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三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位模拟信号发生器制造技术

技术编号:19003798 阅读:55 留言:0更新日期:2018-09-22 06:25
本实用新型专利技术公开了一种三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位模拟信号发生器,采用实际采集和软件模拟的方式,将用户需要的GPS/GNSS定位数据以标准的NMEA信息格式存储在相应数据库中,作为GPS/GNSS软硬件调试的信号来源。数据库中的数据可根据GPS/GNSS设备或软件调试需要,进行噪声叠加、信号组合、幅值转换等操作,以满足不同的调试要求。借助于本信号发生器所提供的GPS/GNSS模拟定位信号,可实现在实验室内对GPS/GNSS设备的动态调试,优化了调试环境,减少了现场调试工作量,减少了GPS/GNSS设备或软件研发的调试周期和调试成本。

【技术实现步骤摘要】
三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位模拟信号发生器
本技术涉及轨道交通列车定位与控制
,特别涉及一种三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位模拟信号发生器。
技术介绍
列车定位是轨道交通控制系统中一项关键性的技术,精确、实时地获取列车的位置信息是轨道交通控制系统的基础。卫星定位技术因其广域性及技术成熟度高,作为列车定位系统所依赖的关键技术之一,常出现在关于列车定位系统的设计和研究中。但GPS/GNSS作为一种广域定位技术,动态数据往往需要在移动的车辆上安装GPS/GNSS模块来获取,为基于GPS/GNSS技术的系统开发及软硬件调试带来了诸多问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位模拟信号发生器,简化了轨道交通列车定位系统开发与研究的调试环境,丰富了GPS/GNSS调试信号类型,减少了GPS/GNSS技术研究与开发中现场调试的工作量。本技术的目的通过以下的技术方案实现:一种三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位模拟信号发生器,包括:GPS/GNSS双模式数据采集模块、数据输入通道、信号发生器和信号输出通道;GPS/GNSS双模式数据采集模块包括多个GPS/GNSS模块,用来采集多路GPS/GNSS定位数据,既可作为模拟信号发生器的实时信号源,也可作为模拟信号产生的基本信号数据。优选的,数据输入通道包括RS232/USB转换接口和USB-HUB;RS232/USB转换接口实现RS232与USB信号的转换,结合RS232/USB接口驱动程序及USB-HUB,虚拟出多个串行端口,满足计算机串行通信口数量不足的问题。优选的,信号发生器包括初始化模块、信号发生器控制面板、信号生成与显示模块、信号存储与信号模拟输出模块。优选的,GPS/GNSS模块采用北斗/GPS双系统模块UM220-III,数据接口NMEA0183/Unicore数据协议。优选的,RS232C/USB转换接口采用UT-8811USB/RS232转换模块,兼容USBVer:2.0,支持RS-232协议,标准DB9针串口,1Mbps以上数据传输速率。优选的,USBHUB模块采用诺西NX-01USB2.0高速多接口集线器HUB,支持WIN7/XP/VISITA/200/ME/MACOS10.2+。本技术与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:本技术以轨道交通列车定位为应用背景,研究开发了“三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位模拟信号发生器”,作为轨道交通列车定位系统开发与设计的辅助调试工具。本信号发生器采用实际采集和软件模拟的方式,将用户需要的GPS/GNSS定位数据以标准的NMEA信息格式存储在相应数据库中,作为GPS/GNSS软硬件调试的信号来源。数据库中的数据可根据GPS/GNSS设备或软件调试需要,进行噪声叠加、信号组合、幅值转换等操作,以满足不同的调试要求。借助于本信号发生器所提供的GPS/GNSS模拟定位信号,可实现在实验室内对GPS/GNSS设备的动态调试,优化了调试环境,减少了现场调试工作量,减少了GPS/GNSS设备或软件研发的调试周期和调试成本。三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位模拟信号发生器,简化了轨道交通列车定位系统开发与研究的调试环境,丰富了GPS/GNSS调试信号类型,减少了GPS/GNSS技术研究与开发中现场调试的工作量,缩短了系统调试周期,有重要工程应用价值和良好的产业化前景。附图说明图1是系统结构示意图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述,但本技术的实施方式不限于此。