自动适应工作模式的高精度卫星接收机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高精度卫星定位领域，可用于桥梁形变监测、大坝形变监测、地质沉降监测、尾矿库在线安全监测、国土测绘等领域。
【背景技术】
[0002]目前，北斗/GPS卫星导航定位系统已经广泛应用于各个领域。公知的高精度北斗/GPS导航卫星终端有:运用实时动态差分定位(RTK)技术的高精度卫星定位接收机、运用精密单点定位(PPP)技术的高精度卫星定位接收机和运用高精度差分后处理技术的高精度卫星定位接收机。
[0003]RTK定位技术是基于载波相位观测值的厘米级实时动态差分定位，系统由基准站和流动站构成，基准站接收卫星数据经处理得到差分改正数发送给流动站，流动站接收差分改正数和卫星载波相位等信息通过数据处理得到定位结果，它是利用差分消除电离层延迟误差、对流层延迟误差。
[0004]PPP精密单点定位技术是基于载波相位观测的高精度绝对定位技术，利用北斗/GPS卫星的精密星历和精密卫星钟差，降低卫星轨道误差和卫星钟差误差，双频组合观测消除电离层误差。达到厘米级甚至亚厘米级绝对定位精度。
[0005]高精度差分后处理技术属于事后差分定位技术，定位精度毫米级，系统也由基准站和监测站组成，基准站、监测站距离可达10km。连续观测2小时定位精度水平方向达3毫米以内、垂直方向6毫米以内。利用差分消除电离层延迟、对流层延迟等干扰，为提高精度引入多种误差改正模型。数据处理一般传到系统平台进行处理，由于处理数据量大，平台数据处理引入GPU技术用以加快计算速度。
[0006]这三种高精度卫星定位接收机，根据功能不同，有不同设计，运用不同的高精度定位技术采用不同的高精度卫星接收机，他们共同的缺陷是:应用范围局限性大，具有较差的适用性。鉴此，提供一种可以自动切换工作模式、应用灵活、方便的适用不同高精度卫星定位算法的卫星接收机具有重要的意义。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种自动适应三种高精度定位工作模式的高精度卫星接收机。该接收机具有根据不同高精度定位算法自动切换模式、应用灵活、方便的特点。
[0008]本发明所述自动适应工作模式的高精度卫星接收机，包括机体，接收机主要组成模块为:主控模块、电源模块、接口电路、北斗/GPS模块、温度补偿模块、充电电路、基础功能模块。
[0009]所述控制电路包括美国ST公司的STM32 (ARM7)芯片，所述STM32芯片用于储存卫星接收机的控制程序和北斗/GPS三种定位模式切换的算法程序，用于控制卫星接收机各个模块工作状态。
[0010]所述自动适应工作模式的高精度卫星接收机，所述电源模块包括适配器电路、12V转3.3V电路、3.3V转3V电路、3.3V转1.2V电路和BD2/GPS供电电路，该电路主要用于要用于卫星接收机的整机供电、外接传感器供电、温度补偿电路供电、基础功能模块电路供电、北斗/GPS模块供电等。
[0011 ] 所述接口电路包括RS232接口电路、RS485接口电路、以太网接口电路。所述RS232接口电路，主要用作自动适应工作模式的高精度卫星接收机的调试和外部COMS图像传感器实现图像数据采集；同时RS232串口与北斗/GPS模块连接，用于采集北斗、GPS数据；所述RS485接口电路，通过RS485串口转换芯片与STM32主控模块连接，该部分电路主要用于高精度卫星接收机的外部传感器接口，以连接电子式水平传感器、垂直位移传感器、485接口水位计、485接口雨量传感器、湿度传感器等；所述以太网通信模块，主要用以连接通讯网络，向数据处理中心发送采集的北斗定位数据和外部传感数据。
