专利名称：一种高精度航标双gps定位的接口装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水上助航标志的高精度双GPS的航标定位装置，特别适用于管理部门(航道局、海事局等)对内河、湖泊和近海航道分布广泛的各种航标实行集中、全天候、 高精度和实时远程定位测控。
背景技术：
随着科技的飞速发展，今天航标的发光和能源技术已经有很大的改进。但是航标的维护大多还是采用人工定期登标巡查的方式，有些重要的标志还必须由专人看守。较早国内外也有一些航标遥测�？叵低惩度胧匝椋饕捎梦佬峭ㄐ呕騐HF/UHF频率无线数传电台方式实现航标的遥测�？兀捎谝韵挛侍饷挥械玫焦惴河τ�。大多数类似系统不具备精确定位功能，不能解决浮标的位移和漂失的问题。
发明内容
为了提高航标的定位精度问题，本发明在原有低功耗普通浮标终端基础上，增加一路电源管理器、高精度GPS�？楹痛谕ㄐ拍Ｄ饪厝糠郑佣岣吡撕奖甑亩ㄎ痪嚷剩饩隽宋灰票ň推Ц�。本发明的技术方案是
一种高精度航标双GPS定位的接口装置，包括浮标终端，所述浮标终端内设有普通GPS �？楹颓度胧轿⒋砥鳎鼋涌谧爸没拱ù谕ㄐ拍Ｄ饪睾透呔菺PS模块，嵌入式微处理器通过串口通信模拟开关分别与普通GPS�？楹透呔菺PS模块连接。所述接口装置还包括电源管理器，电源管理器与普通GPS�？楹�/或高精度GPS �？榱�。所述电源管理器为抵压差线形稳压器。所述嵌入式微处理器的通信串口与串口通信模拟开关连接。所述普通GPS�？楹透呔菺PS�？榉直鹋渲枚懒⒌氖芸氐缭矗芸氐缭从肭度胧轿⒋砥髁�。
该装置在原有低功耗普通浮标终端基础上，增加一路电源管理LD0、高精度GPS�？楹痛谕ㄐ拍Ｄ饪厝糠�。即是系统中采用了两个GPS模块，一个为高精度Crescent OEM GPS�？椋桓鑫胀═rimble IQ OEM GPS�？椋涣礁鯣PS�？槎际褂枚懒⒌氖芸氐缭矗斩薃RM CPU的通信串口和模拟开关连接，在ARM的控制下，选择其中某一个GPS�？楹拖低� CPU通信。终端有二种工作模式高精度定位模式、普通定位模式，由用户根据实际需要选择终端的工作模式，如果选择高精度定位模式，则高精度GPS�？槭贾沾τ诠ぷ髯刺銶CU 实时接收和解码GPS信号并加以处理运算，获取较高精度GPS定位；选择普通定位模式时， 高精度GPS�？樵诖蟛糠质奔�(不发送数据时)处于断电不工作状态，此时终端整机功耗低。 只有在监控中心需要高精度定位时或终端正常上数时间到等情况时才开启高精度GPS�？楣ぷ鳎佣迪智徘”曛斩说母呔榷ㄎ缓偷凸纳杓啤１痉⒚髦饕昧� GSM数字蜂窝移动通信技术、GPS全球卫星定位技术和GIS地理信息技术。由航标上安装的高精度GPS接收机和低功耗传感器获取各种航标的工作状态信息，包括航标的经纬度、报警和各种工作参数，这些信息经过单片机处理后通过航标上面安装的GSM通信�？橐訥PRS/GSM的方式传送到监控中心，监控中心计算机接收、处理和存储航标信息，管理人员可以在GIS电子航道图上面查看航标的准确位置及其他操作，实现了航标的精确定位跟踪和遥测功能。另一方面监控中心人员可以通过GPRS/GSM通讯系统将控制指令发送到航标的监控终端上，实现了遥控功能。一种针对水上各种助航标志的高精度双GPS的航标定位装置，该装置固定安装在航标上，在该系统中采用双GPS定位模式，即在终端上安装两套GPS�？椋惶资怯肫胀ǜ”暌谎�1Trimble IQ OEM GPS�？椋惶资荂rescent OEM GPS高精度�？椋教譍PS�？樾ぷ鳎斩松鲜保珻rescent OEM GPS高精度�？楣ぷ鳎斩松洗涠ㄎ皇荩嗫刂行目梢跃荽硕愿”昃范ㄎ皇迪治灰频髡捅ň黄渌蟛糠质奔洌珻rescent OEM GPS高精度�？橥Ｖ构ぷ鳎蒚rimble IQ OEM GPS模块工作，终端接收其输出数据，实现漂移位移时及时报警，配合撞击报警传感器，实现桥区浮标被撞击和漂移时快速报警。主系统中由GPS全球卫星定位�？椴饬亢奖甑木匙旰驮硕畔ⅲ恢眯畔⒑秃奖甑母髦肿刺畔⑼ü鼼SM数字蜂窝移动通信调制解调器发射到航标遥测�？刂行模蔽灰啤⑵坪妥刺斐Ｊ北ň芾砣嗽笨赏ü扑慊惫鄣夭檠筒僮鳎迪趾奖甑亩ㄎ桓俸鸵２庖？毓δ埽饩隽撕奖暄布煳の侍�。本发明的有益效果是
