一種應用于rtk系統(tǒng)的差分gps定位模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊，包括電源電路、解調(diào)芯片、GPS天線接口和輸出接口；解調(diào)芯片為NEO?M8N芯片；電源電路的輸出端與解調(diào)芯片的VCC端連接；解調(diào)芯片的VCC_RF端、RESET_N端與GPS天線接口的供電端連接，GPS天線接口的供電端用于向GPS天線供電；解調(diào)芯片的RF_IN端與GPS天線接口的信號輸出端連接，GPS天線接口的信號輸出端用于輸出GPS天線接收的信號；輸出接口與解調(diào)芯片的數(shù)據(jù)輸出端連接。本實用新型提供的差分GPS定位模塊制造成本低。且經(jīng)過實驗證明，使用差分GPS定位模塊能夠達到很好的定位效果，滿足人們對于定位精度的要求。
【專利說明】
一種應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及GPS定位領域，更具體地，涉及一種應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊。
【背景技術】
[0002]全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)是基于在軌衛(wèi)星進行全天候、全方位的導航、定位系統(tǒng)。GNSS的定位原理是通過地面用戶接收機追蹤和鎖定若干定位衛(wèi)星的廣播信號，然后根據(jù)相應的星歷數(shù)據(jù)，通過距離交會來確定用戶接收機所在的位置。
[0003]這些全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)均由三部分組成:導航衛(wèi)星群，地面控制站部分和用戶設備部分。空間衛(wèi)星群的主要功能有:響應地面控制站的指令，計算自身軌道位置并發(fā)射相關星歷數(shù)據(jù)。地面控制站部分的主要作用是控制和監(jiān)測衛(wèi)星的狀態(tài)，必要時調(diào)度備用衛(wèi)星，同時還將各個衛(wèi)星的改正參數(shù)上傳至衛(wèi)星，以確保衛(wèi)星廣播星歷的準確性。用戶設備部分主要由GNSS接收機、天線單元、電源及相關軟件構成，其主要功能是解調(diào)和濾波衛(wèi)星信號，還原出衛(wèi)星播送的星歷數(shù)據(jù)，獲取衛(wèi)星信號的載波相位差和傳播時間，最后通過內(nèi)置的GNSS定位算法得出最終的定位結果。
[0004]傳統(tǒng)的標準單點定位(Standard Point Posit1ning, SPP)采用偽距觀測值和廣播星歷提供的衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘差參數(shù)進行導航和定位。但由于定位過程中受到大氣電離層和對流層傳播延時作用、衛(wèi)星時鐘偏差、多路徑效應等誤差影響，以及人為的政策保護，定位精度往往不能滿足一些高精度要求的場合。從GNSS定位技術誕生之日起，研究者們就在不斷探索新的定位算法和修正模型來提高定位精度和擴展應用場合，RTK(Real - timekinematic:實時動態(tài)定位)技術就是其中之一。
[0005]RTK技術是運用載波相位為根據(jù)的差分技術，其利用連續(xù)觀測的基準站將解調(diào)獲得的導航數(shù)據(jù)通過數(shù)字鏈路發(fā)送給流動站，流動站將接收的導航數(shù)據(jù)與自身解調(diào)得到的導航數(shù)據(jù)進行差分解算，從而得到流動站在坐標系中的三維定位坐標。RTK技術能夠達到厘米級的定位精度。
[0006]RTK系統(tǒng)的基準站和流動站中均包括有一差分GPS定位模塊，其用于對接收的GPS信號進行解調(diào)，從而獲得相應的導航數(shù)據(jù)。但是，現(xiàn)有技術中提供的差分GPS定位模塊的制造成本高昂，不利于RTK技術的進一步普及。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型為解決以上現(xiàn)有技術的難題，提供了一種應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊，該差分GPS定位模塊的制造成本低，且能夠達到較高精度的定位效果。
[0008]為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，采用的技術方案是:
[0009]—種應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊，包括電源電路、解調(diào)芯片、GPS天線接口和輸出接口；其中所述解調(diào)芯片為NE0-M8N芯片；
[0010]所述電源電路的輸出端與解調(diào)芯片的VCC端連接；[0011 ] 解調(diào)芯片的VCC_RF端、RESET_N端與GPS天線接口的供電端連接，GPS天線接口的供電端用于向GPS天線供電；
[0012]解調(diào)芯片的RF_IN端與GPS天線接口的信號輸出端連接，GPS天線接口的信號輸出端用于輸出GPS天線接收的信號；
[0013]所述輸出接口與解調(diào)芯片的數(shù)據(jù)輸出端連接。
