专利名称：一种gnss中频数据与惯性测量数据联合采集器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据联合采集器，尤其是涉及一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器。
背景技术：
全球定位系统GPS (Global Positioning System)是继国际互联网之后，美国国防部奉献给世界各国人民享用的又一重大产品。自其问世以来，GPS已充分显示了其在导航、定位领域中的霸主地位，而许多领域也由于GPS的出现而发生了革命性变化。伴随着GLONASS.Galileo和BD-II的迅猛发展，卫星定位与导航性能可以得到进一步提高，但无法克服GNSS卫星导航自身连续定位能力差、动态性能低、易受干扰、多路径和信号遮挡等因素影响的弱点。为了克服GNSS单独导航存在的弱点，多系统组合导航方式可以充分利用各分系统的优势，提高系统整体完好性。以惯性导航和GNSS导航组合为例，大多数GNSS/INS组合系统通过松组合或紧组合方式将GNSS接收机和IMU的测量信息组合在一起，以达到组合系统导航性能的整体提高。然而，这两种组合方式对于提高GNSS接收机跟踪卫星信号的鲁棒性和改善GNSS测量值的质量没有帮助。深组合方式利用INS测量值反馈给GNSS接收机跟踪环路，可以提高跟踪环在高动态、弱信号和干扰环境下的性能，因此，深组合方式是组合导航系统的发展趋势。由于深组合涉及到接收机跟踪环路的调整等问题，所以开展深组合研究和性能测试工作需要GNSS和IMU原始数据。尽管GNSS/MU信号联合仿真器可以模拟多种场景的GNSS/IMU信号，但其模型无法精确模拟真实场景中GPS/IMU信号复杂、变化、被污染的畸变。为了对深组合系统性能进行全面科学评价，就必须对各种损伤源进行评估，最具说服力的方法就是在真实条件下开展现场测试。然而，动态现场测试存在一些缺点，比如真实条件的不可复现性为深组合测试带来问题；复杂环境下的现场动态重复测试，测试麻烦且开销昂贵。对GNSS/IMU信号联合记录方法可以捕捉同一时间同一环境的GNSS和IMU信号，并随意对其进行回放，因此可完全复现真实的传播、衰减、干扰和振动。目前，虽然GNSS记录回放产品GSS6400和LABSAT在说明书中提到，其可同步记录基于232等传输接口的外部数据的功能，但接口均是异步数据传输方式。然而，一方面，不同厂家不同型号IMU的数据输出方式不同，不止是异步的串口输出方式，包括可外供采样控制信号的同步并行输出方式、可外供采样控制信号的同步串行输出方式和外部无法控制的异步串行输出方式；另一方面，异步数据传输方式严重影响了 GNSS和IMU数据联合采集的同步效果。所以，现有产品方案无法满足IMU与GNSS联合采集的多样化需求，尤其是软件深组合研究在IMU类型和采集时间精确同步方面的需求
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种实现对包括并行同步输出MU、串行同步输出MU、串行异步输出MU数据与GNSS中频数据的联合采集，同时，也可兼容与IMU接口相同的其他传感器的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器。本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种采用了单一时钟源的采集器，对不同数据源的同步采集非常有利的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器。