基准站及卫星地基增强系统的制作方法

本发明涉及卫星通信领域，特别是涉及一种基准站及卫星地基增强系统。

背景技术：

随着科技的不断发展，全球卫星导航系统在各个行业领域的应用越来越广泛，成为各个行业不可或缺的重要组成部分。以北斗卫星导航系统为例，北斗卫星导航系统可以为用户提供精确的导航定位信息，其定位精度在3米-5米左右。为了进一步提高定位精度，在导航定位的过程中，北斗卫星导航系统需结合北斗地基增强系统提供的导航信号修正量和辅助定位信号，这样便可以将定位精度提升至分米级，甚至厘米级。

其中，北斗地基增强基准站作为北斗地基增强系统的重要组成基础设施，由于其具备24小时连续不间断运行的特性，因此，在建设及运维北斗地基增强基准站时，北斗地基增强基准站的供电问题是首要的考虑因素。传统技术中，通常是通过国家电网供电设施为北斗地基增强基准站提供供电。

但是，传统技术中基准站的供电方式受限因素较多，其供电局限性大，且基准站的建设及运维的成本较高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统技术中基准站的供电方式受限因素较多，其供电局限性大，且基准站的建设及运维的成本较高的问题，提供一种基准站及卫星地基增强系统。

第一方面，本发明提供一种基准站，包括：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组和收发设备；所述太阳能控制器分别与所述太阳能电池板、所述蓄电池组和所述收发设备电连接；

所述太阳能控制器，用于监测所述太阳能电池板当前时刻所转换的第一电能的大小，并根据所述第一电能的大小以及所述收发设备当前时刻所需电能的大小，控制所述太阳能电池板或者所述蓄电池组在当前时刻向所述收发设备供电；

所述蓄电池组用于存储所述第一电能中除提供给所述收发设备的电能之外的剩余电能。

本发明实施例提供的基准站，包括太阳能电池板、蓄电池组、太阳能控制器和收发设备，由太阳能电池板或者蓄电池组向收发设备提供供电，并由太阳能控制器根据太阳能电池板当前时刻所转换的第一电能的大小和收发设备当前时刻所需电能的大小，控制太阳能电池板或者蓄电池组向收发设备提供供电，这样，当太阳能电池板当前时刻所转换的第一电能的大小能够满足收发设备当前时刻的电能需求时，由太阳能电池板向收发设备供电，当太阳能电池板当前时刻所转换的第一电能的大小不满足收发设备当前时刻的电能需求时，由蓄电池组向供电设备供电，通过太阳能电池板和蓄电池组的联合供电以及太阳能控制器的供电控制，满足了基准站持续运行所需的用电时数，这样，基准站的供电便可脱离国家电网供电设施，其供电方式自由灵活，扩大了基准站的选址范围，且降低了基准站的建设以及运维成本。

在其中一个实施例中，所述收发设备包括卫星接收机和无线通信模块；

所述卫星接收机通过所述无线通信模块，将所接收到的数据发送至数据处理中心。

在其中一个实施例中，所述卫星接收机收包括加密模块，所述加密模块与所述无线通信模块电连接；

所述加密模块，用于采用预设的加密密钥，对所述卫星接收机接收到的数据进行加密处理，并通过所述无线通信模块将加密后的数据发送给所述数据处理中心。

在其中一个实施例中，所述收发设备还包括与所述卫星接收机和所述太阳能控制器电连接的状态监控器，所述状态监控器还与所述无线通信模块电连接；

所述状态监控器，用于监控所述太阳能控制器和/或所述卫星接收机的工作状态，并根据所述工作状态以及采用所述无线通信模块向数据处理中心发送告警信息。

在其中一个实施例中，所述基准站还包括与所述太阳能控制器电连接的备用电池组。

在其中一个实施例中，所述无线通信模块包括2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块以及5G通信模块中的至少一个。

