专利名称：高精度gps差分系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于车载、船载、机载、弹载试验设备的高精度导航定位技术，具体涉 及一种高精度GPS差分系统。
背景技术：
目前，在基地或靶场等试验基地，为了测量运输车、船舰、飞机或弹体的飞行轨迹， 必须有相关设备测量各种载体在运动过程中的位置，当前使用的测试设备有光学检飞系统 等。但光学检飞设备系统庞大复杂、费用高、周期长、操作人员多、作用距离只能限制在 100km之内、测量精度低，因此在一些需要远程飞行试验中受到了限制。
全球定位系统(Global Positioning System - GPS)是美国从本世纪70年代开始研 制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实 时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过我国测绘等部门近10年的使 用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信 赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运 动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测试定位、导航领域 带来一场深刻的技术革命。
因此，利用GPS实现车载、船载、机载、弹载试验设备的高精度导航定位，可逐步替 代原有的光学检飞系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是，利用现有的GPS技术，提供了一种高精度导航定位的GPS差分 系统。
本实用新型的技术方案是
一种高精度GPS差分系统，包括基准站装置和移动站装置，移动站装置安装在移动载 体上，基准站装置的位置固定，其特征在于，基准站装置和移动站装置分别包括一 GPS模 块、 一数据传输模块和一信息处理模块，其中，两个GPS模块分别连接一GPS天线，用于 采集GPS卫星数字信息，移动站装置的信息处理模块，用于接收采集到的卫星数字信息， 接收差分信息， 一并进行处理，最终解算出移动载体的位置信息，基准站装置的信息处理
3模块，用于接收采集到的卫星数字信息，接收移动站装置的数据信息， 一并进行处理，完 成差分运算，两个数据传输模块用于传输移动站装置和基准站装置之间的数据。
所述基准站装置的数据传输模块和移动站的数据传输模块之间设有无线传输模块。
所述移动站装置还包括一数据存储模块，该模块用于进行数据采集、存储。
所述基准站装置还包括一数据存储模块，该模块用于采集、存储移动站装置和基准站 装置的状态信息、位置信息和数据采集信息。
所述基准站装置和移动站装置还分别包括一电源模块，该模块用于为装置提供所需的电源。
所述基准站装置设有一实时显示模块，该实时显示模块用于显示移动站装置和基准站 装置的状态信息、位置信息和数据采集信息，同时提供移动载体的运动轨迹图。
基准站装置的数据存储模块和移动站装置的数据存储模块连接一事后数据处理模块， 该事后数据处理模块针对上述两个装置釆集的数据进行数据转换、数据处理、数据打包、 数据分析和数据回放。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是
本项实用新型高精度GPS差分系统可实现高精度检飞试验测量。其作用距离大(无遮 挡作用距离超过了 500km甚至达到1000km以上)，满足了试验基地或耙场的试验要求， 完全满足现有车载设备、船舰载设备、机载设备试验的要求。尤其重要的是该GPS差分系 统的精度相当高，单点定位经度达到亚米级，实时差分处理精度能够达到15mm+1.5ppm， 后处理精度能够达到10mm+1.0ppm，比光学检飞系统的检测精度提高了一个数量级。具 体优点如下
1、 采用GPS全球卫星定位系统，可以在全球范围使用，无地域的限制；
2、 本实用新型的实时处理精度和事后处理精度高，可以为高精度的试验提供需要的 基准，能够满足各种试验的应用；
3、 实时性好，本实用新型的在实时上几乎没有延迟，延迟主要来自于传输链路，几 乎可以忽略；
4、 硬件安装方便，操作非常简单，适合于各种层次人群使用；
5、 软件提供动态连接，方便用户作二次开发；
6、 本实用新型费用相对较低，可以适用于各种试验环境。
图l为本实用新型结构示意图； 图2为本实用新型实时显示模块的流程图； 图3为本实用新型定位信息解码流程图； 图4为本实用新型事后处理模块的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述
本实用新型包含基准站装置和移动站装置两个部分，本实用新型的源为GPS卫星播发 的星历历书、卫星时钟误差、电离层误差等信息，基准站装置和移动站装置的传输通过无 线传输模块实现无线传输。
系统的原理框图见图l所示。本实用新型的连接和数据的流向过程可分四大块，移动 站装置、基准站装置、实时显示模块和事后处理模块。移动站装置和基准站装置同时包含
