专利名称：Gps接收机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种GPS接收机，属于GPS定位技术领域。
背景技术：
地球物理勘探野外工作，在进行地球物理场测量的同时，须进行点位及其高 程测量，其中有些方法对测量精度要求较高，如重力勘探测点的高程测量通常要 求达到厘米级水平。目前，GPS定位技术具有观測站间无需通视、测量组人员投 入少等优势，已成为物探测地工作首选，但市场上能满足厘米级精度要求的GPS 接收机价格昂贵，且专业级的差分GPS接收机的测量基线长度一般要求达到数十 公里，而工程地球物理勘察及其他相关应用往往并不需要达到如此大的测量范 围，因此需要一种有较高测量精度、适用于短基线差分工作模式的GPS接收机。 发明内容
本实用新型目的就在于克服上述现有技术之不足而提供一种低成本、用于短 基线测量的较高精度的差分GPS接收机。
实现本实用新型目的采用的技术方案是 一种GPS接收机，包括用于接收卫
星发射的载波相位信号的测量天线、用于处理信号的主控单元和用于存储信息的 存储器，测量天线将接收的信号传给主控单元，主控单元将信号处理后传入存储
器中，在测量天线与主控单元之间设有GPS-OEM板，GPS-OEM板将测量天线 接收的卫星发射的载波相位信号处理后传给主控单元；主控单元上接有键盘和显 示器。
GPS-(EM板，用于处理GPS信号，并输出定位信息。OEM板是接收机的核心 模块，它接收天线获取的卫星信号，经过变频、放大、滤波、相关、混频等一系 列处理，可以实现对天线视界内卫星的跟踪、锁定和测量。
上述主控单元为MSP430单片机，接有键盘和显示器。
所用存储器为SD卡，CF卡或移动硬盘，与现有测量型GPS接受机来说，更
便于携带，数据存储量更大，更易操作。
GPS接收机上设有串口，现有GPS接收机基本上没有与地质仪器的接口，我 们准备采用串口，通过RS232协议与地质仪器结合，增加了地质仪器的功能，方
3便了地质工作者的使用。
该GPS接收机通过锂电池提供电源，与^L有测量型GPS接收机多采用蓄电池相比，本GPS接收机体积小、易携带。由于主控单元采用的是低功耗的MSP430主控芯片，又增加了DC-DC转換，提高了功率，使电源供电更长时间。
出于野外工作效率的考虑，本GPS接收机，在配合使用碟型GPS信号接受天线时进行的差分测量结果表明在测量基线长度不超过:ik頃，观測时间不超过10分钟的前提下，采用快速静态载波相位差分技术，获得平面定粒及高程测定精度达到厘米级水平，且气候波动对测量结果的影响有根。此外，本实用新型还具有以下的有益效果
(1) 本实用新型采用的单频iiPS-OEM板，在较短基线的差分渊量中，表现出的定位精度远比其标称值理想。这一特性对用于小范圃、较裔精度测量的差分GPS接收机的设计，提供了一种降低成本的有效途径。
(2) 结构简单、成本低，并具有较高测量精度、适用于短基线差分工作模式的GPS接收机。
跗图说明
以下结合附图
和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。附樹为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
GPS接收机结构框图如附图，包括用于接收卫星发射的载波相位信号的测量天线、用于处理信号的主控单元和用于存储信息的存储器，测量天线将接收的信号传给主控单元，主控单元将信号处理后传入存储器中，在测量天线与主控单元之间设有GPS-OEM板，GPS-OEM板将测量天线接收的卫星发射的载波相位信号处理后传给主控单元，主控单元为MSP430单片机。主控单元上接有键盘和液晶显示器，液晶显示器显示出实时数据。
所用存储器为SD卡，CF卡或移动硬盘，与现有测量型GPS接受机来说，更便于携带，数据存储量更大，更易操作。
GPS接收机上设有串口，现有GPS接收机基本上没有与地质仪器的接口，我们准备采用串口，通过RS232协议与地质仪器结合，增加了地质仪器的功能，方便了地质工作者的使用。电源模块为锂电池，该GPS接收机通过锂电池提供电源，与现有测量型GPS 接收机多采用蓄电池相比，本GPS接收辆体积小、易携带。由于主控单元采用的 是低功耗的MSP430主控芯片，又增加TDC-DC转换，提高了功率，使电源供电 更长时间。
利用Trimble 4700双频差分GPS接收机测量确定的栩对基线上(基线长度 464.410ffl，测量时间l小时，平面精度约l毫米)，对样机进行对比试验。
表1已知基线上多次差分测量结果
序号△X (m>△Y (m>平距L (m>高差AH <ra)
01451邻72464.404911.2则
02451.9728l诉Jt27464.399611.2901
03451.9,106.7J75464.395311.2952
04451.9758It)6.7i57464.390311.2911