在其中一个实施例中，所述太阳能电池板包括多个串联和/或并联的太阳能电池片。

在其中一个实施例中，所述基准站还包括避雷针，所述避雷针接地。

在其中一个实施例中，所述太阳能控制器包括电压传感器以及与所述电压传感器电连接的控制器；

所述电压传感器分别与所述太阳能电池板和所述蓄电池组电连接，所述控制器还与所述收发设备电连接。

第二方面，本发明提供一种卫星地基增强系统，包括数据处理中心以及如上述任一项实施例所述的基准站；

所述数据处理中心与所述基准站之间进行无线通信。

本发明实施例提供的卫星地基增强系统，该系统中的基准站包括太阳能电池板、蓄电池组、太阳能控制器和收发设备，由太阳能电池板或者蓄电池组向收发设备提供供电，并由太阳能控制器根据太阳能电池板当前时刻所转换的第一电能的大小和收发设备当前时刻所需电能的大小，控制太阳能电池板或者蓄电池组向收发设备提供供电，这样，当太阳能电池板当前时刻所转换的第一电能的大小能够满足收发设备当前时刻的电能需求时，由太阳能电池板向收发设备供电，当太阳能电池板当前时刻所转换的第一电能的大小不满足收发设备当前时刻的电能需求时，由蓄电池组向供电设备供电，通过太阳能电池板和蓄电池组的联合供电以及太阳能控制器的供电控制，满足了基准站持续运行所需的用电时数，这样，基准站的供电便可脱离国家电网供电设施，其供电方式自由灵活，扩大了基准站的选址范围，且降低了基准站的建设以及运维成本。

附图说明

图1为本实施例提供的基准站所应用的卫星地基增强系统的架构图；

图2为一实施例提供的一种基准站的结构示意图；

图3为另一实施例提供的一种基准站的结构示意图；

图4为另一实施例提供的一种基准站的结构示意图；

图5为另一实施例提供的一种基准站的结构示意图；

图6为另一实施例提供的一种基准站的结构示意图；

图7为另一实施例提供的一种基准站的结构示意图。

附图标记：

10：基准站； 11：数据处理中心； 12：用户端；

20：太阳能电池板； 21：太阳能控制器； 211：电压传感器；

212：控制器； 22：蓄电池组； 23：收发设备；

231：卫星接收机； 2311：加密模块； 232：无线通信模块；

233：状态监控器； 24：备用蓄电池组。

具体实施方式

本实施例提供的基准站，可以适用于图1所示的卫星地基增强系统的架构图，如图1所示，该卫星地基增强系统包括多个基准站10、数据处理中心11和用户端12。每个基准站10用来接收卫星发送的数据，并将该数据发送给数据处理中心11；数据处理中心11用来对接收到的多个基准站10发送的数据进行联合计算，以得到导航信号的修正量和辅助定位信号，并将计算得到的导航信号的修正量和辅助定位信号通过运营商网络发送给用户端12；用户端12根据该导航信号的修正量和辅助定位信号，对从卫星导航系统中获取到的导航定位信号进行修正，以获得更精准的定位信息。

上述卫星可以为北斗卫星、全球定位系统(英文：Global Positioning System，简称：GPS)卫星、伽利略卫星、格罗纳斯卫星等具有导航定位功能的卫星；上述的卫星地基增强系统可以为北斗卫星地基增强系统、GPS卫星地基增强系统或者其它卫星地基增强系统，可以根据所使用的卫星的种类，选择对应的卫星地基增强系统；上述数据处理中心11可以为服务器，该服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群；上述用户端12可以为导航仪、智能电话、平板电脑、智能手表以及便携式设备等具有导航定位功能的电子设备。

以北斗地基增强系统为例，北斗地基增强基准站作为北斗地基增强系统的基础设施，为了使北斗地基增强基准站24小时不间断得持续运行，在传统技术中，北斗地基增强基准站采用国家电网供电设施进行供电，但是，这种供电方式受限因素多，供电局限性大，且北斗地基增强基准站的建设及运维的成本较高。为此，本实施例提供的北斗地基增强基准站旨在解决上述传统技术中存在的技术问题。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明中的技术方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图2为一实施例提供的一种基准站的结构示意图。如图2所示，该基准站10包括：太阳能电池板20、太阳能控制器21、蓄电池组22和收发设备23；太阳能控制器21分别与太阳能电池板20、蓄电池组22和收发设备23电连接；太阳能控制器21，用于监测太阳能电池板20当前时刻所转换的第一电能的大小，并根据第一电能的大小以及收发设备23当前时刻所需电能的大小，控制太阳能电池板20或者蓄电池组22在当前时刻向收发设备23供电；蓄电池组22用于存储第一电能中除提供给收发设备23的电能之外的剩余电能。

