一种便携式自动导航系统的单双工自动适配电路及系统技术方案

本发明专利技术一种便携式自动导航系统的单双工自动适配电路及系统，包括适配电路和与适配电路相连的全球导航卫星系统接收机，其特征在于，所述适配电路包括主控模块，与所述主控模块相连的第一电子开关、第二电子开关，所述第二电子开关还与USB接口模块相连，所述USB接口模块还与电源控制模块相连。本发明专利技术定位精度高，成本低，便于生产和维护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导航领域，具体涉及一种便携式自动导航系统的单双工自动适配电路及系统。
技术介绍
人们对导航的研究越来越多一方面，人们希望降低导航成本，另一方面，人们希望导航系统能够提供精确的定位功能。为了尽可能提高卫星定位的精度，目前已发展出了多种卫星定位增强技术，例如，局域差分GPS，广域差分GPS等，可大幅度卫星定位的精度。然而，具备卫星定位增强功能的全球导航卫星系统接收机普遍存在结构复杂、价格高昂的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种便携式自动导航系统的单双工自动适配电路及系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：一种便携式自动导航系统的单双工自动适配电路及系统，包括适配电路和与适配电路相连的全球导航卫星系统接收机，其特征在于，所述适配电路包括：主控模块，与所述主控模块相连的第一电子开关、第二电子开关，所述第二电子开关还与USB接口模块相连，所述USB接口模块还与电源控制模块相连；第一电子开关根据接收的信号与发送的信号是否相同来判断是单工通讯还是双工通讯，当发送的信号与收到的信号相同时，则外部设备是通过单工形式来连接便携式自动导航系统，维持第一电子开关的控制电平；如果发送的信号与收到的信号不同，则外部设备是通过双工通讯形式来接连的便携式自动导航系统，断开第一个电子开关连接，使连接设备一直发送串行数据给PND，测试读取RX的信号，如果RX有收到信号，则系统连接正常，如果RX没有收到信号，改变第二个电子开关的控制信号，使TX，RX信号反转，以实现双工的有效连接。本专利技术的有益效果为：定位精度高，成本低，便于生产和维护。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术适配电路的示意图；图2是全球导航卫星系统接收机的结构示意图。附图标记：全球导航卫星系统接收机1、卫星伪距测量结果获取单元11、卫星测量伪距误差消除单元12、位置解算粗差消除单元13。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。应用场景1参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的一种便携式自动导航系统的单双工自动适配电路及系统，包括适配电路和与适配电路相连的全球导航卫星系统接收机，其特征在于，所述适配电路包括：主控模块，与所述主控模块相连的第一电子开关、第二电子开关，所述第二电子开关还与USB接口模块相连，所述USB接口模块还与电源控制模块相连；第一电子开关根据接收的信号与发送的信号是否相同来判断是单工通讯还是双工通讯，当发送的信号与收到的信号相同时，则外部设备是通过单工形式来连接便携式自动导航系统，维持第一电子开关的控制电平；如果发送的信号与收到的信号不同，则外部设备是通过双工通讯形式来接连的便携式自动导航系统，断开第一个电子开关连接，使连接设备一直发送串行数据给PND，测试读取RX的信号，如果RX有收到信号，则系统连接正常，如果RX没有收到信号，改变第二个电子开关的控制信号，使TX，RX信号反转，以实现双工的有效连接。优选地，所述主控模块包括主控MCU，所述主控MCU包括与外部电子设备的通信引脚、与第一电子开关相接的引脚以及与第二电子开关相接的引脚。本专利技术上述实施例定位精度高，成本低，便于生产和维护。优选地，所述第一电子开关包括：电子开关芯片U8，所述U8包括信号接收引脚RX，引号发送引脚TX。本优选实施例开关动作更为灵敏。优选的，所述全球导航卫星系统接收机1包括卫星伪距测量结果获取单元11、卫星测量伪距误差消除单元12、位置解算粗差消除单元13，所述卫星伪距测量结果获取单元11用于同时处理多颗卫星的伪距观测，获取卫星伪距测量数据；所述卫星测量伪距误差消除单元12用于消除卫星伪距测量过程中的系统误差；所述位置解算粗差消除单元13用于采用最小二乘法对消除系统误差后的卫星伪距测量数据进行位置解算，并在解算过程中进行粗差消除，最终获取所述高精度坐标。本优选实施例构建了全球导航卫星系统接收机1的主要架构。