[0014]上述方案中，GPS天線與GPS天線接口連接，定位模塊開始工作時，GPS天線接收的GPS信號通過GPS天線接口、RF_IN端傳輸至解調(diào)芯片，解調(diào)芯片先同步衛(wèi)星的LI信號，從GPS信號中解調(diào)出導航數(shù)據(jù)和C/A碼的混合信號，然后再同步C/A信號，從混合信號中解調(diào)出導航數(shù)據(jù)，并將解調(diào)出的導航數(shù)據(jù)通過輸出接口傳輸至下一處理部件進行，實現(xiàn)實時的定位。
[0015]上述方案中，差分GPS定位模塊制造所需的僅僅是NE0-M8N芯片、電氣元件和一些接口，所以其制造成本低。且經(jīng)過實驗證明，使用差分GPS定位模塊能夠達到很好的定位效果，滿足人們對于定位精度的要求。
[0016]優(yōu)選地，所述GPS天線接口包括SMA母座Jl和IPX母座J2，SMA母座Jl和IPX母座J2的供電端與解調(diào)芯片的VCC_RF端、RESET_N端連接;SMA母座JI和IPX母座J2的信號輸出端與解調(diào)芯片的RF_IN端連接。
[0017]優(yōu)選地，所述輸出接口包括USB接口和串口接口 P2，其中USB接口的D+端、D—端分別通過電阻R6、電阻R8與解調(diào)芯片的USB_DP端、USB_DM端連接，USB接口的GND端接地，USB接口的VCC端與電源電路的輸出端連接；電源電路的輸出端與解調(diào)芯片的VDD_USB端連接;所述串口接口 P2的第I端接地，第2端、第3端分別與解調(diào)芯片的RXD端、TXD端連接，第4端與電源電路的輸出端連接。導航數(shù)據(jù)可以通過這兩個接口進行輸出。
[0018]優(yōu)選地，所述解調(diào)芯片的GND端接地，其ΑΝΤ_0Ν端、Reserved端、Reserved端、通過分別通過電阻Rl、電阻R2、電阻R3接地，電阻Rl、電阻R2、電阻R3用于隔離接地。
[0019]優(yōu)選地，所述電源電路包括芯片LP38798、電源輸入接口 P1、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電阻R4、電阻R5;
[0020]其中電源輸入接口Pl的第一端接地，電源輸入接口Pl的第二端與芯片LP38798的IN端、IN端、IN(CP)端連接，電源輸入接口 Pl的第二端與USB接口的VCC端、串口接口 P2的第4端連接；電源輸入接口 PI的第二端通過電容C4接地，電容C6的一端與電源輸入接口 PI的第二端連接，另一端接地；
[0021]芯片LP38798的CP端通過電容C3接地;芯片LP38798的GND端、GND(CP)端、DAP端接地;芯片LP38798的SET端通過電阻R4與FB端連接，F(xiàn)B端通過電阻R5接地;芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT (FB )端與解調(diào)芯片的VCC端、VDDJJSB端連接；
[0022]電容C5、電容C7、電容C8的一端與芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT(FB)端連接，另一端接地。
[0023 ] 上述方案中，電流經(jīng)過電源輸入接口 PI流入電源電路，電容C4、電容C6用于對輸入的電流、電壓進行濾波;輸入的電壓、電流經(jīng)過芯片LP38798后穩(wěn)壓輸出；電容C5、電容C7、電容C8用于對芯片LP38798的穩(wěn)壓輸出進行濾波。電阻R4、電阻R5用于控制芯片LP38798的輸出電壓。LE:D燈D2對電源進行指示。
[0024]優(yōu)選地，所述電源電路還包括有電阻R9、LED燈D2，其中LED燈D2的陽極通過電阻R9與芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT(FB)端連接，LED燈D2的陰極接地。LED燈D2對電源進行指示。
[0025]優(yōu)選地，所述差分GPS定位模塊還包括有備用電源電路，所述備用電源電路包括電阻R7和法拉電容BT1，其中，解調(diào)芯片的V_BCKP端通過電阻R7與芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT(FB)端連接，解調(diào)芯片的V_BCKP端通過法拉電容BTl接地。差分GPS定位模塊在芯片LP38798供電正常時，會將部分電能存儲在法拉電容BTl內(nèi)，當芯片LP38798停止供電后，法拉電容BTl內(nèi)的電能通過解調(diào)芯片的V_BCKP端對解調(diào)芯片進行供電。法拉電容BTl用于GPS定位模塊的熱啟動。法拉電容BTI的規(guī)格為3.3V，0.22f。
[0026]優(yōu)選地，所述電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8的規(guī)格分別為I Ouf、10uf、10uf、0.1uf、0.1uf、0.1uf;所述電阻 R1、電阻 R2、電阻 R3、電阻 R4、電阻 R5、電阻 R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9的規(guī)格分別為O Ω、0 Ω、0 Ω、23.2k Ω、13.3k Ω、22 Ω、200 Ω、22 Ω、
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[0027]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0028]本實用新型提供的差分GPS定位模塊制造所需的僅僅是NE0-M8N芯片、電氣元件和一些接口，所以其制造成本低。且經(jīng)過實驗證明，使用差分GPS定位模塊能夠達到很好的定位效果，滿足人們對于定位精度的要求。