具体的，本实施例中，太阳能电池板20能够将太阳的光能转换为电能，可选的，该太阳能电池板20可以包括多个串联的太阳能电池片，还可以包括多个并联的太阳能电池片，还可以是多个并联的太阳能电池片组成的太阳能电池片组之间进行串联得到太阳能电池板20，还可以是多个串联的太阳能电池片组成的太阳能电池片组之间进行并联得到太阳能电池板20，本实施例对此并不做限定。当太阳能电池板20将太阳能转换为电能之后，该电能经电缆传送给太阳能控制器21，再由太阳能控制器21进行稳压处理后，提供给收发设备23。其中，所述太阳能电池板20包括的太阳能电池片的个数可以根据收发设备23的电能需求进行相应的设置。太阳能电池片通常为硅电池片，其可以为单晶硅太阳能电池片、多晶硅太阳能电池片以及非晶硅太阳能电池片中的任一种。

蓄电池组22包括多个串联的蓄电池，可选的，该蓄电池可以为铅酸蓄电池，也可以为镍氢蓄电池，还可以为其它种类的蓄电池。在初始配置基准站10时，可能并没有太阳的光照或者太阳的光照不强，此时太阳能电池板20转换的第一电能不足以满足收发设备23的用电需求，这时就需要蓄电池组22为收发设备23提供供电。因此，在初始配置蓄电池组22时，蓄电池组22的容量可以根据收发设备23一天的电能需求以及所需蓄电池组22供电的天数进行相应的设计，例如，北方的阴雨天气一般是持续一周左右，这样，在初始配置蓄电池组22时，可将蓄电池组22的容量配置为满足收发设备23一周的供电需求，而南方的阴雨天气相对较少，相应的，可以减少蓄电池组22的容量配置。

当上述基准站10配置完成、且光照出现时，上述太阳能控制器21用于根据监测到的太阳能电池板20当前时刻所转换的第一电能的大小以及收发设备23当前时刻所需电能的大小，控制太阳能电池板20或者蓄电池组22在当前时刻向收发设备23供电，具体的：当太阳能电池板20当前时刻转换的第一电能的大小大于收发设备23当前时刻所需电能的大小时，太阳能控制器21控制太阳能电池板20向收发设备23供电，并将太阳能电池板20转换的第一电能中除提供给收发设备23的电能之外的剩余电能存储在蓄电池组22中；当太阳能电池板20当前时刻所转换的第一电能的大小小于收发设备23当前时刻所需电能的大小时，太阳能控制器21控制蓄电池组22向收发设备23供电，并将太阳能电池板20转换的第一电能存储在蓄电池组22中；当太阳能电池板20当前时刻转换的第一电能的大小等于收发设备23当前时刻所需电能的大小时，太阳能控制器21控制太阳能电池板20向收发设备23供电，此时，由于太阳能电池板20转换的第一电能全部提供给收发设备23，因此，不再向蓄电池组22中存储电能。

另外，在太阳能电池板20向收发设备23提供供电的过程中，由于太阳能电池板20转换得到的电压并不稳定，因此，太阳能电池板20通过太阳能控制器21向收发设备23提供供电，即由太阳能控制器21对太阳能电池板20提供的电压进行稳压处理，并将稳压处理后的电压提供给收发设备23，避免直接由太阳能电池板20向收发设备23提供供电导致的收发设备23损坏的问题。

