便携式北斗卫星授时设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种便携式北斗卫星授时设备，包括装配在U盘式壳腔体中的北斗天线模块、北斗信息处理模块、接口转换模块、电源模块和接口模块，北斗天线模块用于接收北斗卫星信号，北斗天线模块的输出端接至北斗信息处理模块的输入端，北斗信息处理模块的输出/输入端经接口转换模块通至接口模块的输入/输出端，接口模块实现与用户设备的连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有高度集成性、便携型、接口通用性以及超低功耗、高精度、微型化的特点，提高了时统设备应用范围，降低了使用成本，改善了与用时设备的适配性。

【技术实现步骤摘要】

本
技术实现思路
属于卫星导航应用设备
，涉及一种便携式北斗卫星授时设备。
技术介绍
北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，该系统2012年12月27日起正式对亚太地区提供无源定位，导航，授时服务。随着北斗卫星导航技术的发展，北斗终端设备也在向多功能，高精度，高集成等方向发展，现已广泛应用于水文测报，渔船监控，森林防火等领域。目前市场上已有的北斗卫星授时设备主要有北斗定时型用户机、北斗数显时钟等，其工作原理是通过天线接收卫星信号，射频基带处理模块将接收到的卫星星历进行解算，最后将解算出的时间信息通过串口输出。然而，在实际使用环境中，市场上目前的各类授时型产品均表现出较多缺点与不便，使用过程中归纳的主要缺点如下：1)传统的授时类设备体积较大，采取分体式设计，天线与主机之间通过射频线缆连接，在使用、安装过程中需要利用专门的场所、载体(如固定机柜等)和工具进行，无法满足突发现场或快速机动环境下的授时需求；2)在与外界设备互联互通方式上，现有设备需采用串口通信形式进行，通过串口线缆连接，要求使用设备必须具备串口，不能与其他设备对接交互，对使用环境有一定的局限性，不能满足在快速机动等环境中设备与卫星时间同步工作的需求；3)现有设备的功耗较大，用户机功耗为几十瓦，需要大功率蓄电池或直流电供电，不适应野外授时。
技术实现思路
本技术的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构合理、功耗低、体积小、便于携带、时间同步精度高、可直接与通用信息化设备相连接、从而实现快速授时功能的便携式北斗卫星授时设备，该北斗卫星授时设备也被申请人称之为“北斗授时V盘”。为实现上述目的而采用的技术解决方案如下：一种便携式北斗卫星授时设备，包括一个带有扣合盖的便携U盘式壳腔体和装配在U盘式壳腔体中的北斗天线模块、北斗信息处理模块、接口转换模块、电源模块和接口模块，北斗天线模块用于接收北斗卫星信号，北斗天线模块的输出端接至北斗信息处理模块的输入端，北斗信息处理模块的输出/输入端经接口转换模块通至接口模块的输入/输出端，接口模块实现与用户设备的连接，电源模块用于向北斗天线模块、北斗信息处理模块和接口转换模块提供工作电源。上述便携式北斗卫星授时设备中，北斗信息处理模块由北斗芯片和ARM处理器(ARM芯片)组成，北斗芯片接收北斗天线模块的输出信号后,其输出/输入端通至ARM处理器的输入/输出端，ARM处理器的输出/输入端经接口转换模块通至接口模块的输入/输出端。上述便携式北斗卫星授时设备中，北斗芯片由射频通道电路、基带信号处理电路和导航信息处理电路组成，射频通道电路的输入端用于接收北斗天线模块的输出信号，射频通道电路的输出端经基带信号处理电路后接至导航信息处理电路的输入端，基带信号处理电路的ARM信号输入端与ARM处理器的输出端连接。上述便携式北斗卫星授时设备中，北斗芯片采用型号为T305的器件，ARM处理器采用型号为STM32F207的器件。上述便携式北斗卫星授时设备中，北斗天线模块采用陶瓷材质，型号为Z-STAR(12*12)B1/L1的器件。上述便携式北斗卫星授时设备中，接口转换模块采用型号为CH340T的USB转换芯片。上述便携式北斗卫星授时设备中，接口模块采用型号为USB2.0(A型母座)的器件。上述便携式北斗卫星授时设备中，电源模块采用型号为LT1963EST的器件。根据上述技术方案设计的便携式北斗卫星授时设备具有高度集成性、便携型、接口通用性以及超低功耗、高精度、微型化的特点，提高了时统设备应用范围，降低了使用成本，改善了与用时设备的适配性。与目前传统的授时设备相比，本技术的主要优势为：一、高集成度、一体化、微型化设计传统北斗卫星授时设备组成主要包括天线、线缆、主机、外设线缆等，系统连接复杂、体积较大，不适用在野外环境下快速对便携式设备进行授时。针对这一问题，本技术采用高集成度的授时芯片来实现设备的微型化、一体化、便携化，提高适用范围。其中，北斗天线模块采用陶瓷材质设计，在外观结构小型化前提下，保证更优的接收性能；北斗信息处理模块采用北斗芯片加ARM处理器(ARM芯片)的组合，既保证整机优良的功能、性能，又保证设备具备强大的信息处理能力；接口转换模块采用更加稳定、可靠的串口转USB接口转换芯片，使得设备可适应更多的载体使用。二、USB即插即授时设计传统北斗卫星授时设备的线缆连接繁杂，通常采用串口输出时间信号。目前主流野外便携式计算机等设备均不配备串口，不适应传统授时接收机。为增加授时设备的可用性，本技术设置了集成USB转换芯片，直接将设备内部输出的串口信号转换为USB信号，供具有USB接口的便携式计算机等通用信息化设备使用，这样将传统的串口通信方式提升到USB通信层面，支持热插拔，即插即用，实现了快速授时功能，提高了设备的通用性和便捷性。三、低功耗设计传统北斗卫星授时设备功耗为几十瓦，工作时需要大功率蓄电池或直流电供电，不适应野外授时。本技术产品的功耗仅为几十毫瓦,利用USB供电即可正常使用，节约了电能，提高了野外使用能力和适应性。四、低成本设计传统北斗授时用户机根据精度不同，其人民币造价从几万元到十几万元不等。本技术产品基于高集成度的授时芯片进行一体化设计，将北斗天线模块、北斗信息处理模块、接口转接模块等集成在类似U盘大小的设备中，采用芯片化设计，大大减小了设备体积并有效降低了成本(降低幅度达到10倍以上)，也大大节约了授时应用费用。附图说明图1为本技术的整机结构图；图2为本技术的模块联接框图；图3为本技术的信号流程图；图4为本技术的天线信号流程图；图5为本技术的射频模块信号流程图；图6为本技术的基带信息处理模块信号流程图；图7为本技术的导航信息处理模块信号处理流程图。图中各数字标记的名称为：1－北斗天线模块；2－北斗信息处理模块，21－北斗芯片,211－射频通道电路,212－基带信号处理电路,213－导航信息处理电路；22－ARM处理器(ARM芯片)；3－接口转换模块；4－电源模块；5－接口模块；6－U盘式壳腔体。具体实施方式如图1和图2所示，本技术所述的便携式北斗卫星授时设备包括装配在U盘式壳腔体中的北斗天线模块1、北斗信息处理模块2、接口转换模块3、电源模块4和接口模块5，北斗天线模块1用于接收北斗卫星信号，北斗天线模块1的输出端接至北斗信息处理模块2的输入端，北斗信息处理模块2的输出/输入端经接口转换模块3通至接口模块5的输入/输出端，接口模块5实现与用户设备的连接，电源模块4用于向北斗天线模块1、北斗信息处理模块2和接口转换模块3提供工作电源。上述授时设备中，北斗信息处理模块2由北斗芯片21和ARM处理器(ARM芯片)22组成，北斗芯片21接收北斗天线模块1的输出信号后，其输出/输入端通至ARM处理器22的输入/输出端，ARM处理器22的输出/输入端经接口转换模块3通至接口模块5的输入/输出端。。北斗信息处理模块2进一步的组成结构如图3所示，其中的北斗芯片21由射频通道电路211、基带信号处理电路212和导航信息处理电路213组成，射频通道电路211的输入端用于接收北斗天线模块的输出信号，射频通道电路21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式北斗卫星授时设备，其特征在于：包括一个带有扣合盖的便携U盘式壳腔体(6)和装配在U盘式壳腔体(6)中的北斗天线模块(1)、北斗信息处理模块(2)、接口转换模块(3)、电源模块(4)和接口模块(5)，北斗天线模块(1)用于接收北斗卫星信号，北斗天线模块(1)的输出端接至北斗信息处理模块(2)的输入端，北斗信息处理模块(2)的输出/输入端经接口转换模块(3)通至接口模块(5)的输入/输出端，接口模块(5)实现与用户设备的连接，电源模块(4)用于向北斗天线模块(1)、北斗信息处理模块(2)和接口转换模块(3)提供工作电源。

