冗余ＧＰＳ系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种冗余ＧＰＳ系统，该系统可独立存在，或整合到ＧＰＳ接收设备中，包括：中央处理器，用于处理ＧＰＳ电文的输入、格式转换及暂存；比较暂存的ＧＰＳ电文、输出ＧＰＳ电文及清除暂存的ＧＰＳ电文；串口传输控制芯片，用于对外输出ＧＰＳ电文或接收外界输入的ＧＰＳ电文。实施本发明专利技术，能够让具有ＧＰＳ接收能力的设备能够共享、校验ＧＰＳ电文，同时还能够为没有ＧＰＳ接收能力或出现ＧＰＳ接收故障的设备提供ＧＰＳ电文。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及GPS技术，更具体地说，涉及一种冗余GPS系统及其方法。
技术介绍
全球定位系统(Global Position System，简称GPS)是由美国研制的导航、授时和定位系统。该系统包括空中卫星、地面跟踪监测站、地面卫星数据注入站、地面数据处理中心和数据通讯网络等部分。该系统通过24颗地球同步卫星全天候地面发送授时和定位信号，其中高精度的信号近供美国军方和北约盟军使用，普通用户只能够接收和解析低经度的民用信号。普通用户需要购买GPS接收机，才可以享受免费的导航、授时和定位服务。目前全球定位系统技术在农业、林业、水利、交通、航空、测绘、安全防范、军事、电力、通讯、城市管理等领域都有广泛应用。NMEA-0183协议是美国国家海洋电子协会(National Marine ElectronlcsAssociation)制定的GPS接口协议标准。NMEA-0183定义了若干代表不同含义的语句，每个语句实际上是一个ASCII码串。这种码串直观，易于识别和应用。NMEA-0183格式以“$”开始，以以<LF>结束，主要语句有GPGGA，GPGLL，GPVTG，GPRMC等，其中GPGGA为定位输出语句，包括时间及定位数据，应用比较广泛，具体格式如下$GPGGA hh mm ss(协调世界时UTC)，1111.1111(纬度)，N/S(北/南)，yyyy.yyyy(经度)，E/W(东/西)，X(定位状态)，XX(使用的卫星数)，XXX(精度百分比)，O/-XXXX(无线高度)，M(单位米)，O/-XXX(地理高度)，M(单位米)，*hh(校验和)<LF>。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种冗余GPS系统及其防范，使得具有GPS接收能力的设备能够共享、校验GPS电文，同时还能为没有GPS接收能力或出现GPS接收故障的设备提供GPS电文。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种实现冗余GPS系统的方法，包括下列步骤a、处理GPS电文的输入、格式转换及暂存；b、比较暂存的GPS电文、输出GPS电文及清除暂存的GPS电文。在本专利技术所述实现冗余GPS系统的方法中，所述步骤a具体包括以下步骤a1、设定一个预设阀值；a2、在所述预设阀值内将输入的GPS电文进行暂存；在所述预设阀值外将输入的GPS电文丢弃。在本专利技术所述实现冗余GPS系统的方法中，在执行所述步骤b之前进一步包括b00、在预设阀值内，判断所有GPS电文是否均到达系统；b01、若所有GPS电文均到达系统，则启动定时器程序，执行所述步骤b；否则继续等待接收GPS电文。在本专利技术所述实现冗余GPS系统的方法中，在预设定时器的计时周期内，所述步骤b具体包括以下步骤b1、对所暂存的GPS电文，根据协议规定的字段比较数据的质量；b2、输出质量较好的GPS电文，并删除所暂存的GPS电文。本专利技术还同时公开了一种冗余GPS系统，该系统可独立存在，或整合到GPS接收设备中，包括中央处理器，用于处理GPS电文的输入、格式转换及暂存；比较暂存的GPS电文、输出GPS电文及清除暂存的GPS电文；串口传输控制芯片，用于对外输出GPS电文或接收外界输入的GPS电文。在本专利技术所述冗余GPS系统中，所述系统与所述GPS接收设备之间采用有线连接或无线连接。在本专利技术所述冗余GPS系统中，所述有线连接可使用串口连接方式或USB连接方式；所述无线连接可使用蓝牙连接方式或红外连接方式。