专利名称：全球卫星定位系统差分定位装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卫星车的定位校准装置，属于汽车定位校准技术领域。
背景技术：
目前公知的卫星车定位是由GPS(全球卫星定位系统)来测定车的经纬度，由电子罗盘来测定汽车的方向、横滚以及侧倾，将测定的值来进行计算，得出车载卫星天线的对星角度。
但是由于电子罗盘的校准很难以及电子罗盘受到周围磁场干扰(车磁，地磁等)的问题，使得电子罗盘在定向时误差较大，延长了了卫星车对星时间，让对星操作变得十分烦琐，也使得自动对星操作变得不易实现。
发明内容
技术问题本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种GPS差分定向为主，电子罗盘测量横滚、侧倾为辅的全球卫星定位系统差分定位装置，即卫星车定位装置，能够使得载体的位置(经度、纬度、高度)，速度(东北上)和二维姿态信息(方位角、俯仰角)，以及GPS时间精确的在计算机上运算出来。
技术方案本发明的全球卫星定位系统差分定位装置包括GPS差分单元，辅助单元，应用单元；在GPS差分单元中，GPS基站和流动站均通过各自的SMA串口用SRV75-3射频线接入GPS信号处理器，经过GPS信号处理器进行处理后的数据由数据COM口经过SRV75-5数据线接入到应用单元中的伺服单元的RS232接口；其中GPS处理器的电源线外接DC12V；辅助单元中的电子罗盘的RS232接口通过5芯的屏蔽数据线接入伺服单元的RS232接口。
有益效果本发明所采用的GPS差分原理是位置差分的方式基站的GPS接收机观测四颗卫星后便可进行三维定位，解算出基站的坐标，由于存在轨道误差、时钟误差、大气影响、多径效应等等误差，解算出的坐标与基站的已知坐标是不一样的；GPS流动站同样也观测相同的四颗卫星后进行三维定位，解算出流动站的坐标，最后将2组数据进行比较，既消除了基站和流动站的共同误差，例如卫星轨道误差，大气误差等等；也得出了两个GPS接收机之间精确的位置关系，再通过两个GPS接收机分别与四颗卫星之间的距离，得出基线的方向，因为基线是与载体的中轴线平行的，所以也就得出了载体的精确坐标和方向。
再利用电子罗盘测量出横滚和侧倾，卫星天线就可以在很短的时间内完成对星操作，也保证了自动对星操作实现的可能性。
电子罗盘也可以在周围环境比较复杂的情况下(周围高层建筑较多等等地势不开阔的情况)，起到辅助定向的作用。
定位精度10～15m(RMS，GPS有效，无差分模式)；定向精度0.1°(基线3m)；俯仰精度0.15°(基线3m)；基线长度范围1m～20m；首次定向时间(典型情况)≤60s；使用GPS差分的方法主要是为了解决电子罗盘受磁场干扰定向误差过大的问题。
更稳定精确的解算结果，大幅降低软硬件采购成本。
图1是天线安装示意图。
图2是系统连接示意图。
其中有GPS差分单元1，包括GPS基站11、GPS流动站12、GPS信号处理器13、电源14；辅助单元2，包括电子罗盘21；应用单元3，包括伺服单元31；载体4。
具体实施例方式
本发明由GPS差分单元两个GPS接收机和电源以及一个电子罗盘组成，再连接到伺服单元上即可。
将GPS基站11和GPS流动站12牢固安装在载体4上接收GPS卫星信号良好的位置，最好能够高出载体4的所有金属设备，GPS基站11安装在载体4尾部，GPS流动站12安装在载体4头部，天线间不能产生相对位移，并使两个GPS天线形成的联机(基线)位于载体4的中轴线上或与其保持平行。在动态应用中，在姿态角较大的情况下，需要合理设计天线安装位置，以使信号良好接收。载体的航向角变化应小于50度/秒，姿态角为20度/秒。
