专利名称：Gnss工程监测卫星数据采集仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于卫星数据采集和卫星数据传输技术，具体涉及一种GNSS工程监测卫星数据采集仪。
背景技术：
卫星导航具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点，广泛应用于导航、测绘、监测、授时、通信等多种领域，因此在经济发展、科学研究、灾害防控以及军事领域起着越来越重要的作用，对国防安全和经济建设贡献巨大。其中以美国GPS (Global PositioningSystem, GPS)为代表的全球卫星导航系统(Global NavigationSatellite System, GNSS)的应用产业已逐步成为一个全球性的高新技术产业。根据GNSS定位原理以及卫星信号特征，为实现GNSS卫星接收机快速、连续、精确定位，对GNSS工程监测采集仪提出了很高的要求:无电磁干扰、设备箱通风散热、防雷电电磁脉冲、防尘防水等。目前工程监测系统上，卫星接收机等其他单个模块都是直接发货到项目现场，再订制设备保护箱进行集成安装，存在工艺和性能上各种各样的问题，例如防雷工艺不规范、电磁兼容性能差、设备随意叠放不整齐，布线混乱等。系统总体稳定性存在很多不可靠因素。从上述GNSS工作特性，考虑到GNSS卫星数据的正常获取，对GNSS工程监测采集仪提出了以下要求。( I)良好的电磁兼容性能GNSS工程监测采集仪能够接收到地平面上的卫星数目越多越好，一般要求能够接收高度截止角10°以上的天空中的所有卫星信号。因此，GNSS工程监测采集仪必须具有良好的抗电磁干扰能力，当出现电磁干扰且不能消除时，会造成GNSS卫星接收模块不能有效的锁定卫星，或者信噪比过低等不良现象，影响监测精度及可靠性。(2)防雷电电磁脉冲在工程监测系统中，GNSS工程监测采集仪通常安装在野外，周围较空旷，较容易遭受雷击，对采集仪内部精密电子元器件造成巨大危害。因此，GNSS工程监测采集仪必须具备良好的防雷电电磁脉冲的能力，若遭受雷击，可及时响应，迅速将雷电流泄入大地，使设备免受雷电危害。(3)通风散热防水防尘在野外，GNSS工程监测采集仪所处自然环境较为恶劣。因此其采集仪自身必须具备良好的通风散热防水防尘的能力，保证接收机正常运行。(4)稳定且灵活的通讯性能在野外，GNSS工程监测采集仪必须依靠稳定的通讯将卫星数据传输到监控中心。考虑到野外条件复杂，架线困难等不良因素，在原有GPRS通讯的基础上，有必要设计无线网桥的通讯模式。目前，在工程监测系统中，GNSS卫星接收机等其他模块都是直接发货到现场，再订制设备箱进行集成安装。将设备箱安置在野外，接收机在设备箱中工作。GNSS卫星接收机能否正常工作，取决于订制的设备箱的质量，主要有电磁兼容性能、防雷性能、通风散热防尘防水性能等。在数据传输模式方面，采用单一的通信模式。现有技术存在以下缺点:1、一般在市场上订制的设备箱，往往制作工艺比较简陋，这是由于设备箱内部及外部材料及相关配件一致性欠佳等客观原因和工人师傅水平差异等主观原因造成的。且订制的设备箱通风散热防水防尘的能力有限，不能很好的保护GNSS工程监测采集仪内部各模块正常工作。2、设备箱内部各模块之间集成度较低,往往布线较为杂乱,设备随意叠放，电磁兼容性能不良。3、订制的设备箱往往没有安装接地汇流排，各防雷器之间独立工作，没有实行等电位连接。一旦遭受雷击，不同模块之间将产生电位差，对电子设备构成严重威胁。4、由于传统的设备箱通讯方式单一，不能兼容其他通讯方式，制约了在布线困难地区的使用。