本发明再有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种直接采集通道中IMU的采样使能信号和GNSS的采样时钟由同一时钟源产生，保证了两种数据采集在时间 上几乎完全同步；同步采集通道中不仅保证两种数据同步采样，同时基带接收机�？槭涑龅恼肼龀逦狹U数据提供了精确时间信息；异步采集通道中计数器记录了 MU数据与整秒脉冲间的时间延迟，可精确得到两种数据的时间延迟的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器。本发明最后有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种联合数据采集单元中的数据组装�？榭筛莶煌嘈虸MU组装相应的数据结构的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的
一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，其特征在于，包括GNSS射频单元、惯性测量单元、扩展传感器单元、总线接口单元、基带接收机单元、数据联合采集单元、数据传输单元和数据存储单元，其中，所述GNSS射频单元通过总线接口单元分别与数据联合采集单元、基带接收机单元相连，惯性测量单元、扩展传感器单元通过总线接口单元与数据联合采集单元相连，基带接收机单元的整秒脉冲输出端与数据联合采集单元相连，数据联合采集单元的输出端与数据传输单元的输入端相连，数据传输单元的输出端与数据存储单元的输入端相连。在上述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，所述惯性测量单元包括并行同步输出惯性测量单元、串行同步输出惯性测量单元、串行异步输出惯性测量单元；所述总线接口单元包括GNSS接口总线、并行同步接口总线、串行同步接口总线、串行异步接口总线；所述数据联合采集单元包括直接采集通道、同步采集通道、异步采集通道以及通道选择器。在上述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，所述GNSS射频单元经总线接口单元的GNSS接口总线分别与直接采集通道、同步采集通道、异步采集通道的输入端相连；所述并行同步输出惯性测量单元经总线接口单元的并行同步接口总线分别与直接采集通道、同步采集通道的输入端相连；所述串行同步输出惯性测量单元经总线接口单元的串行同步接口总线分别与直接采集通道、同步采集通道的输入端相连；所述串行异步输出惯性测量单元经总线接口单元的串行异步接口总线与异步采集通道的输入端相连；所述直接采集通道、同步采集通道、异步采集通道的输出端同时与通道选择器的输入端相连，所述通道选择器的输出端与数据传输单元的输入端相连。在上述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，所述直接采集通道包括第一直接采集分频器、第二直接采集分频器、直接采集GNSS数据接收控制�？�、直接采集并行同步数据接收控制模块、直接采集串行同步数据接收控制�？楹椭苯硬杉葑樽澳？椋坏谝恢苯硬杉制灯�、第二直接采集分频器的输入端与系统主时钟相连，第一直接采集分频器的输出端经GNSS接口总线与GNSS射频单元的采集时钟端相连，第二直接采集分频器的输出端经并行同步接口总线与并行同步输出惯性测量单元相连，第二直接采集分频器的输出端经串行同步接口总线与串行同步输出惯性测量单元相连；直接采集GNSS数据接收控制�？榈目刂菩藕攀涑龆撕褪菔淙攵司璆NSS接口总线与GNSS射频单元相连，直接采集并行同步数据接收控制�？榈目刂菩藕攀涑龆撕褪菔淙攵司⑿型浇涌谧芟哂氩⑿型绞涑龉咝圆饬康ピ嗔苯硬杉型绞萁邮湛刂颇？榈目刂菩藕攀涑龆撕褪菔淙攵司型浇涌谧芟哂氪型绞涑龉咝圆饬康ピ嗔恢苯硬杉疓NSS数据接收控制�？