采用本发明的装置，航标管理人员在机房就可以对航标的工作状态实现全天侯、高精度、直观和随时随地的定位监控，航标出现故障时及时处理，保证航标的畅通，还能大大节约航标的维护费用。同时，航标终端上面安装了高精度双GPS接收机和天线，能够对航标实现全球卫星精确定位，解决了浮标的漂失问题，当航标漂失时候，在GSM覆盖区，不论漂移的距离有多远。都可以找回丢失的航标。由于本发明采用GSM通信系统作为航标遥测�？氐奈尴叽淦教ǎ虼讼低车娜萘�、传输速率和监控的距离取决于GSM的容量、速度和覆盖面(GSM全国一个网络，容量大， 传输速率大于9600波特率并且还在快速发展)，而采用VHF/UHF专网由于信道有限(一般为十几到二十个)，覆盖范围通常为十几公里，数据传输速度一般不超过M00波特率；用户还需要建设维护通信基站；终端设备耗电比GSM终端大(处在发射工作状态时VHF/UHF电台的工作电流为几安到十几安，GSM终端为几十到一百多毫安)；同时可靠性、联网性和扩充性也没有GSM好。
图1是本发明的系统组成框图。图2是本发明的串口通信模拟开关的连接示意图。图3是本发明的电路原理图之一。图4是本发明的电路原理图之二。具体实施方案
一种高精度航标双GPS定位的接口装置，包括浮标终端，所述浮标终端内设有普通GPS �？楹颓度胧轿⒋砥鳎涌谧爸没拱ù谕ㄐ拍Ｄ饪睾透呔菺PS模块，嵌入式微处理器通过串口通信模拟开关分别与普通GPS�？楹透呔菺PS�？榱�。接口装置还包括电源管理器，电源管理器与普通GPS�？楹�/或高精度GPS�？榱�。电源管理器为抵压差线形稳压器。嵌入式微处理器的通信串口与串口通信模拟开关连接。普通GPS�？楹透呔菺PS�？榉直鹋渲枚懒⒌氖芸氐缭矗芸氐缭从肭度胧轿⒋砥髁�。该装置在原有低功耗普通浮标终端基础上，增加一路电源管理LD0、高精度GPS�？楹痛谕ㄐ拍Ｄ饪厝糠�。即是系统中采用了两个GPS�？椋桓鑫呔菴rescent OEM GPS�？椋桓鑫胀═rimble IQ OEM GPS�？椋涣礁鯣PS�？槎际褂枚懒⒌氖芸氐缭矗斩薃RM CPU的通信串口和模拟开关连接，在ARM的控制下，选择其中某一个GPS�？楹拖低矯PU通信。终端有二种工作模式高精度定位模式、普通定位模式，由用户根据实际需要选择终端的工作模式，如果选择高精度定位模式，则高精度GPS�？槭贾沾τ诠ぷ髯刺銶CU 实时接收和解码GPS信号并加以处理运算，获取较高精度GPS定位；选择普通定位模式时， 高精度GPS�？樵诖蟛糠质奔�(不发送数据时)处于断电不工作状态，此时终端整机功耗低。 只有在监控中心需要高精度定位时或终端正常上数时间到等情况时才开启高精度GPS�？楣ぷ鳎佣迪智徘”曛斩说母呔榷ㄎ缓偷凸纳杓�。在图1为航标安装航标遥测�？刈爸玫慕峁箍蛲迹米爸弥械母呔人獹PS装置监测航标的定位信号，GPS接收�？橛隚PS天线连接，GPS天线安装在没有遮挡的地方，接收 GPS定位信息，GPS�？榻獹PS差分定位信息换算成航标的经纬度数据，通过串口传送到主机系统中，主机系统按照设定好的时间将航标的定位信息、各种状态参数通过GSM移动通信的GPRS业务的方式发送到监控中心服务器上，实现了中心对航标的卫星定位。