进一步地，上述太阳能控制器21还可以控制蓄电池组22的充电和放电过程，避免蓄电池组22出现过充电和过放电的问题，具体的，在蓄电池组22充电的过程中(太阳能控制器21向蓄电池组22中存储电能的过程中)，太阳能控制器21监测蓄电池组22的电压，根据监测到的电压便可以确定蓄电池组22是否被充满电能。当太阳能控制器21确定蓄电池组22被充满电能时，太阳能控制器21切断充电回路，或者将蓄电池组22的充电方式转换为浮充电方式，以防止蓄电池组22被过度充电，从而延长了蓄电池组22的使用寿命。当太阳能控制器21根据监测到的电压确定蓄电池组22过度放电时，太阳能控制器21启动相应的保护操作，并发出报警提示，以防止蓄电池组22过度放电，延长蓄电池组22的使用寿命；同时，太阳能控制器21还可以在监测到蓄电池组22正负极接反时，启动极性反接电路保护操作，以保证蓄电池组22长期可靠得运行，从而能够不间断得向基准站10提供供电；另外，太阳能控制器21还可以在监测到蓄电池组22向太阳能电池板20放电时，启动反向放电保护操作，以阻止蓄电池组22向太阳能电池板20供电。

基于上述描述，图2所示实施例提供的基准站，采用太阳能提供供电，通过太阳能电池板和蓄电池组的联合供电以及太阳能控制器的供电控制，满足了基准站持续运行所需的用电时数，这样，基准站便可以不再依赖国家电网供电设施而独立运行，其供电方式自由灵活，特别适于在无电源、偏僻、野外的区域建设基准站，扩大了基准站的选址范围，且降低了基准站的建设及运维成本。

本实施例提供的基准站包括太阳能电池板、蓄电池组、太阳能控制器和收发设备，由太阳能电池板或者蓄电池组向收发设备提供供电，并由太阳能控制器根据太阳能电池板当前时刻所转换的第一电能的大小和收发设备当前时刻所需电能的大小，控制太阳能电池板或者蓄电池组向收发设备提供供电，这样，当太阳能电池板当前时刻所转换的第一电能的大小能够满足收发设备当前时刻的电能需求时，由太阳能电池板向收发设备供电，当太阳能电池板当前时刻所转换的第一电能的大小不满足收发设备当前时刻的电能需求时，由蓄电池组向供电设备供电，通过太阳能电池板和蓄电池组的联合供电以及太阳能控制器的供电控制，满足了基准站持续运行所需的用电时数，这样，基准站的供电便可脱离国家电网供电设施，其供电方式自由灵活，扩大了基准站的选址范围，且降低了基准站的建设以及运维成本。另外，通过太阳能控制器控制太阳能电池板和蓄电池组向收发设备提供供电，避免了直接由太阳能电池板向收发设备提供供电导致的收发设备损坏的问题；同时，通过太阳能控制器控制蓄电池组的充放电过程，可以防止蓄电池组被过充电或者蓄电池组过放电，有效延长了蓄电池组的寿命，从而保证了基准站持续运行所需的用电时数。

可选的，在一种实施方式中，本实施例提供的基准站10包括太阳能电池板20、太阳能控制器21、蓄电池组22和收发设备23，太阳能电池板20分别与太阳能控制器21、蓄电池组22和收发设备23电连接，蓄电池组22与太阳能控制器21和收发设备23电连接。太阳能控制器21用于监测太阳能电池板20当前时刻所转换的第一电能的大小，并根据第一电能的大小以及收发设备23当前时刻所需电能的大小，控制太阳能电池板20或者蓄电池组22在当前时刻向收发设备23供电；蓄电池组22用于存储第一电能中除提供给收发设备23的电能之外的剩余电能。

图3为另一实施例提供的一种基准站的结构示意图。如图3所示，在如图2所示的实施例的基础上，收发设备23包括卫星接收机231和无线通信模块232；卫星接收机231通过无线通信模块232，将所接收到的数据发送至数据处理中心11。