榈氖菔涑龆�、直接采集并行同步数据接收控制�？榈氖菔涑龆艘约爸苯硬杉型绞萁邮湛刂颇？榈氖菔涑龆送庇胫苯硬杉葑樽澳？榈氖淙攵讼嗔徊⑿型绞萁邮湛刂颇？榈氖萦行П曛臼涑龆撕� 串行同步数据接收控制�？榈氖萦行П曛臼涑龆送庇胫苯硬杉葑樽澳？榈氖菘刂剖淙攵讼嗔苯硬杉葑樽澳？榈氖涑龆擞胪ǖ姥≡衿鞯氖淙攵讼嗔�。在上述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，所述同步采集通道包括同步采集分频器、同步时钟发生器、同步采集GNSS数据接收控制�？�、同步采集并行同步数据接收控制模块、同步采集串行同步数据接收控制�？楹屯讲杉葑樽澳？椋煌讲杉制灯鞯氖淙攵擞胂低持魇敝酉嗔讲杉制灯鞯氖涑龆司璆NSS接口总线与GNSS射频单元的采集时钟端相连；同步时钟发生器的输入端与系统主时钟相连，同步时钟发生器的控制端与基带接收机单元的整秒脉冲相连，同步时钟发生器的输出端经并行同步接口总线与并行同步输出惯性测量单元相连，同步时钟发生器的输出端经串行同步接口总线与串行同步输出惯性测量单元相连；同步采集GNSS数据接收控制�？榈目刂菩藕攀涑龆撕褪菔淙攵司璆NSS接口总线与GNSS射频单元相连，同步采集并行同步数据接收控制�？榈目刂菩藕攀涑龆撕褪菔淙攵司⑿型浇涌谧芟哂氩⑿型绞涑龉咝圆饬康ピ嗔煌讲杉型绞萁邮湛刂颇？榈目刂菩藕攀涑龆撕褪菔淙攵司型浇涌谧芟哂氪型绞涑龉咝圆饬康ピ嗔凰鐾讲杉疓NSS数据接收控制�？榈氖菔涑龆恕⑼讲杉⑿型绞萁邮湛刂颇？榈氖菔涑龆艘约巴讲杉型绞萁邮湛刂颇？榈氖菔涑龆擞胪讲杉葑樽澳？榈氖淙攵讼嗔煌讲杉⑿型绞萁邮湛刂颇？榈氖萦行П曛臼涑龆�、同步采集串行同步数据接收控制�？榈氖萦行П曛臼涑龆擞胪讲杉葑樽澳？榈氖菘刂剖淙攵讼嗔讲杉葑樽澳？榈氖涑龆擞胪ǖ姥≡衿鞯氖淙攵讼嗔�。在上述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，所述异步采集通道包括异步采集分频器、数据检测�？�、时延计数器、异步采集GNSS数据接收控制�？�、异步采集串行异步数据接收控制模块和异步采集数据组装�？椋灰觳讲杉制灯鞯氖淙攵擞胂低持魇敝酉嗔觳讲杉制灯鞯氖涑龆司璆NSS接口总线与GNSS射频单元的采集时钟端相连，数据检测�？榈氖淙攵司幸觳浇涌谧芟哂氪幸觳绞涑龉咝圆饬康ピ嗔菁觳饽？榈氖涑龆朔直鹩胍觳讲杉幸觳绞萁邮湛刂颇？�、时延计数器相连；所述时延计数器分别与基带接收机单元的整秒脉冲、数据检测�？�、异步采集串行异步数据接收控制�？橐约耙觳讲杉葑樽澳？橄嗔灰觳讲杉疓NSS数据接收控制模块的控制信号输出端和数据输入端经GNSS接口总线与GNSS射频单元相连；异步采集串行异步数据接收控制�？榫幸觳浇涌谧芟哂氪幸觳绞涑龉咝圆饬康ピ嗔灰觳讲杉疓NSS数据接收控制�？榈氖菔涑龆恕⒁觳讲杉幸觳绞萁邮湛刂颇？榈氖菔涑龆送庇胍觳讲杉葑樽澳？榈氖淙攵讼嗔觳讲杉葑樽澳？榈氖涑龆擞胪ǖ姥≡衿鞯氖淙攵讼嗔�。在上述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，所述直接采集数据组装�？榈氖涑鍪莸ピ治呶磺浜偷臀磺洌直鹩糜诖娣臛NSS中频数据和惯性测量数据；GNSS数据区间存储单纯的连续数据信息，惯性数据区间的存储内容包括数据头识别信息、相对时间信息、传感器ID号信息、测量数据信息、时延信息、数据尾判别信息和空白信息。 在上述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，所述同步采集数据组装�？榈氖涑鍪莸ピ治呶磺浜偷臀磺洌直鹩糜诖娣臛NSS中频数据和惯性测量数据；GNSS数据区间存储单纯的连续数据信息，惯性数据区间的存储内容包括数据头识别信息、相对时间信息、传感器ID号信息、测量数据信息、时延信息、数据尾判别信息和空白信息。