在本专利技术所述冗余GPS系统中，所述串口传输控制芯片的串口通讯参数均为4800baud、8位数据位、无奇偶校验、1位停止位、每秒更新1次数据。在本专利技术所述冗余GPS系统中，所述GPS电文的格式为NMEA-0183格式电文。本专利技术的有益效果是，能够让具有GPS接收能力的设备能够共享、校验GPS电文，同时还能够为没有GPS接收能力或出现GPS接收故障的设备提供GPS电文。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是本专利技术所述冗余GPS系统的功能方框图；图2是本专利技术实现所述冗余GPS系统的方法流程图。具体实施例方式如图1所示，本优选实施例中的GPS接收设备包括GPS天线、GPS接收模块、串口传输控制芯片以及其它功能部件。GPS接收设备能够通过串口对外输出GPS电文或接收外界输入的GPS电文，并且GPS接收设备不仅能够通过GPS天线从自身GPS接收模块接收到GPS电文，还能够接收到通过串口输入的GPS电文。GPS接收设备在GPS电文的使用上可以设置优先级，优先使用那种方式的GPS电文。几乎所有的GPS接收模块都支持NMEA-0183格式电文，通过比较NMEA-0183电文中包含的附加信息，选择信息较好的GPS电文进行输出。如果GPS接收设备所使用的GPS接收模块不支持NMEA-0183格式，在输入和输出时，需要转换GPS电文的格式。由此可知，GPS接收设备一般均具有以下功能1、能够输出GPS电文； 2、能够接收外部输入的GPS电文；3、接收外部输入的GPS电文时的工作状态和本设备内GPS接收模块工作正常时的状态一致。冗余GPS系统包括中央处理器和串口传输控制芯片，系统由软件和硬件配合实现。冗余GPS系统可以独立存在，也可以整合到GPS接收设备中，本专利技术优选实施例中的冗余GPS系统是独立存在的。冗余GPS系统和GPS接收设备之间的通讯方式可以采用有线连接，也可以采用无线连接。有线连接可以使用串口、USB等方式，无线连接可以使用蓝牙、红外等方式。本专利技术优选实施例采用的是串口通讯方式，串口通讯参数均为4800baud、8位数据位、无奇偶校验、1位停止位、每秒更新1次数据。GPS接收设备的输入、输出的GPS电文均为NMEA-0183格式。冗余GPS系统通过设定一个阀值，来同步各个GPS接收设备输入的GPS电文。在阀值内到达冗余GPS系统的GPS电文先保存起来。GPS电文的比较工作是在所有的GPS电文均到达冗余GPS统统后才开始进行。对于没有在阀值内到达冗余GPS系统的GPS电文，冗余GPS系统将丢弃这些GPS电文。如图2所示，本专利技术所述冗余GPS系统主要通过两个任务程序来实现的。其中，一个任务负责处理GPS电文的输入、格式转换及暂存；另一个任务为定时器程序，负责比较暂存的GPS电文、输出GPS电文及清除暂存的GPS电文。这两个任务是互相排斥的，同一时刻只能有一个任务在执行。本专利技术所述冗余GPS系统的实现方法的工作流程包括以下步骤步骤1程序开始运行，定时器开始计时。定时器任务的计时周期应为串口通讯数据更新时间的两倍，本优选实施例中设置的时间为2秒。步骤2程序等待接收GPS接收设备传输的数据，设置变量。例如，设置排斥变量S1，初始值为0。步骤3当GPS接收设备有数据通过串口到达系统时，系统开始接收数据。接收完毕后，首先读取S1值，如S1值为2，等待10毫秒，再次读取S1的值，直到S1值为0。如果S1值为0，S1赋值1，再判断所接收数据的有效性。判断有效性的标准为是否具有完整的数据头-$GPGGA，定位状态是否为A，是否有规定的字段个数-12个，数据中包含的校验和字段是否和收到的数据一致，是否有有效的数据结尾-<IF&a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现冗余ＧＰＳ系统的方法，其特征在于，包括下列步骤：ａ、处理ＧＰＳ电文的输入、格式转换及暂存；ｂ、比较暂存的ＧＰＳ电文、输出ＧＰＳ电文及清除暂存的ＧＰＳ电文。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯丹，李俊峰，刘云，
申请(专利权)人：深圳市赛格导航科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]