具体的，无线通信模块232可以是2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块以及5G通信模块中的至少一个，还可以是WIFI通信模块，当然，还可以是其它具有无线通信功能的通信模块。卫星接收机231通过卫星天线接收卫星发送的数据，并将接收到的数据通过无线通信模块232发送给数据处理中心11，以使数据处理中心11对接收到的数据进行计算处理，进而获得导航信号的偏正量和辅助定位信号。

本实施例提供的基准站，可以通过无线通信模块将卫星接收机接收到的数据发送给数据处理中心，相较于传统技术中通过有线网络将卫星接收机接收到的数据发送给数据处理中心，本实施例大大减少了有线网络中的光纤的布放，缩短了基准站的建设周期，从而降低了建设及运维成本。

图4为另一实施例提供的一种基准站的结构示意图。如图4所示，在图3所示实施例的基础上，卫星接收机231包括加密模块2311，加密模块2311与无线通信模块232电连接；加密模块2311，用于采用预设的加密密钥，对卫星接收机231接收到的数据进行加密处理，并通过无线通信模块232将加密后的数据发送给数据处理中心11，以使数据处理中心11在接收到加密后的数据后，采用加密算法和预设的加密密钥对加密后的数据进行解密，并对解密后的数据进行计算处理，进而获得导航信号的偏正量和辅助定位信号。

具体的，加密模块2311采用预设的密钥和加密算法对卫星接收机231接收到的数据进行加密处理，并将加密后的数据通过无线通信模块232发送给数据处理中心11。其中，加密算法一般采用国家密码局提供的算法，例如SSF33算法、SSF28算法或SCB2算法。

在卫星接收机接收到卫星发送的数据之后，通过集成在卫星接收机内部的加密模块对数据进行了加密处理，由于在数据传输的源头对数据进行了加密处理，因此，在之后的数据传输链路中便不再需要对传输链路中的数据进行加密，增强了数据的安全可靠性。同时，加密处理过程中采用的密钥是预设的，且内置在加密模块中，不再需要从其它设备中读取，防止密钥在读取过程中被窃取，进一步增强了数据的安全可靠性。

本实施例提供的基准站，可以通过集成在卫星接收机内部的加密模块对卫星接收机接收到的数据进行加密处理，且加密密钥是内置在加密模块中的，这样，在数据的加密过程中，便不需要从其它设备中读取密钥，防止密钥在读取过程中被窃取，增强了数据的安全可靠性。同时，在数据传输源头对数据进行了加密，这样，在之后的数据传输链路中便不再需要对数据进行加密，从源头上保证了卫星数据的安全，进一步增强了数据的安全可靠性，并且，加密模块结构设计简单，大幅度降低了建设及运维成本。

图5为另一实施例提供的一种基准站的结构示意图。如图5所示，收发设备23还包括与卫星接收机231和太阳能控制器21电连接的状态监控器233，状态监控器233还与无线通信模块232电连接；状态监控器233，用于监控太阳能控制器21和/或卫星接收机231的工作状态，并根据太阳能控制器21和/或卫星接收机231的工作状态以及采用无线通信模块232向数据处理中心11发送告警信息。

具体的，可以将太阳能控制器21和卫星接收机231的工作状态均可以分为正常或异常。

在一种实施方式中，状态监控器233用于监控太阳能控制器21的工作状态，当监控到太阳能控制器21的工作状态为异常时，采用无线通信模块232向数据处理中心11发送告警信息。在数据处理中心11接收到告警信息之后，可以根据告警信息的严重程度，确定是否需要向状态监控器233发送重启指令。当数据处理中心11确定接收到的告警信息严重时，通过无线通信模块232向状态监控器233发送重启指令，在状态监控器233接收到重启指令后，可以重启太阳能控制器21，或者直接断电重启基准站10。

在另一种实施方式中，状态监控器233用于监控卫星接收机231的工作状态，当监控到卫星接收机231的工作状态为异常时，采用无线通信模块232向数据处理中心11发送告警信息。在数据处理中心11接收到告警信息之后，可以根据告警信息的严重程度，确定是否需要向状态监控器233发送重启指令，当数据处理中心11确定接收到的告警信息严重时，通过无线通信模块232向状态监控器233发送重启指令，在状态监控器233接收到重启指令后，可以重启卫星接收机231，或者直接断电重启基准站10。