在上述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，所述异步采集数据组装模块的输出数据单元分为高位区间和低位区间，分别用于存放GNSS中频数据和惯性测量数据；GNSS数据区间存储单纯的连续数据信息，惯性数据区间的存储内容包括数据头识别信息、相对时间信息、传感器ID号信息、测量数据信息、时延信息、数据尾判别信息和空白信息。因此，本发明具有如下优点1.实现对包括并行同步输出MU、串行同步输出IMU、串行异步输出IMU数据与GNSS中频数据的联合采集，同时，也可兼容与MU接口相同的其他传感器；2.采用了单一时钟源的采集器，对不同数据源的同步采集非常有利；3.直接采集通道中MU的采样使能信号和GNSS的采样时钟由同一时钟源产生，保证了两种数据采集在时间上几乎完全同步；同步采集通道中不仅保证两种数据同步采样，同时基带接收机�？槭涑龅恼肼龀逦狹U数据提供了精确时间信息；异步采集通道中计数器记录了 IMU数据与整秒脉冲间的时间延迟，可精确得到两种数据的时间延迟；4.联合数据采集单元中的数据组装�？榭筛莶煌嘈虸MU组装相应的数据结构。
图I是本发明的系统结构示意 图2是本发明中GNSS/MU的数据采集连接 图3是本发明数据联合采集单元中的直接采集通道结构原理示意 图4是本发明数据联合采集单元中的同步采集通道结构原理示意 图5是本发明数据联合采集单元中的异步采集通道结构原理示意 图6是本发明中数据联合采集单元的组装数据结构示意图。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例参见图1，本发明实施例GNSS中频数据/惯性测量数据联合采集器主要包括GNSS射频单元、惯性测量单元(IMU)、扩展传感器单元、总线接口单元、基带接收机单元、数据联合采集单元、数据传输单元和数据存储单元。GNSS射频单元、惯性测量单元(IMU)和扩展传感器单元等信息测量单元与基带接收机单元、数据联合采集单元等数据处理单元之间由总线接口单元建立连接。基带接收机单元用于为数据联合采集单元提供整秒脉冲；数据联合采集单元用于联合采集GNSS和其它测量单元信息，并进行数据重组和装载；数据传输单元用于将数据联合采集单元采集组装的数据传送给数据存储单元；数据存储单元用于接收与存储联合采集的数据信息。研究需求不同，与GNSS组合的测量单元种类和型号也不同，数据输出接口也就不同。为了满足不同测量单元与GNSS联合采集的需求，丰富总线接口单元的接口类型可以增加对测量单元的兼容性。总线接口单元可以采用可重复配置管脚和 重复编程的FPGA实现，从而可以根据需求自由选择测量单元与总线接口单元连接搭配。鉴于数据多类数据同步采集、控制复杂、数据量大等特点，可选择单一时钟源和FPGA作为采集器平台。以GNSS与MU组合为例，根据数据输出接口 MU可以分为三类可外接采样使能信号的并行同步输出頂U、可外接采样使能信号的串行同步输出IMU、外部只能被动接收数据的串行异步输出IMU。MU不同数据输出接口和输出方式也不同，需要的总线接口和采集方法也就不同；同时，数据组装格式不同，采集方法也不相同。图2给出了本发明实施例的GNSS/IMU数据采集连接图，总线接口单元包括GNSS接口总线、并行同步接口总线、串行同步接口总线、串行异步接口总线；数据联合采集单元包括直接采集通道、同步采集通道、异步采集通道和通道选择器。GNSS射频单元通过GNSS接口总线与数据联合采集单元的三个通道相连；并行同步输出IMU通过并行同步接口总线与直接采集通道、同步采集通道相连；串行同步输出MU通过串行同步接口总线与直接采集通道、同步采集通道相连；串行异步输出IMU通过串行异步接口总线与异步采集通道相连。直接采集通道、同步采集通道、异步采集通道的输出端与通道选择器的输入端相连，通道选择器的输出端与数据传输单元的输入端相连。