终端正常守候时高精度GPS�？椴还ぷ鳎斩薌PS定位数据由普通GPS�？樘峁� 进行位置定位和与基准点偏移检测，高精度GPS�？橹皇窃谏洗菔焙捅ň枰辈趴羰褂茫欢ㄊ鄙鲜闭６ㄊ鄙鲜�20分钟(5分钟一 30分钟可调)自动开启高精度GPS �？榈缭矗ㄊ鄙鲜�5分钟模拟开关自动切换到高精度GPS�？榇冢斩私邮詹⒋硎褂酶呔菺PS�？槭涑龅氖葑魑斩松鲜木扯仁�。因此监控中心收到的桥区浮标的定位数据基本上都是高精度GPS模块的定位数据，服务器可以据此统计分析和调整浮标的精确布设位置。另外，为了避免普通GPS冷启动重定位时所耗的时间，在高精度GPS�？楣ぷ魇保⒉还乇掌胀℅PS�？榈牡缭�。图2、图3、图4为航标定位与遥测�？刈爸玫氖凳├缏吩硗迹米爸霉潭ò沧霸诤奖昕垢呶�、防潮湿和盐雾的地方上(GPS天线上方不能有遮挡物)。高精度双GPS装置实时在线监测航标的定位信息，出现异常时及时唤醒主系统进行报警操作，利用主系统中功能较强的电路完成相关操作。高精度双GPS装置的数据通过串行方式输出给主系统的单片机。
主系统通电工作后，GPS天线接收卫星信号，通过TNC天线接口将信号传送给GPS OEM板，GPS OEM板对定位信号进行解调、计算和平滑处理，然后以串行方式向单片机CPU输出航标的经纬度坐标、时间和移动速度信息；单片机接收处理定位信息和报警信号，并将这些信息传送到GSM MODEM调制解调器；GSM MODEM通过其GPRS信令信道将信息和报警信号发送到监控中心计算机上，监控中心也通过GPRS/GSM信令信道将�？刂噶罘⑺偷胶揭２庖？刈爸蒙�。
权利要求
1.一种高精度航标双GPS定位的接口装置，包括浮标终端，所述浮标终端内设有普通GPS模块和嵌入式微处理器，其特征是所述接口装置还包括串口通信模拟开关和高精度 GPS�？椋度胧轿⒋砥魍ü谕ㄐ拍Ｄ饪胤直鹩肫胀℅PS�？楹透呔菺PS�？榱�。
2.根据权利要求1所述的一种高精度航标双GPS定位的接口装置，其特征是所述接口装置还包括电源管理器，电源管理器与普通GPS�？楹�/或高精度GPS模块连接。
3.根据权利要求2所述的一种高精度航标双GPS定位的接口装置，其特征是所述电源管理器为抵压差线形稳压器。
4.根据权利要求1所述的一种高精度航标双GPS定位的接口装置，其特征是所述嵌入式微处理器的通信串口与串口通信模拟开关连接。
5.根据权利要求1所述的一种高精度航标双GPS定位的接口装置，其特征是所述普通 GPS�？楹透呔菺PS�？榉直鹋渲枚懒⒌氖芸氐缭矗芸氐缭从肭度胧轿⒋砥髁�。
全文摘要
一种高精度航标双GPS定位的接口装置，包括浮标终端，所述浮标终端内设有普通GPS�？楹颓度胧轿⒋砥鳎涮卣魇撬鼋涌谧爸没拱ù谕ㄐ拍Ｄ饪睾透呔菺PS�？椋度胧轿⒋砥魍ü谕ㄐ拍Ｄ饪胤直鹩肫胀℅PS�？楹透呔菺PS�？榱�。采用本发明的装置，航标管理人员在机房就可以对航标的工作状态实现全天侯、高精度、直观和随时随地的定位监控，航标出现故障时及时处理，保证航标的畅通，还能大大节约航标的维护费用。同时，航标终端上面安装了高精度双GPS接收机和天线，能够对航标实现全球卫星精确定位，解决了浮标的漂失问题，当航标漂失时候，在GSM覆盖区，不论漂移的距离有多远。都可以找回丢失的航标。
文档编号G01S19/42GK102176040SQ201110040000
公开日2011年9月7日 申请日期2011年2月18日 优先权日2011年2月18日
发明者张扬, 施勤, 李术元, 董华, 阮大兴 申请人:福州闽邮吉星数码科技有限公司, 长江南京航道局, 长江航道局
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