【附圖說明】
[0029]圖1為解調(diào)芯片的連接示意圖。
[0030]圖2為芯片LP38798的連接示意圖。
[0031]圖3為電源輸入接口Pl的連接示意圖。
[0032]圖4為電容C5、電容C7、電容C8的連接示意圖。
[0033]圖5為備用電源電路的結構示意圖。
[0034]圖6為LED燈D2的連接示意圖。
[0035]圖7為USB接口的連接示意圖。
[0036]圖8為串口接口P2的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0037]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；
[0038]以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的闡述。
[0039]實施例1
[0040]如圖1?8所示，應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊包括電源電路、備用電源電路、解調(diào)芯片、GPS天線接口和輸出接口 ；其中所述解調(diào)芯片為NE0-M8N芯片。
[0041 ] 一、電源電路
[0042]如圖2、3、4、6所示，所述電源電路包括芯片LP38798、電源輸入接口 Pl、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電阻R4、電阻R5;
[0043]其中電源輸入接口Pl的第一端接地，電源輸入接口Pl的第二端與芯片LP38798的IN端、IN端、IN(CP)端連接，電源輸入接口 Pl的第二端與USB接口的VCC端、串口接口 P2的第4端連接；電源輸入接口 PI的第二端通過電容C4接地，電容C6的一端與電源輸入接口 PI的第二端連接，另一端接地；
[0044]芯片LP38798的CP端通過電容C3接地;芯片LP38798的GND端、GND(CP)端、DAP端接地;芯片LP38798的SET端通過電阻R4與FB端連接，F(xiàn)B端通過電阻R5接地;芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT (FB )端與解調(diào)芯片的VCC端、VDDJJSB端連接；
[0045]電容C5、電容C7、電容C8的一端與芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT(FB)端連接，另一端接地。
[0046]如圖6所示，電源電路還包括有電阻R9、LED燈D2，其中LED燈D2的陽極通過電阻R9與芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT (FB )端連接，LED燈D2的陰極接地。
[0047 ] 上述方案中，電流經(jīng)過電源輸入接口 PI流入電源電路，電容C4、電容C6用于對輸入的電流、電壓進行濾波;輸入的電壓、電流經(jīng)過芯片LP38798后穩(wěn)壓輸出；電容C5、電容C7、電容C8用于對芯片LP38798的穩(wěn)壓輸出進行濾波。電阻R4、電阻R5用于控制芯片LP38798的輸出電壓。LE:D燈D2對電源進行指示。
[0048]二、備用電源電路
[0049]如圖5所示，備用電源電路包括電阻R7和法拉電容BTI，其中，解調(diào)芯片的V_BCKP端通過電阻R7與芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT(FB)端連接，解調(diào)芯片的V_BCKP端通過法拉電容BTl接地。差分GPS定位模塊在芯片LP38798供電正常時，會將部分電能存儲在法拉電容BTl內(nèi)，當芯片LP38798停止供電后，法拉電容BTl內(nèi)的電能通過解調(diào)芯片的乂_80^端對解調(diào)芯片進行供電。法拉電容BTI用于GPS定位模塊的熱啟動。法拉電容BTI的規(guī)格為3.3v，0.22fo
[0050]三、解調(diào)芯片
[0051 ] 如圖1所示，解調(diào)芯片的VCC_RF端、RESET_N端與GPS天線接口的供電端連接，GPS天線接口的供電端用于向GPS天線供電；
[0052]解調(diào)芯片的RF_IN端與GPS天線接口的信號輸出端連接，GPS天線接口的信號輸出端用于輸出GPS天線接收的信號；
[0053 ] 解調(diào)芯片的USB_DP端、USB_DM端、RXD端、TXD端與輸出接口連接。
[0054]解調(diào)芯片的GND端接地，其ΑΝΤ_0Ν端、Reserved端、Reserved端、通過分別通過電阻Rl、電阻R2、電阻R3接地，電阻Rl、電阻R2、電阻R3用于隔離接地。
[0055]四、GPS天線接口
[0056]如圖1所示，GPS天線接口包括SMA母座Jl和IPX母座J2，SMA母座Jl和IPX母座J2的供電端與解調(diào)芯片的VCC_RF端、RESET_N端連接;SMA母座JI和IPX母座J2的信號輸出端與解調(diào)芯片的RF_IN端連接。
[0057]五、輸出接口
[0058]如圖7、8所示，輸出接口包括USB接口和串口接口 P2，其中USB接口的D+端、D—端分別通過電阻R6、電阻R8與解調(diào)芯片的USB_DP端、USB_DM端連接，USB接口的GND端接地，USB接口的VCC端與電源輸入接口 Pl的第二端連接;芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT(FB)端與解調(diào)芯片的VDD_USB端連接;所述串口接口P2的第I端接地，第2端、第3端分別與解調(diào)芯片的RXD端、TXD端連接，第4端與電源輸入接口 Pl的第二端連接。導航數(shù)據(jù)可以通過這兩個接口進行輸出。