直接采集通道和同步采集通道适用于采样和传输时刻可由外部控制的IMU与GNSS联合采集，而异步采集通道则用于串行异步输出IMU。直接采集通道得到的MU数据不包含由整秒脉冲引入的时间信息，同步采集通道和异步采集通道得到的IMU数据附带有精确GPS时间信息。图3、4、5分别给出了三个采集通道的原理图。图3是本发明实施例的数据联合采集单元的直接采集通道原理图，直接采集通道包括第一直接采集分频器、第二直接采集分频器、直接采集GNSS数据接收控制�？�、直接采集并行同步数据接收控制�？�、直接采集串行同步数据接收控制�？楹椭苯硬杉葑樽澳？�。第一直接采集分频器根据GNSS采样速率要求输出相应大小的GNSS信号采样时钟，第一直接采集分频器的输入端与系统主时钟相连，第一直接采集分频器输出的采样时钟经GNSS接口总线与GNSS射频单元的采集时钟端相连；第二直接采集分频器根据IMU采样使能要求输出相应的MU采样使能信号，第二直接采集分频器的输入端与系统主时钟相连，第二直接采集分频器输出的使能信号经并行同步接口总线与并行同步输出MU相连，经串行同步接口总线与串行同步输出IMU相连。在采样时钟和采样使能信号的作用下，直接采集GNSS数据接收控制�？�、直接采集并行同步数据接收控制�？楹椭苯硬杉型绞萁邮湛刂颇？榉直鹩美纯刂艷NSS射频单元、并行同步输出IMU和串行同步输出IMU的数据输出和数据接收，并将接收的数据送给直接采集数据组装�？椤Ｖ苯硬杉葑樽澳？槭紫雀葜苯硬杉⑿型绞萁邮湛刂颇？楹椭苯硬杉型绞萁邮湛刂颇？槭涑龅谋曛拘畔⒀⊥ㄐ枰氖菰矗缓蠼凶樽按�。该通道的组装数据中没有整秒脉冲引入的时间信息，数据组装的具体结构在后面详细说明。图4是本发明实施例的数据联合采集单元的同步采集通道原理图，同步采集通道包括同步采集分频器、同步时钟发生器、同步采集GNSS数据接收控制�？椤⑼讲杉⑿型绞萁邮湛刂颇？�、同步采集串行同步数据接收控制�？楹屯讲杉葑樽澳？�。同步采集分频器根据GNSS采样速率要求输出相应大小的GNSS信号采样时钟，同步采集分频器的输入端与系统主时钟相连，同步采集分频器输出的采样时钟经GNSS接口总线与GNSS射频单元的采集时钟端相连。同步时钟发生器根据IMU采样使能要求产生相应的 IMU采样使能信号，同时在每个整秒脉冲到来时重新产生使能信号，从而实现IMU在整秒采样，同步时钟发生器与系统主时钟、整秒脉冲相连，输出的使能信号经并行同步接口总线与并行同步输出頂U相连，经串行同步接口总线与串行同步输出MU相连。在采样时钟和采样使能信号的作用下，同步采集GNSS数据接收控制�？�、同步采集并行同步数据接收控制�？楹屯讲杉型绞萁邮湛刂颇？榉直鹩美纯刂艷NSS射频单元、并行同步输出MU和串行同步输出IMU的数据输出和数据接收，并将接收的数据送给同步采集数据组装�？椤Ｍ讲杉葑樽澳？槭紫雀萃讲杉疓NSS数据接收控制�？�、同步采集并行同步数据接收控制�？楹屯讲杉型绞萁邮湛刂颇？槭涑龅谋曛拘畔⒀⊥ㄐ枰氖菰矗缓笤谡肼龀宓拇シ⑾挛狪MU数据加入时间信息，最后进行组装传输。该通道的组装数据中包含整秒脉冲引入的时间信息，数据组装的详细结构在后面具体说明。图5是本发明实施例的数据联合采集单元的异步采集通道原理图，异步采集通道包括异步采集分频器、数据检测�？�、时延计数器、异步采集GNSS数据接收控制�？�、异步采集串行异步数据接收控制�？楹鸵觳讲杉葑樽澳？�。异步采集分频器根据GNSS采样速率要求输出相应大小的GNSS信号采样时钟，异步采集分频器的输入端与系统主时钟相连，异步采集分频器输出的采样时钟经GNSS接口总线与GNSS射频单元的采集时钟端相连。因为该模式下IMU数据传输是异步进行的，即接收方只能被动的接收IMU传来的数据，不能控制MU数据的采样和传输时间，所以无法在数据采集过程中实现GNSS数据与IMU数据的同步。