实用新型内容本实用新型的目的是将高精度GNSS卫星接收模块安装位置、雷电防护、布线、电磁兼容等方面进行集成设计，并订制成一个标准型的产品。通过内部配件调整，可扩展为其他类型的工程监测采集仪，如库水位监测采集仪、视频监控采集仪等。此外，通信灵活，支持多模通信，在满足原有GPRS通讯功能的同时，兼容光纤通信和无线网桥通信。为达上述目的，本实用新型提供了 GNSS工程监测卫星数据采集仪，包括GNSS卫星接收模块，还包括用于接外部电源的空气开关模块；用于自该空气开关模块获取电源并将外部电源的电压转换为12V和5V的直流电的电源模块；用于保护电源和网路安全的电源、网络防雷模块；用以连接工程接地模块实现接地、泄放雷电流的接地汇流排；利于GNSS工程监测卫星数据采集仪的外部传感器接入到该GNSS工程监测卫星数据采集仪中的485防雷模块，与该485防雷模块电连接，以将通过该485防雷模块传输进来的外部传感器信号转换为网络数据信号的串口服务模块；用以对外部GNSS天线馈线进行防雷保护的馈线防雷模块，与GNSS卫星接收模块直接电连接；用于检测GNSS工程监测卫星数据采集仪的温度以控制风扇启停的温感控制模块；与网络模块直接电连接，将网络模块的网络数据信号转换为光信号光纤收发模块；GNSS卫星接收模块、串口服务模块分别与网络模块电连接，以将GNSS工程监测卫星数据采集仪内部的GNSS数据和传感器数据进行汇总交互，然后通过光纤收发模块将网络模块的网络数据信号转换成光信号传送出去；空气开关模块，电源、网络防雷模块，电源模块，485防雷模块，馈线防雷模块分别与接地汇流排电连接。 上述网络模块外接无线网桥天线。上述GNSS卫星接收模块是支持GPRS数据传输的GNSS卫星接收模块，该GNSS卫星接收模块外接GPRS吸盘天线。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:提高了采集仪电磁兼容性能、具有较好的雷电防护能力、通风散热防水防尘，通信灵活，支持多模通信，在满足原有GPRS通讯功能的同时，兼容光纤通信和无线网桥通信。
图1是GNSS工程监测卫星数据采集仪的结构示意平面图。图中:A1-空气开关模块；A2-电源、网络防雷模块；A3-电源模块；A4-接地汇流排；A5-485防雷模块；A6-GNSS卫星接收模块；A7_馈线防雷模块；A8_温感控制模块；A9-串口服务模块；A10-光纤收发模块;A11-网络模块;A11-活动插座；A13_GPS馈线；A14-信号线。
具体实施方式
为了将高精度GNSS卫星接收模块安装位置、雷电防护、布线、电磁兼容等方面进行集成设计，并订制成一个标准型的产品；通过内部配件调整，可扩展为其他类型的工程监测采集仪，如库水位监测采集仪、视频监控采集仪等。此外，通信灵活，支持多模通信，在满足原有GPRS通讯功能的同时，兼容光纤通信和无线网桥通信，本实施例提供了一种图1所示的GNSS工程监测卫星数据采集仪，包括GNSS卫星接收模块A6，还包括用于接外部电源的空气开关模块Al ;用于自该空气开关模块Al获取电源并将外部电源的电压转换为12V和5V的直流电的电源模块A3 ;用于保护电源和网路安全的电源、网络防雷模块A2 ;用以连接工程接地模块实现接地、泄放雷电流的接地汇流排A4;利于GNSS工程监测卫星数据采集仪的外部传感器接入到该GNSS工程监测卫星数据采集仪中的485防雷模块A5，与该485防雷模块A5电连接，以将通过该485防雷模块A5传输进来的外部传感器信号转换为网络数据信号的串口服务模块A9 ;用以对外部GNSS天线馈线进行防雷保护的馈线防雷模块A7，与GNSS卫星接收模块A6直接电连接；用于检测GNSS工程监测卫星数据采集仪的温度以控制风扇启停的温感控制模块A8 ;与网络模块All直接电连接，将网络模块All的网络数据信号转换为光信号光纤收发模块AlO ；GNSS卫星接收模块A6、串口服务模块A9分别与网络模块All电连接，以将GNSS工程监测卫星数据采集仪内部的GNSS数据和传感器数据进行汇总交互，然后通过光纤收发模块AlO将网络模块All的网络数据信号转换成光信号传送出去；空气开关模块Al，电源、网络防雷模块A2，电源模块A3，485防雷模块A5，馈线防雷模块A7分别与接地汇流排A4电连接。其中，网络模块All外接无线网桥天线，GNSS卫星接收模块A6支持GPRS数据传输或外接GPRS吸盘天线。该GNSS工程监测卫星数据采集仪的工作过程是:空气开关模块Al获取电源，通过电源、网络(以太网)防雷模块A2模块后，接入电源模块A3将外部电源的电压转换为12V和5V的直流电，为采集仪内部各种电设备提供安全纯净电源。