实施例三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位模拟信号发生器,采用软件模拟方式,为基于GPS/GNSS技术的系统开发和软硬件调试提供所需要的各种GPS/GNSS模拟信号,符合NMEA0183通信协议,GPS/GNSS双模式可选,可满足各种GPS/GNSS软硬件开发和调试需求。本模拟信号发生器设计包括:1)系统结构设计;2)系统关键模块设计;3)系统数据结构设计;4)数据采集接口设计;5)通信接口设计。系统结构如图1。图1中,GPS/GNSS模块1:采用和芯星通科技(北京)有限公司UM220-III北斗/GPS双系统模块UM220-III,采用GNSS多系统融合及卡尔曼滤波等优化算法,满足种复杂环境下的捕获连续跟踪和定位需要。数据接口NMEA0183(兼容北斗)/Unicore数据协议。RS232C/USB转换接口2:采用深圳市宇泰科技有限公司UT-8811USB/RS232转换模块,兼容USBVer:2.0,支持RS-232协议,标准DB9针串口,1Mbps以上数据传输速率。USBHUB模块3:采用诺西NX-01USB2.0高速多接口集线器HUB,支持WIN7/XP/VISITA/200/ME/MACOS10.2+。三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位信号发生器,由GPS/GNSS双模式数据采集模块、数据输入通道、信号发生器、信号输出通道组成。三块GPS/GNSS双模式数据采集模块用来采集三路GPS/GNSS定位数据,既可作为信号发生器的实时信号源,也可作为模拟信号产生的基本信号数据。RS232/USB转换接口实现RS232(或RS485)与USB信号的转换,结合RS232/USB接口驱动程序及USB-HUB,虚拟出多个串行端口,满足计算机串行通信口数量不足的问题。信号发生器由初始化模块、信号发生器控制面板、信号生成与显示、信号存储与信号模拟输出模块组成。初始化模块完成系统的基本环境初始化,包括:(1)输入/输出通道设置:虚拟端口号、波特率、数据位、停止位、校验方式;(2)输入/输出通道测试:用$PDTINFO指令获取GPS/GNSS模块产品名称、产品配置选项、硬件版本号、固件版本号、产品ID、系列号,完成模块自检;用$RESET完成模块复位;(3)数据结构定义;(4)数据库定义与生成。信号发生器控制面板为用户交互界面,完成信号发生器的基本操作,包括:(1)GPS/GNSS数据采集模块初始化与数据采集操作面板:串口设置、消息设置、定位设置等,GPS/GNSS模式切换操作:GPS.GNSS(交替双模式)、BD1(北斗模式)、GPS1(GPS模式);START/STOP:开始/停止数据采集;(2)信号发生器操作面板:消息格式设定与切换、源数据库选定、目的数据库选定、信号类型选定(直线/圆曲线/缓和曲线)。信号生成模块根据设定信号参数,生成信号,并按照时间顺序,以UNICORE协议或NMEA协议格式,存储于相应数据库,同时由系统显示模块实时显示。所生成数据可选择同步或非同步方式,通过输出通道提供给定位设备或系统使用。信号发生器数据结构定义如下。信号发生器基本参数数据结构:存放GPS/GNSS模块基本产品信息CommMsgDataBase字段名数据类型说明Num序号编号,由信号发生系统自动生成MegsName文本NMEAMessage类型:$PDTINFOpdtName文本产品名称conFig文本产品配置选项hWVer文本硬件版本号fWVer文本固件件版本号PN文本产品I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位模拟信号发生器,其特征在于,包括:GPS/GNSS双模式数据采集模块、数据输入通道、信号发生器和信号输出通道;GPS/GNSS双模式数据采集模块包括多个GPS/GNSS模块,用来采集多路GPS/GNSS定位数据,既可作为模拟信号发生器的实时信号源,也可作为模拟信号产生的基本信号数据。

【技术特征摘要】
1.三通道GPS/GNSS双模式轨道交通列车定位模拟信号发生器,其特征在于,包括:GPS/GNSS双模式数据采集模块、数据输入通道、信号发生器和信号输出通道;GPS/GNSS双模式数据采集模块包括多个GPS/GNSS模块,用来采集多路GPS/GNSS定位数据,既可作为模拟信号发生器的实时信号源,也可作为模拟信号产生的基本信号数据。2.根据权利要求1所述的模拟信号发生器,其特征在于,数据输入通道包括RS232/USB转换接口和USB-HUB;RS232/USB转换接口实现RS232与USB信号的转换,结合RS232/USB接口驱动程序及USB-HUB,虚拟出多个串行端口,满足计算机串行通信口数量不足的问题。3.根据权利要求1所述的模拟信号发生器,其特征在于,信号...

【专利技术属性】
技术研发人员:王博
申请(专利权)人:暨南大学
类型:新型
国别省市:广东,44

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