为了得到MU数据与GNSS数据之间的采集时延，将整秒脉冲作为时间标尺。数据检测�？橛糜诩觳馐欠裼蠱U数据到达，并将数据到达标志信息送给时延计数器和异步采集串行异步数据接收控制�？�。在系统主时钟作用下，时延计数器在整秒脉冲到来时开始计数，在IMU数据标志出现时停止计数，并将计数结果送至数据组装�？�。在采样时钟作用下，异步采集GNSS数据接收控制�？橛美纯刂艷NSS射频单元的数据输出和数据接收，并将接收的数据送给异步采集数据组装�？�。在异步采集数据检测�？槭涑龅腎MU数据标志信息辅助下，异步采集串行异步数据接收模块用来控制串行异步输出IMU的数据接收，并将接收的数据送给异步采集数据组装�？�。异步采集数据组装�？槭紫仍谡肼龀宓拇シ⑾挛狹U数据加入时间信息和时延信息，然后进行组装传输。该通道的组装数据中包含整秒脉冲引入的时间信息和时延信息，数据组装的具体结构在后面详细说明。为了方便联合采集数据的使用，联合采集的GNSS中频数据和IMU数据的重组方式需要精心设计。为了便于同一时刻的GNSS和IMU数据的同步解析，本发明采用数据位分区方法。因为相对IMU数据而言，GNSS中频数据量更大，所以GNSS数据可以直接连续存储，无需添加其它冗余信息。惯性测量单元输出速率低，同时可能不止一个测量单元，为了正确识别间断存储的IMU数据，IMU数据则包括数据头识别信息、相对时间信息、传感器ID号信息、测量数据信息、时延信息、数据尾判别信息和空白信息等信息。图6是本发明实施例中数据联合采集单元的组装数据结构图，假如传输数据位宽为16位，高8位区间和 低8位区间分别用于存储不同类型数据。这里以高位存储GNSS中频数据、低位存储頂U数据为例，GNSS数据可以连续存储且无附加信息；每一组MU数据块按信息先后顺序依次包括数据头识别信息、相对时间信息、若干条ID号信息和对应的测量数据信息、时延信息、数据位判别信息，数据块与数据块之间的多余存储空间填充空余信息。数据头识别信息和数据位判别信息是数据块开始与结束的判断标志；相对时间信息是该IMU数据块采集时间(相对整秒脉冲)；ID号信息是传感器编号，测量数据信息是与ID号对应的传感器测量数据；时延信息是指IMU数据相对GNSS数据的采集延迟。对于直接采集通道而言，相对时间信息和时延信息均可设置为零；对于同步采集通道而言，时延信息可设置为零。除了 IMU，如果其它传感器单元的输出接口与该发明的总线接口单元匹配，则该发明同样适用于其它传感器(图I中的扩展传感器单元)与GNSS中频数据的联合采集。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求
1.一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，其特征在于，包括GNSS射频单元、惯性测量单元、扩展传感器单元、总线接口单元、基带接收机单元、数据联合采集单元、数据传输单元和数据存储单元，其中，所述GNSS射频单元通过总线接口单元分别与数据联合采集单元、基带接收机单元相连，惯性测量单元、扩展传感器单元通过总线接口单元与数据联合采集单元相连，基带接收机单元的整秒脉冲输出端与数据联合采集单元相连，数据联合采集单元的输出端与数据传输单元的输入端相连，数据传输单元的输出端与数据存储单元的输入端相连。
2.根据权利要求I所述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，其特征在于，所述惯性测量单元包括并行同步输出惯性测量单元、串行同步输出惯性测量单元、串行异步输出惯性测量单元；所述总线接口单元包括GNSS接口总线、并行同步接口总线、串行 同步接口总线、串行异步接口总线；所述数据联合采集单元包括直接采集通道、同步采集通道、异步采集通道以及通道选择器。