在另一种实施方式中，状态监控器233用于监控卫星接收机231和太阳能控制器21的工作状态，当监控到卫星接收机231和太阳能控制器21中任一个的工作状态为异常时，采用无线通信模块232向数据处理中心11发送告警信息。在数据处理中心11接收到告警信息之后，可以根据告警信息的严重程度，确定是否需要向状态监控器233发送重启指令，当数据处理中心11确定接收到的告警信息严重时，通过无线通信模块232向状态监控器233发送重启指令，在状态监控器233接收到重启指令后，可以重启工作状态异常的那个设备(该设备为卫星接收机231、太阳能控制器21)，或者直接断电重启基准站10。

本实施例提供的基准站，可以通过状态监控器监控基准站的运行，在基准站的工作状态出现异常时，可以实现远程重启，提高了基准站的监控效率，另外，相较于传统技术中通过工作人员的值班看守监控基准站的运行，本实施例实现了无人值守，大大节省了人力财力。上述任一实施例中提供的基准站10，还包括避雷针，避雷针接地，以防止基准站10包括的供电设备(太阳能电池板20、太阳能控制器21、蓄电池组22以及备用电池组24)或者收发设备23被雷击。

图6为另一实施了提供的一种基准站的结构示意图。如图6所示，在上述实施例的基础上，基准站10还包括与太阳能控制器21电连接的备用电池组24。

具体的，备用电池组24包括多个串联的蓄电池，可选的，该蓄电池可以为铅酸蓄电池，也可以为镍氢蓄电池，还可以为其它种类的蓄电池。在初始配置备用电池组24时，备用电池组24的容量可以根据收发设备23一天的电能需求以及所需备用电池组24供电的天数进行相应的设计，例如，北方的阴雨天气一般是持续一周左右，这样，在初始配置备用电池组24时，可将备用电池组24的容量配置为满足收发设备23一周的供电需求，而南方的阴雨天气相对较少，相应的，可以减少备用电池组24的容量配置。

在阴雨天气持续时间较长的情况下(例如，阴雨天气持续时长大于一周)，太阳能电池板20转换的第一电能无法满足收发设备23的电能需求，且蓄电池组22中存储的电能也无法满足收发设备23的电能需求，此时，太阳能控制器21便控制备用电池组24向收发设备23提供供电，以保证基准站10的持续运行。

图7为另一实施例提供的一种基准站的结构示意图。如图7所示，在上述实施例的基础上，太阳能控制器21包括电压传感器211以及与电压传感器211电连接的控制器212；电压传感器211分别与太阳能电池板20和蓄电池组22电连接，控制器212还与收发设备23电连接。

具体的，电压传感器211可以用于检测太阳能电池板20当前时刻转换得到的电压的大小，控制器212根据电压传感器211检测的电压的大小以及收发设备23当前时刻所需的电压的大小，控制太阳能电池板20或蓄电池组22在当前时刻向收发设备23提供供电；电压传感器211还用于检测蓄电池组22的电压大小，控制器212根据电压传感器211检测的蓄电池组22的电压大小控制蓄电池组22的充电过程和放电过程，防止蓄电池组22过充电和过放电，有效延长了蓄电池组22的使用寿命，从而可以保证基准站10能够持续运行。当基准站10还包括备用电池组24时，太阳能控制器21的电压传感器211还与备用电池组24电连接，用于检测备用电池组24的电压大小，控制器212根据电压传感器211检测的备用电池组24的电压大小控制备用电池组24的充电过程和放电过程，防止备用电池组24过充电和过放电，延长了备用电池组24的使用寿命，从而可以保证基准站10能够持续运行。

本发明实施例还提供一种卫星地基增强系统，参见图1，包括数据处理中心11以及如上述任一实施例提供的基准站10；数据处理中心11与基准站10之间进行无线通信。

需要说明的是，关于基准站10的具体描述可以参照上述任一实施例中的描述，本发明实施例在此不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。