[0012]所述自动适应工作模式的高精度卫星接收机，所述北斗/GPS模块主要使用高精度双模四频北斗/GPS模块，主要用于北斗/GPS卫星数据的采集。
[0013]所述自动适应工作模式的高精度卫星接收机，所述充电电路主要使用BQ2057W充电管理芯片，管理后备电源充电工作；
所述自动适应工作模式的高精度卫星接收机，所述基础功能模块包括:看门狗电路、指示电路、存储电路、时钟电路，所述看门狗电路用以防止程序遭受异常干扰；所述指示电路用以指示自动适应工作模式的高精度卫星接收机工作状态；所述存储电路用以存储自动适应工作模式的高精度卫星接收机的程序和数据；所述时钟电路用以向自动适应工作模式的高精度卫星接收机提供基准时钟。
[0014]本发明所述自动适应工作模式的高精度卫星接收机具有适应性强、自动切换工作模式、使用方便的特点，与传统的卫星接收机相比，集成了 PPP技术、RTK技术和高精度差分后处理技术，卫星接收机的应用范围得到极大的扩展。
【附图说明】
[0015]图1为本发明自动适应工作模式的高精度卫星接收机的系统框图。
[0016]图2为卫星接收机二种模式切换流程图。
实施例
[0017]以下结合具体实施例，对本发明进行说明。
[0018]实施例1:
本发明为一种自动适应工作模式的高精度卫星接收机，如图一所示。
[0019]所述控制模块主要使用美国ST公司的STM32 (ARM7)芯片，内部储存卫星接收机的控制程序以及三种工作模式切换算法程序。所述卫星接收机的控制模块主要用于控制LED指示电路、采集北斗、GPS模块数据、控制北斗/GPS模块、控制温度补偿模块电路、控制基础功能模块电路等。三种工作模式切换的原理为:控制模块通过判断RS232采集到的北斗/GPS识别码，再根据内部算法程序和控制模块切换定位模式。
[0020]所述自动适应工作模式的高精度卫星接收机，所述电源模块包括适配器电路、12V转3.3V电路、3.3V转3V电路、3.3V转1.2V电路和北斗/GPS供电电路。所述适配器电路主要用于外接12V适配器电源，通过使用市电为卫星接收机整机和外接传感器供电；所述12V转3.3V电路是12V直流电压经过MP1494芯片输出3.3V直流电压，用于为主控和ADC提供工作电压；所述3.3V转3V电路是3.3V直流电压经过XC6201芯片输出3V直流电压，用于为ADC提供参考电压；所述3.3V转1.2V电路是3.3V直流电压经过RP102N121D芯片后输出1.2V直流电压，用于为CPU CORE内核供电；所述北斗/GPS供电电路是12V直流电压经过ASM1117-5V芯片后输出5V直流电压，主要用于北斗/GPS模块供电。同时，自动适应工作模式的高精度卫星接收机具有锂电池后备电源，在停电的情况下，锂电池作为主要电源为卫星接收机供电，使卫星接收机在一定的时间内能够正常工作。
[0021]所述接口电路包括RS232接口电路、RS485接口电路和以太网接口电路。所述RS232电路是使用美国美信公司的MAX3232低压差RS-232收发芯片，RS232串口主要用做自动适应工作模式的高精度卫星接收机的调试、外部COMS图像传感器实时采集的图像数据通过RS232模块保存到卫星接收机的存储模块中，同时RS232串口与北斗/GPS模块相连接，用于采集北斗、GPS数据，采集后的数据将传输到远程数据处理中心；RX485主要使用SP3485低功耗半双工RS-485收发芯片，这部分电路作为卫星接收机的外接接口，主要用以连接电子式水平传感器、垂直位移传感器、485接口水位计、485接口雨量传感器、土层湿度传感器等。该部分工作状况为:控制中心通过RS485电路接收外接传感器传回的数据，经过计算后传输到远程数据处理中心；所述以太网接口电路，主要用以连接通讯网络。其工作原理为:卫星接收机主控模块信号经过11FB-05NL网络变压器后，向远程数据