3.根据权利要求2所述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，其特征在于，所述GNSS射频单元经总线接口单元的GNSS接口总线分别与直接采集通道、同步采集通道、异步采集通道的输入端相连；所述并行同步输出惯性测量单元经总线接口单元的并行同步接口总线分别与直接采集通道、同步采集通道的输入端相连；所述串行同步输出惯性测量单元经总线接口单元的串行同步接口总线分别与直接采集通道、同步采集通道的输入端相连；所述串行异步输出惯性测量单元经总线接口单元的串行异步接口总线与异步采集通道的输入端相连；所述直接采集通道、同步采集通道、异步采集通道的输出端同时与通道选择器的输入端相连，所述通道选择器的输出端与数据传输单元的输入端相连。
4.根据权利要求3所述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，其特征在于，所述直接采集通道包括第一直接采集分频器、第二直接采集分频器、直接采集GNSS数据接收控制�？�、直接采集并行同步数据接收控制�？�、直接采集串行同步数据接收控制�？楹椭苯硬杉葑樽澳？椋坏谝恢苯硬杉制灯鳌⒌诙苯硬杉制灯鞯氖淙攵擞胂低持魇敝酉嗔谝恢苯硬杉制灯鞯氖涑龆司璆NSS接口总线与GNSS射频单元的采集时钟端相连，第二直接采集分频器的输出端经并行同步接口总线与并行同步输出惯性测量单元相连，第二直接采集分频器的输出端经串行同步接口总线与串行同步输出惯性测量单元相连；直接采集GNSS数据接收控制�？榈目刂菩藕攀涑龆撕褪菔淙攵司璆NSS接口总线与GNSS射频单元相连，直接采集并行同步数据接收控制�？榈目刂菩藕攀涑龆撕褪菔淙攵司⑿型浇涌谧芟哂氩⑿型绞涑龉咝圆饬康ピ嗔苯硬杉型绞萁邮湛刂颇？榈目刂菩藕攀涑龆撕褪菔淙攵司型浇涌谧芟哂氪型绞涑龉咝圆饬康ピ嗔恢苯硬杉疓NSS数据接收控制�？榈氖菔涑龆�、直接采集并行同步数据接收控制�？榈氖菔涑龆艘约爸苯硬杉型绞萁邮湛刂颇？榈氖菔涑龆送庇胫苯硬杉葑樽澳？榈氖淙攵讼嗔恢苯硬杉⑿型绞萁邮湛刂颇？榈氖萦行П曛臼涑龆撕椭苯硬杉型绞萁邮湛刂颇？榈氖萦行П曛臼涑龆送庇胫苯硬杉葑樽澳？榈氖菘刂剖淙攵讼嗔苯硬杉葑樽澳？榈氖涑龆擞胪ǖ姥≡衿鞯氖淙攵讼嗔�。
5.根据权利要求3所述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，其特征在于，所述同步采集通道包括同步采集分频器、同步时钟发生器、同步采集GNSS数据接收控制�？�、同步采集并行同步数据接收控制�？�、同步采集串行同步数据接收控制�？楹屯讲杉葑樽澳？椋煌讲杉制灯鞯氖淙攵擞胂低持魇敝酉嗔讲杉制灯鞯氖涑龆司璆NSS接口总线与GNSS射频单元的采集时钟端相连；同步时钟发生器的输入端与系统主时钟相连，同步时钟发生器的控制端与基带接收机单元的整秒脉冲相连，同步时钟发生器的输出端经并行同步接口总线与并行同步输出惯性测量单元相连，同步时钟发生器的输出端经串行同步接口总线与串行同步输出惯性测量单元相连；同步采集GNSS数据接收控制模块的控制信号输出端和数据输入端经GNSS接口总线与GNSS射频单元相连，同步采集并行同步数据接收控制�？榈目刂菩藕攀涑龆撕褪菔淙攵司⑿型浇涌谧芟哂氩⑿型绞涑龉咝圆饬康ピ嗔煌讲杉型绞萁邮湛刂颇？榈目刂菩藕攀涑龆撕褪菔淙攵司型浇涌谧芟哂氪型绞涑龉咝圆饬康ピ嗔凰鐾讲杉疓NSS数据接收控制�？榈氖菔涑龆�、同步采集并行同步数据接收控制�？榈氖菔涑龆艘约巴讲杉型绞萁邮湛刂颇？榈氖菔涑龆擞胪讲杉葑樽澳？榈氖淙攵讼嗔煌讲杉⑿型绞萁邮湛刂颇？榈氖萦行П曛臼涑龆�、同步采集串行同步数据接收控制模块的数据有效标志输出端与同步采集数据组装�？榈氖菘刂剖淙攵讼嗔讲杉葑樽澳？榈氖涑龆擞胪ǖ姥≡衿鞯氖淙攵讼嗔�。