在安装GPS天线时，必须使用GPS静态测量方法或者其它方法，精确测定两个GPS天线之间的长度，要求误差不能超过5毫米，可使用钢尺测量或使用GPS长时间静态定位获得。将系统输出串口连接到使用设备，外接12伏直流电。
系统的初始化必须在静止或者匀速运动状态下进行，并保持天空开阔，保证GPS卫星信号接收良好，在GPS定向输出后，系统即进入工作状态。用户通过串口通信，可以按照接口定义解释串口数据，实现系统控制或者其它集成应用。系统在运行过程中，如果进入错误状态，可对系统断电，将载体静止或者保持匀速运动状态下重新上电启动。
电子罗盘的安装则要求在载体允许的高度范围内，尽可能高的水平放置，避免周围场磁的影响。
GPS接收机型号XWADU601动态定向测姿系统，GPS信号处理器13的型号ADU501，电子罗盘21的型号XW-LP3300，GPS差分单元1，XWADU601动态定向测姿系统，GPS基站11、XWADU601型GPS接收机，GPS流动站12、XWADU601型GPS接收机，电源14；DC12V/1A，辅助单元2主要是测定卫星车的横滚和侧倾，在GPS差分单元1不能正常工作时，如元器件故障或周围环境复杂，导致差分定向失效的时候，也可以利用该辅助单元进行定向，电子罗盘21的型号XW-LP3300，应用单元3将GPS差分单元1和辅助单元2所采集到的信号进行计算处理，并将结果显示出来；伺服单元31SPACENETAF 180C型伺服控制单元，载体4车顶平台其中该装置在GPS差分单元1中，GPS基站11和流动站12均通过各自的SMA串口用SRV75-3射频线接入GPS信号处理器13，经过GPS信号处理器13进行处理后的数据由数据COM口经过SRV75-5数据线接入到应用单元3中的伺服单元31的RS232接口；其中GPS处理器13的电源线外接DC12V；辅助单元2中的电子罗盘21的RS232接口通过5芯的屏蔽数据线接入伺服单元31的RS232接口。
电子罗盘的RS232接口通过5芯的屏蔽数据线接入伺服单元的RS232接口。
权利要求
1.一种全球卫星定位系统差分定位装置，其特征在于该装置包括GPS差分单元(1)，辅助单元(2)，应用单元(3)；在GPS差分单元(1)中，GPS基站(11)和流动站(12)均通过各自的SMA串口用SRV75-3射频线接入GPS信号处理器(13)，经过GPS信号处理器(13)进行处理后的数据由数据COM口经过SRV75-5数据线接入到应用单元(3)中的伺服单元(31)的RS232接口；其中GPS处理器(13)的电源线外接DC12V；辅助单元(2)中的电子罗盘(21)的RS232接口通过5芯的屏蔽数据线接入伺服单元(31)的RS232接口。
全文摘要
全球卫星定位系统差分定位装置包括GPS差分单元(1)，辅助单元(2)，应用单元(3)；在GPS差分单元(1)中，GPS基站(11)和流动站(12)均通过各自的SMA串口用SRV75－3射频线接入GPS信号处理器(13)，经过GPS信号处理器(13)进行处理后的数据由数据COM口经过SRV75－5数据线接入到应用单元(3)中的伺服单元(31)的RS232接口；其中GPS处理器(13)的电源线外接DC12V；辅助单元(2)中的电子罗盘(21)的RS232接口通过5芯的屏蔽数据线接入伺服单元(31)的RS232接口，能够使得载体的位置(经度、纬度、高度)，速度(东北上)和二维姿态信息(方位角、俯仰角)，以及GPS时间精确的在计算机上运算出来。
文档编号G01S19/41GK101055310SQ20071002300
公开日2007年10月17日 申请日期2007年5月30日 优先权日2007年5月30日
发明者郑荃, 颜成宝, 高云勇 申请人:南京中网通信有限公司