[0059]顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型權利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊，其特征在于:包括電源電路、解調(diào)芯片、GPS天線接口和輸出接口；其中所述解調(diào)芯片為NE0-M8N芯片； 所述電源電路的輸出端與解調(diào)芯片的V C C端連接； 解調(diào)芯片的VCC_RF端、RESET_N端與GPS天線接口的供電端連接，GPS天線接口的供電端用于向GPS天線供電； 解調(diào)芯片的RF_IN端與GPS天線接口的信號輸出端連接，GPS天線接口的信號輸出端用于輸出GPS天線接收的信號； 所述輸出接口與解調(diào)芯片的數(shù)據(jù)輸出端連接。2.根據(jù)權利要求1所述的應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊，其特征在于:所述GPS天線接口包括SMA母座Jl和IPX母座J2，SMA母座Jl和IPX母座J2的供電端與解調(diào)芯片的VCC_RF端、RESET__i|連接;SMA母座Jl和IPX母座J2的信號輸出端與解調(diào)芯片的RF_IN端連接。3.根據(jù)權利要求2所述的應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊，其特征在于:所述輸出接口包括USB接口和串口接口P2，其中USB接口的D+端、D—端分別通過電阻R6、電阻R8與解調(diào)芯片的USB_DP端、USB_DM端連接，USB接口的GND端接地，USB接口的VCC端與電源電路的輸出端連接；電源電路的輸出端與解調(diào)芯片的VDD_USB端連接;所述串口接口 P2的第I端接地，第2端、第3端分別與解調(diào)芯片的RXD端、TXD端連接，第4端與電源電路的輸出端連接。4.根據(jù)權利要求2所述的應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊，其特征在于:所述解調(diào)芯片的GND端接地，其ANT_ON端、Reserved端、Reserved端、通過分別通過電阻R1、電阻R2、電阻R3接地。5.根據(jù)權利要求4所述的應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊，其特征在于:所述電源電路包括芯片LP38798、電源輸入接口 P1、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電阻R4、電阻R5; 其中電源輸入接口 Pl的第一端接地，電源輸入接口 Pl的第二端與芯片LP38798的IN端、IN端、IN(CP)端連接，電源輸入接口Pl的第二端與USB接口的VCC端、串口接口P2的第4端連接；電源輸入接口 PI的第二端通過電容C4接地，電容C6的一端與電源輸入接口 PI的第二端連接，另一端接地； 芯片LP38798的CP端通過電容C3接地;芯片LP38798的GND端、GND(CP)端、DAP端接地;芯片LP38798的SET端通過電阻R4與FB端連接，F(xiàn)B端通過電阻R5接地；芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT (FB )端與解調(diào)芯片的VCC端、VDDJJSB端連接； 電容C5、電容C7、電容C8的一端與芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT(FB)端連接，另一端接地。6.根據(jù)權利要求5所述的應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊，其特征在于:所述電源電路還包括有電阻R9、LED燈D2，其中LED燈D2的陽極通過電阻R9與芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT (FB )端連接，LED燈D2的陰極接地。7.根據(jù)權利要求6所述的應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊，其特征在于:所述差分GPS定位模塊還包括有備用電源電路，所述備用電源電路包括電阻R7和法拉電容BTl，其中，解調(diào)芯片的V_BCKP端通過電阻R7與芯片LP38798的OUT端、OUT端、OUT(FB)端連接，解調(diào)芯片的V_BCKP端通過法拉電容BTl接地。8.根據(jù)權利要求7所述的應用于RTK系統(tǒng)的差分GPS定位模塊，其特征在于:所述電容.0.3、電容04、電容05、電容06、電容07、電容08的規(guī)格分別為101^、101^、101^、0.11^、0.1時、.0.1uf;所述電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9的規(guī)格分別為O Ω、0 Ω、0 Ω、23.2kQ、13.3kQ、22Ω、200Ω、22Ω、lkQ。
【文檔編號】G01S19/41GK205665404SQ201620567968
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】陳亮, 鄧銳, 劉思鳳, 彭小紅, 鐘江濤, 陳有英, 閆秀英, 曾麗
【申請人】廣東海洋大學