6.根据权利要求3所述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，其特征在于，所述异步采集通道包括异步采集分频器、数据检测�？椤⑹毖蛹剖�、异步采集GNSS数据接收控制�？�、异步采集串行异步数据接收控制�？楹鸵觳讲杉葑樽澳？椋灰觳讲杉制灯鞯氖淙攵擞胂低持魇敝酉嗔觳讲杉制灯鞯氖涑龆司璆NSS接口总线与GNSS射频单元的采集时钟端相连，数据检测�？榈氖淙攵司幸觳浇涌谧芟哂氪幸觳绞涑龉咝圆饬康ピ嗔菁觳饽？榈氖涑龆朔直鹩胍觳讲杉幸觳绞萁邮湛刂颇？�、时延计数器相连；所述时延计数器分别与基带接收机单元的整秒脉冲、数据检测模块、异步采集串行异步数据接收控制�？橐约耙觳讲杉葑樽澳？橄嗔灰觳讲杉疓NSS数据接收控制模块的控制信号输出端和数据输入端经GNSS接口总线与GNSS射频单元相连；异步采集串行异步数据接收控制�？榫幸觳浇涌谧芟哂氪幸觳绞涑龉咝圆饬康ピ嗔灰觳讲杉疓NSS数据接收控制�？榈氖菔涑龆�、异步采集串行异步数据接收控制模块的数据输出端同时与异步采集数据组装�？榈氖淙攵讼嗔觳讲杉葑樽澳？榈氖涑龆擞胪ǖ姥≡衿鞯氖淙攵讼嗔�。
7.根据权利要求4所述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，其特征在于，所述直接采集数据组装�？榈氖涑鍪莸ピ治呶磺浜偷臀磺洌直鹩糜诖娣臛NSS中频数据和惯性测量数据；GNSS数据区间存储单纯的连续数据信息，惯性数据区间的存储内容包括数据头识别信息、相对时间信息、传感器ID号信息、测量数据信息、时延信息、数据尾判别信息和空白信息。
8.根据权利要求5所述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，其特征在于，所述同步采集数据组装模块的输出数据单元分为高位区间和低位区间，分别用于存放GNSS中频数据和惯性测量数据；GNSS数据区间存储单纯的连续数据信息，惯性数据区间的存储内容包括数据头识别信息、相对时间信息、传感器ID号信息、测量数据信息、时延信息、数据尾判别信息和空白信息。
9.根据权利要求6所述的一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，其特征在、、于，所述异步采集数据组装�？榈氖涑鍪莸ピ治呶磺浜偷臀磺洌直鹩糜诖娣臛NSS中频数据和惯性测量数据；GNSS数据区间存储单纯的连续数据信息，惯性数据区间 的存储内容包括数据头识别信息、相对时间信息、传感器ID号信息、测量数据信息、时延信息、数据尾判别信息和空白信息。
全文摘要
本发明涉及一种GNSS中频数据与惯性测量数据联合采集器，包括通过总线接口单元分别与数据联合采集单元、基带接收机单元相连的GNSS射频单元，通过总线接口单元与数据联合采集单元相连的惯性测量单元、扩展传感器单元，基带接收机单元的整秒脉冲输出端与数据联合采集单元相连，数据联合采集单元的输出端与数据传输单元的输入端相连，数据传输单元的输出端与数据存储单元的输入端相连。发明包括三种采集方式直接采集通道、同步采集通道和异步采集通道，可实现多种不同输出接口的惯性测量单元、扩展传感器单元与GNSS中频数据的联合采集，采集结果中具有精确GNSS时间信息，具有时间同步效果好、数据格式灵活和兼容性强等特点。
文档编号G01S19/13GK102645217SQ20121011765
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者严昆仑, 刘经南, 张提升, 牛小骥, 章红平 申请人:武汉大学
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