【技术特征摘要】
1.一种便携式北斗卫星授时设备，其特征在于：包括一个带有扣合盖的便携U盘式壳腔体(6)和装配在U盘式壳腔体(6)中的北斗天线模块(1)、北斗信息处理模块(2)、接口转换模块(3)、电源模块(4)和接口模块(5)，北斗天线模块(1)用于接收北斗卫星信号，北斗天线模块(1)的输出端接至北斗信息处理模块(2)的输入端，北斗信息处理模块(2)的输出/输入端经接口转换模块(3)通至接口模块(5)的输入/输出端，接口模块(5)实现与用户设备的连接，电源模块(4)用于向北斗天线模块(1)、北斗信息处理模块(2)和接口转换模块(3)提供工作电源。2.根据权利要求1所述的便携式北斗卫星授时设备，其特征在于：北斗信息处理模块(2)由北斗芯片(21)和ARM处理器(22)组成，北斗芯片(21)接收北斗天线模块(1)的输出信号后，其输出/输入端通至ARM处理器(22)的输入/输出端，ARM处理器(22)的输出/输入端经接口转换模块(3)通至接口模块(5)的输入/输出端。3.根据权利要求2所述的便携式北斗卫星授时设备，其特征在于：北斗芯片(21)由射频...

【专利技术属性】
技术研发人员：田亚素，贾亮，董希彦，高飞，孔青菊，肖云，李瑞锋，
申请(专利权)人：西安航光卫星测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61