05451.9812106.7109464.398511.2826
平均值451.9794106.7134464.397711.2838
标准差0馬20.00310.00630.0151
均值波动范围0.01440.00730说460.0351
基线值45 l細106.729464.4M11.259
最大偏差0.00720細80,01970.0362
测量时样机数据更新率lHz，得到K)分钟观测数据5组。经TG01.6差分后 处理软件的解算，得到54坐标系下的定位信息(见表l)。各组数据间平距和高 差的标准差分别为0. 0063m和0. 0151m;测得数据与Trimble 4700测得的平距 和高差的最大偏差值(绝对值)分别为0.0197ffl和0.0362m，均值波动范围与之 相当。
表2未知基线上多次差分测量结果
序号△X (m)△Y (m)平距L (m)高差AH (m)
012423.9361668.31922514.813444.0286
022423,9369668.32512514.816044.0431
032423.9422668.32312514,820944.0591
042423.9449668.32432514.824044.0746
052423,9408668.32052514.819544.0486
062423.9372668.32262514.817644.0394
平均值2423.9397668.32252514.818644B489
标准差0.00350.00220.0)370細1
均值波动范围0.00880.00590細60.0460
表2中所列实验数据是在未知基线的差分测量结果。其中一个测量点选在已 知点上，用已知点的坐标和高程推算出未知点相关数据。在测试中，系统的数据更新率为lHz，共取挦6组測量数据，样机测得基线长度为2514.8186m。各组数据之间平距和高差均值的波动范围分别为0. 0106ra和0.0460ra。
气候状况对差分测量的影响
为了解气候波动对测量结果的影响，在武汉测得了不同季节、不同气候条件下10分钟静态差分测量结果6组，并对其标准差进行了对比(见表3)。结果表明，阴雨、刮风天测量精度有所下降，但基线长度在3Km以内时，平面位置和高程测量标准差均小于0. 03m，按95%置信概率计算，测量误差小于0.06m (正态分布置信系数为1.96)，远小于生产商对该OEM板给出的平面定位误差标称值0. 5m。
表3不同气候条件下差分工作方式多次测量结果的标准差比较
日期平距均值平距标准差高差均值高差标准差气候状况
2007.6.29118.0744m0.0029m23.5625ra0.0053m天气晴朗，少云
2007.6.30151.6061m0加5lm23.9815m0.0238m晴转阴，暴雨前，大风
2007.6.30191.0885m0細9m24.0419m0.0054m天气晴朗，少云
2008.4.17464.3997m0.0038m11.2775ra0.0138m晴转多云
2008.4.271340.6473m0.0012m25.9135ra0.0053m天气晴朗，少云
2008.7.102514.8186m0.0042m44.0489m0.0128m阴，有零星小雨
权利要求1.一种GPS接收机，包括用于接收卫星发射的载波相位信号的测量天线、用于接收天线获取的卫星信号并进行处理的GPS-OEM板和用于存储信息的存储器，其特征在于GPS-OEM板将测量天线接收的卫星发射的载波相位信号处理后传给主控单元；主控单元上接有键盘和液晶显示器，主控单元完成数据的接受、处理、存储并将数据送显示进行实时显示。
2. 根据权利要求1所述的GPS接收机其特征在于所用主控单元为MSP430单片 机。
3. 根据权利要求1所述的GPS接收机其特征在于所用存储器为SD卡。
4. 根据权利要求1所述的GPS接收机其特征在于GPS接收机上设有串口 。
5. 根据权利要求1所述的GPS接收机其特征在于该GPS接收机通过锂电池提/4f cb 、、/店 K力鄉。
专利摘要本实用新型涉及一种GPS接收机，该接收机包括用于接收卫星发射的载波相位信号的测量天线、用于处理信号的主控单元和用于存储信息的存储器，测量天线将接收的信号传给主控单元，主控单元将信号处理后传入存储器中，在测量天线与主控单元之间设有GPS-OEM板，GPS-OEM板将测量天线接收的卫星发射的载波相位信号处理后传给主控单元；主控单元上接有键盘和显示器。本实用新型结构简单、成本低，并具有较高测量精度、适用于短基线差分工作模式。
文档编号G01S1/02GK201408260SQ20092008469
公开日2010年2月17日 申请日期2009年4月3日 优先权日2009年4月3日
发明者乔小瑞, 琦 刘, 周金男, 莉 常, 博 沈, 陈红辉 申请人:刘 琦;沈 博;乔小瑞;常 莉;周金男;陈红辉