了 GPS模块、信息处理模块(CPU)、数据传输模块、数据存储模块以及电源模块。两个 GPS模块分别连接一GPS天线，用于采集GPS卫星数字信息，移动站装置的信息处理单元 根据GPS模块采集到的GPS卫星数字信息解算出移动载体的当前位置和测试时间等信息， 同时，通过数据传输模块将上述解算信息发送到基准站的数据传输模块，基准站装置的信 息处理单元根据GPS模块采集到的卫星数字信息和移动站装置的解算信息，完成RTK差分， 并通过基准站装置的数据传输模块将RTK差分信息发送到移动站的数据传输模块，移动站 装置的信息处理单元根据其GPS卫星数字信息和上述RTK差分信息，解算出移动载体当前 的位置信息，并通过数据传输模块将解算后的信息发送到基准站的数据传输模块。数据存 储模块的功能是进行数据采集存储，供后处理使用；电源模块包括电源转换模块和电池模 块，为整个系统提供所需要的电源。基准站装置设有一实时显示模块，该实时显示模块用 于显示移动站装置和基准站装置的状态信息、位置信息和数据采集信息，同时提供移动载 体的运动轨迹图。基准站装置的数据存储模块和移动站装置的数据存储模块连接一事后数 据处理模块，该事后数据处理模块针对上述两个装置采集的数据进行数据转换、数据处理、 数据打包、数据分析和数据回放。 实时显示模块流程图见图2所示。
实时显示模块图包括主程序框图和线程程序框图。主程序进行接口设置、启动GPS解 码线程和串行数据接收线程、GPS数据接收保存及解码显示等功能。线程程序又有GPS解码线程和串行数据接收两个线程，
定位信息解算流程图见图3所示。
定位信息解算过程具体为，首先接收GPS的卫星播发星历历书、卫星时钟误差、电离 层误差等信息，通过查找信息帧头，判定接收的信息中是否包含解算需要的信息，并通过 信息长度确定完整的信息内容，最后通过校验和的计算判定已经找到的信息是否为需要的 信息内容，如果是则保留、存储、并解算显示于界面上，如果信息错误则舍弃并重新査找。
事后处理模块框图如图4所示。
用户开启事后处理模块后，程序将自动开启相关的动态连接，并将其中的参数写入计 算机注册表并创建各种线程中断等信号。用户将移动站和基准站的所釆集的数据文件添加 到事后处理模块的转换单元，转换单元将按照数据格式不同启动不同的转换线程，将移动 站和基准站的数据转换成*. gpb的文件格式。转换完成后进行数据处理，将基准站和移动 站的已经转换的数据添加到后处理解算单元，该解算模块将为用户解算出更高精度的位置 信息，并为用户提供移动站移动轨迹。该单元最终可以为用户提供各种数据格式，包括 *. txt, *exl， *. xml， *. csv等数据格式，用户可根据实际应用选择不同的数据格式。
以上通过详细实施例描述了本实用新型所提供的高精度GPS差分系统，本领域的技术 人员应当理解，在不脱离本实用新型创造实质的范围内，可以对本实用新型做一定的变形 或修改。
权利要求1、一种高精度GPS差分系统，包括基准站装置和移动站装置，移动站装置安装在移动载体上，基准站装置的位置固定，其特征在于，基准站装置和移动站装置分别包括一GPS模块、一数据传输模块和一信息处理模块，其中，两个GPS模块分别连接一GPS天线，用于采集GPS卫星数字信息，移动站装置的信息处理模块，用于接收采集到的卫星数字信息，接收差分信息，一并进行处理，最终解算出移动载体的位置信息，基准站装置的信息处理模块，用于接收采集到的卫星数字信息，接收移动站装置的数据信息，一并进行处理，完成差分运算，两个数据传输模块用于传输移动站装置和基准站装置之间的数据。
2、 如权利要求1所述的高精度GPS差分系统，其特征在于，所述基准站装置的数据 传输模块和移动站的数据传输模块之间设有无线传输模块。
3、 如权利要求1所述的高精度GPS差分系统，其特征在于，所述移动站装置还包括 一数据存储模块，该模块用于进行数据采集并存储。
4、如权利要求1或3高精度GPS差分系统，其特征在于，所述基准站装置还包括一 数据存储模块，该模块用于采集并存储移动站装置和基准站装置的状态信息、位置信息和 数据采集信息。
5、 如权利要求1所述的高精度GPS差分系统，其特征在于，所述基准站装置和移动 站装置还分别包括一电源模块，该模块用于为装置提供所需的电源。
6、 如权利要求1所述的高精度GPS差分系统，其特征在于，所述基准站装置设有一 实时显示模块，该实时显示模块用于显示移动站装置和基准站装置的状态信息、位置信息 和数据采集信息，同时提供移动载体的运动轨迹图。
7、 如权利要求4所述的高精度GPS差分系统，其特征在于，基准站装置的数据存储 模块和移动站装置的数据存储模块连接一事后数据处理模块，该事后数据处理模块针对上 述两个装置采集的数据进行数据转换、数据处理、数据打包、数据分析和数据回放。
专利摘要本实用新型公开了一种高精度GPS差分系统，该GPS差分系统包括基准站装置和移动站装置，两个装置分别包括一GPS模块、一数据传输模块和一信息处理模块，其中，两个GPS模块分别连接一GPS天线，用于采集GPS卫星数字信息，移动站装置的信息处理模块，用于接收采集到的卫星数字信息，接收差分信息，一并处理解算出移动载体的位置信息，基准站装置的信息处理模块，用于接收采集到的卫星数字信息，接收移动站装置的数据信息，一并处理完成差分运算，两个数据传输模块用于传输移动站装置和基准站装置之间的数据。本实用新型可满足试验基地或靶场的试验要求，实现高精度检飞试验测量。
文档编号G01S1/02GK201266237SQ200820110220
公开日2009年7月1日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者楠 姜, 贺宏宇, 魏茂森 申请人:北京七维航测科技发展有限公司