优选的，所述卫星伪距测量结果获取单元11采用的卫星伪距的测量计算公式为：ρ(M)=r(M)+c(δts-δt(M))+c(Y(M))+nρ(M)]]>式中，M＝1，2，…，m为所有观测到卫星的临时编号，ρ(M)为每颗可见卫星的测量伪距，r(M)代表每颗卫星位置与全球导航卫星系统接收机1位置的几何距离，δts为全球导航卫星系统接收机1时钟与GPS时钟的钟差，δt(M)为每颗卫星与GPS时钟的钟差，Y(M)为信号延时误差，Y(M)＝C(M)+D(M)+Z(M)+R(M)，C(M)为每个卫星信号经过磁层的延时，D(M)为每个卫星信号经过电离层的延时，Z(M)为每个卫星信号经过中性层的延时，R(M)为地球自转效应的延时，为对每个卫星信号的伪距测量噪声；其中，X为全球导航卫星系统接收机1的位置坐标向量，X(M)为卫星M的位置坐标向量。本优选实施例提出了可见卫星的测量伪距的计算公式，在伪距的计算中考虑了各种延时误差，减少了初始定位的时间，减少了全球导航卫星系统接收机1的能量损耗，增加了待机时间，提高了卫星伪距的测量精度。优选的，所述消除卫星伪距测量过程中的系统误差包括：(1)第一次对误差进行消除：由于卫星轨道摄动，卫星在轨位置与真实位置会存在偏差p1，采取差分定位法进行消除，误差消减后偏差为p′1；由于存在时钟漂移和相对论效应，各个卫星时钟不可能与GPS时间严格同步，存在钟差p2，由卫星发布的导航电文进行消除，误差消减后偏差为p′2；由于各误差对定位精度影响不同，设定阈值T1，并引入误差评估因子P：P＝(p1-p′1)×(p2-p′2)若P≤T1，则完成第一次的误差消除，否则，需继续进行第一次的误差消除；其中设定T1的取值范围为[30m,50m]；除δts无法通过接收的可见星信息进行修正，可得：(x(M)-xs)+(y(M)-ys)+(z(M)-zs)+δts=ρ(M)]]>对其使用Taylor展开并进行一阶化线性化截断，忽略剩下的高阶项，从而使伪距测量方程线性化求解：Δρ(M)＝H·ΔX和分别为k和k-1时刻全球导航卫星系统接收机1相对卫星M的伪距，ΔX＝Xk-Xk-1，Xk和Xk-1分别为k和k-1时刻全球导航卫星系统接收机1的位置；(2)第二次对误差进行消除：经过第一次误差消除，易得：nρ(M)=ρ(M)-||X(M)-X||-δts]]>为了研究方便，假设测量误差符合独立分布的条件，并且符合正态分布：nρ(M)~N(0,(σρ(M))2)]]>式中，为标准差，M为可见星的个数，令：nρ(M)w(M)~N(0,σ02)]]>w(M)为每个测量值对应的权重，σ0为标准差，ΔX通过下式求解：1w(M)Δρ(M)=1w(M)H·ΔX]]>每一个输出测量值ρ(M)对应一个权重w(M)，并希望权重w(M)倒数越大的值在解算中作用越大，若ρ(M)测量误差越小，w(M)应越小；其中，影响伪距测量精度的因素包括：与GPS卫星本身有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式自动导航系统的单双工自动适配电路及系统，包括适配电路和与适配电路相连的全球导航卫星系统接收机，其特征在于，所述适配电路包括：主控模块，与所述主控模块相连的第一电子开关、第二电子开关，所述第二电子开关还与USB接口模块相连，所述USB接口模块还与电源控制模块相连；第一电子开关根据接收的信号与发送的信号是否相同来判断是单工通讯还是双工通讯，当发送的信号与收到的信号相同时，则外部设备是通过单工形式来连接便携式自动导航系统，维持第一电子开关的控制电平；如果发送的信号与收到的信号不同，则外部设备是通过双工通讯形式来接连的便携式自动导航系统，断开第一个电子开关连接，使连接设备一直发送串行数据给PND，测试读取RX的信号，如果RX有收到信号，则系统连接正常，如果RX没有收到信号，改变第二个电子开关的控制信号，使TX，RX信号反转，以实现双工的有效连接。

【技术特征摘要】
1.一种便携式自动导航系统的单双工自动适配电路及系统，包括适配电路和与适配电路相连的全球导航卫星系统接收机，其特征在于，所述适配电路包括：主控模块，与所述主控模块相连的第一电子开关、第二电子开关，所述第二电子开关还与USB接口模块相连，所述USB接口模块还与电源控制模块相连；第一电子开关根据接收的信号与发送的信号是否相同来判断是单工通讯还是双工通讯，当发送的信号与收到的信号相同时，则外部设备是通过单工形式来连接便携式自动导航系统，维持第一电子开关的控制电平；如果发送的信号与收到的信号不同，则外部设备是通过双工通讯形式来接连的便携式自动导航系统，断开第一个电子开关连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：杨超坤，
类型：发明
国别省市：浙江;33