差分改正数转换处理后通过以太网络发送至驾驶服务平台；该串口服务器12选用MOXA串口服务器，其将RS-232、RS-485或RS-422等串口数据转换成TCP/IP网络接口数据。

如图4所示，无线收发器13，通过无线网络将差分基准站总成解析计算得到的差分改正数发送至车载流动站(该车载流动站为考试车辆或驾驶培训车辆内装配的)；该无线收发器主要包含：串口、CPU、基带处理及调制解调器、锁相环、发射机及接收机；其中，串口分别与CPU及上述的差分基准站总成连接，CPU与基带处理及调制解调器双向通信，且二者分别通过锁相环连接发射机和接收机，其中：

串口，本实施例中选用RS232接口，其完成与差分基准站总成11的数据传输；

CPU，完成控制运行、参数设置、数据处理、接口控制等功能；

基带处理及调制解调器，对基带信号进行滤波、放大整形、调至解调等处理；

发射机，将基带信号调制到射频上，并进行功率放大；

接收机，将接收到的射频信号进行解调、放大还原成基带信号。

供电组件14，将接入的外部220V电压转换为12V电压供电。

天线接口主要包括卫星定位天线接口21及无线收发器天线接口22，该卫星定位天线接口21插接卫星定位天线，并与差分基准站总成相连接；该无线收发器天线接口22插接无线收发器天线，并与无线收发器相连接。

电源接口3，接入外部220V输入电源，给上述供电组件14提供供电电压。

本实用新型的差分定位基准站适用于道路交通及驾考、驾培等系统中，根据车辆驾驶场地的环境不同，差分定位基准站的差分改正数的输出形式不同。

如：在机动车驾驶科目三考试中，考试场地一般未设有无线收发设备，此时，差分定位基准站会将解析计算得到差分改正数通过串口服务器转换处理后经以太网络发送给驾驶服务平台(此处的驾驶服务平台指代车辆驾驶考试监管中心)，再由驾驶服务平台发送给车载流动站，车载流动站根据差分改正数及接收到的卫星定位数据计算得到车辆位置信息及姿态信息，定位精度1至2厘米，方向精度0.01度至0.03度，从而判断车辆是否越线、碰杆等驾驶信息。

此外，随着移动通信网络技术的迅速发展，4G、5G无线通信更加稳定，速度传输更快，在上述的科目三考试场地中，差分基准站内的通信组件也可仅选用移动通信模块，使得其内部结构更加简单，降低生产、研发成本。

本实用新型的差分定位基准站能够达到厘米级的高精度定位，能够很好地应用于道路交通中的自动驾驶等技术领域。

尽管以上本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。