外部GNSS天线馈线(GPS馈线A13)经过馈线防雷模块A7，与GNSS卫星接收模块A6电连接，对GNSS卫星接收模块A6进行防雷保护。GNSS工程监测卫星数据采集仪的外部其他传感器通过485防雷模块A5接入到GNSS工程监测卫星数据采集仪中，485防雷模块A5与串口服务模块A9电连接，将外部传感器串口信号转换为网络数据信号。GNSS卫星接收模块A6、串口服务模块A9与网络模块All电连接，将GNSS工程监测卫星数据采集仪内部GNSS数据和传感器数据进行汇总交互，然后通过光纤收发模块AlO将网络模块All的网络数据信号转换成光信号传送出去，同时网络模块All也可以通过外接到无线网桥天线，将数据通过无线网络传送出去。空气开关模块Al，电源、网络(以太网)防雷模块A2，电源模块A3，485防雷模块A5，馈线防雷模块A7与接地汇流排A4电连接，实现GNSS工程监测卫星数据采集仪内部等电位，接地汇流排A4与工程接地模块连接，实现良好接地，泄放雷电流。光纤收发模块AlO将网络模块All的网络数据信号转换成光信号传送出去。网络模块All还可以直接接外部连接无线网桥发射天线，将数据用无线网桥发射出去。GNSS卫星接收模块A6支持GPRS数据传输，也可以外部连接GPRS吸盘天线，兼容3G，使用2G/3G无线网络进行通信。从而实现多模通信模式，可自由选择。
权利要求1.GNSS工程监测卫星数据采集仪，包括GNSS卫星接收模块(A6)，其特征在于:还包括用于接外部电源的空气开关模块(Al)； 用于自该空气开关模块(Al)获取电源并将外部电源的电压转换为12V和5V的直流电的电源模块(A3)； 用于保护电源和网路安全的电源、网络防雷模块(A2)； 用以连接工程接地模块实现接地、泄放雷电流的接地汇流排(A4)； 利于GNSS工程监测卫星数据采集仪的外部传感器接入到该GNSS工程监测卫星数据采集仪中的485防雷模块(A5)，与该485防雷模块(A5)电连接，以将通过该防雷模块(A5)传输进来的外部传感器信号转换为网络数据信号的串口服务模块(A9)； 用以对外部GNSS天线馈线进行防雷保护的馈线防雷模块(A7)，与GNSS卫星接收模块(A6)直接电连接； 用于检测GNSS工程监测卫星数据采集仪的温度以控制风扇启停的温感控制模块(A8)； 与网络模块(All)直接电连接，将网络模块(All)的网络数据信号转换为光信号的光纤收发模块(AlO); GNSS卫星接收模块(A6)、串口服务模块(A9)分别与网络模块(All)电连接，以将GNSS工程监测卫星数据采集仪内部的GNSS数据和传感器数据进行汇总交互，然后通过光纤收发模块(AlO)将网络模块(All)的网络数据信号转换成光信号传送出去； 空气开关模块(Al)，电源、网络防雷模块(A2)，电源模块(A3)，485防雷模块(A5)，馈线防雷模块(A7)分别与接地汇流排(A4)电连接。
2.如权利要求1所述的GNSS工程监测卫星数据采集仪，其特征在于:所述网络模块(All)外接无线网桥天线。
3.如权利要求1或2所述的GNSS工程监测卫星数据采集仪，其特征在于:所述GNSS卫星接收模块是支持GPRS数据传输的GNSS卫星接收模块，该GNSS卫星接收模块外接GPRS吸盘天线。
专利摘要本实用新型提供的GNSS工程监测卫星数据采集仪，包括GNSS卫星接收模块(A6)，空气开关模块(A1)；电源模块(A3)；电源、网络防雷模块(A2)；接地汇流排(A4)；485防雷模块(A5)，串口服务模块(A9)；馈线防雷模块(A7)，温感控制模块(A8)；光纤收发模块(A10)；网络模块(A11)将GNSS卫星接收模块、雷电防护、布线、电磁兼容等方面进行集成设计，提高了采集仪电磁兼容性能、具有较好的雷电防护能力、通风散热防水防尘，通信灵活，支持多模通信，在满足原有GPRS通讯功能的同时，兼容光纤通信和无线网桥通信。
文档编号G08C19/00GK202956886SQ20122066545
公开日2013年5月29日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者林国利, 陈炳富, 於永东, 莫文晖 申请人:广州中海达定位技术有限公司