一种GNSS监测装置及时钟控制模块制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种ＧＮＳＳ监测装置及时钟控制模块，属于监测领域。该ＧＮＳＳ监测装置，包括：ＧＮＳＳ接收单元；通信控制单元，包括微型计算机部，时钟部，存储部，用于控制通信；时钟部包含温度补偿石英晶体振荡器，温度补偿石英晶体振荡器具有控制ＧＮＳＳ监测装置工作的启动和停止功能；电源单元；无线电收发信单元。该时钟控制模块，位于ＧＮＳＳ监测装置中，具体包括温度补偿石英晶体振荡器，温度补偿石英晶体振荡器具有控制ＧＮＳＳ监测装置工作的启动和停止功能。通过本实用新型专利技术中的技术方案，可以在ＧＮＳＳ监测装置中，实现高精度的时钟控制，并且模块的耗能小，体积小。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及监测领域，特别涉及一种GNSS监测装置及时钟控制模块。
技术介绍
在GNSS监测装置中，GNSS接收机通过追尾、捕捉GNSS卫星，以获得最新的轨道信 息，这些轨道信息对测位计算都是必要的；通过利用获得的时新的轨道信息，进行测位 计算，从而得到测位计算结果。测位计算结果只能判断大致准确的时刻信息，随着GNSS 接收机连续的工作，振荡器频率的偏差慢慢地能得到补正，时刻信息的正确性慢慢地就 得到了提高。为了管理时刻， 一般控制中央处理器(CPU)内置的时钟功能，或控制外部时钟集成 电路(IC)，这样的时钟因为使用了石英晶体振荡器(CXO)， 1闩内时刻的精度可以达到 数十秒的偏差，但是，这样的精度是很差的。为了提高时刻精度，考虑使用恒温的石英品 体振荡器或铷原子(RB)振荡器，但是又无法避免耗电和装置大型化问题。因此，现有GNSS监测装置的时钟控制中，要么达不到精度，要么耗能量大，体积大。
技术实现思路
为了实现高精度的时钟控制，同时又能避免时钟控制模块的耗电量大和体积大的缺 陷，本技术提供了一种GNSS监测装置及时钟控制模块。在本技术的技术方案中，启动电源，通过卫星的追尾和捕捉，当捕捉到四个以上 的卫星后，GNSS接收机进行测位计算得到测位的结果。在捕捉阶段GNSS时刻达到1秒以 下的精度。进一步地，GNSS接收机输出时系同步的计时信号(PPS)，这个计时信号的同歩 精度在捕捉阶段与测位精度相同，达数十秒。GNSS接收机从电源启动到温度补偿石英晶体振荡器(TCX0振荡器)的振荡频率数稳定 在目标测位精度需要一定的时间。有恒温器的石英晶体振荡器、更加稳定的铷原子振荡器等， 但是由于操作、价格的问题不容易利用。为此，本技术技术方案中采用了比较廉价的、 可以实现高精度测位的TCXO石英晶体振荡器。GNSS监测装置具有在指定时间开始工作的能力，一旦必要的监测结束就自动停止的功能。 但是，GNSS监测装置也处于停止状态时，利用自带电源及蓄电池的充放电检出回路，自带电 源处于发电状态向GNSS接收机和蓄电池充电，在自带电源不发电的时候，维持从蓄电池向 GNSS接收机的电源供给。尤其，在监测装之中，具有任务功能的单元每个都可以单独进行启动、停止，如GNSS 接收机和通信单元等，分别任意启动、停止的目的是使机器运转时的耗电量在不丧失装置 工作目的的状态下，以最小限度的电力消耗量、保持最长时间运行的功能。本技术中的技术方案具体如下一种GNSS监测装置，包括GNSS接收单元，可以单独进行启动或停止，具体包括GNSS天线部和GNSS接收机，用 于接收GNSS卫星的信号数据；通信控制单元，可以单独进行启动或停止，具体包括微型计算机部，时钟部，存储部， 用于控制通信；时钟部包含温度补偿石英晶体振荡器，温度补偿石英晶体振荡器具有控制 GNSS监测装置工作的启动和停止功能；数据处理单元，可以单独进行启动或停止，具体用于处理接收到的信号数据；电源单元，可以单独进行启动或停止，具体包括太阳能电池，蓄电池，用于为GNSS 监测装置提供电源；无线电收发信单元，可以单独进行启动或停止，具体包括无线天线部和无线收发信机， 用于传送GNSS卫星和所述GNSS接收单元之间信息。其中，通信控制单元中的微型计算机部包括中央处理器，只读存储器，随机存储器， 寄存器，只读存储器保存GNSS卫星的参数信息，寄存器保存时刻信息；电源单元中的太阳能电池具有为GNSS接收单元提供电源，及为蓄电池充电的功能， 当太阳能电池停止工作时，蓄电池为GNSS接收单元提供电源；一种时钟控制模块，位于GNSS监测装置中，可以单独进行启动或停止，具体包括温度 补偿石英晶体振荡器，温度补偿石英晶体振荡器具有控制GNSS监测装置工作的启动和停止功 能。通过本技术中的技术方案，可以在GNSS监测装置中，实现高精度的时钟控制， 并且模块的耗能小，体积小。附图说明图1是本实施例中GNSS监测装置的结构图2是本实施例中PI0_A寄存器位分配示意图3是本实施例中PI0—B寄存器位分配示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施 方式作进一歩地详细描述。本实施例提供一种GNSS监测装置及时钟控制模块。GNSS监测装置由通信控制单元、电源单元、GNSS接收装置、无线电收发信装置等组 成；在通信控制单元中，包括时钟部，电压控制部，电源控制部，电池部等模块； 图1是GNSS监测装置的示意其中，1为GNSS接收装置，由GNSS天线部及GNSS接收机部构成；GNSS接收装置接 收从人造卫星发出的测位信号，在GNSS接收机内进行测位运算，再由GNSS接收机输出 位置信息，时钟信息及时刻同步信号；2为通信控制单元，由中央处理器(CPU)2a，只读存储器(R0M) 2b，随机存储器(RAM) 2c的微型多用计算机部，时钟部2d，存储卡2d构成；CPU2a具有中断控制器(TNTC)、 串行通信端口 (S10)、通用的并行输入输出端口 (PIO)、计数器(COUNT)等基本功能；通常，串行通信端口2个，16位计数器3个、8位并行输入输出端口 4个。3为电源单元，由太阳能电池板3f在白天接收太阳光来发电，在供给装置直流电源的 同时为蓄电池充电。 一旦太阳能电池不能发电时，将由蓄电池供给装置直流电源。供给 的直流电源可制造出通信控制部2所需的电压+VCC，并且为使电源开关3e切断后RAM2c 内容不消失，利用搭载在基片上的电池3d也制造出电压+Vback;同时，对无线电收发信 装置4的电源ON-OFF控制及收发信许可、禁止等操作；4为无线电收发信装置，由无线天线部及无线收发信机组成。在通信控制单元2中，时钟部2d由计数器模块，同歩信号管理模块构成计数器模块，用于管理卫星捕捉时的正确同步计时，同歩信号管理模块，用于管理GNSS接收机输出的同步信号。下面就本实施例的技术方案如何实现高精度的时钟控制，同时又能避免时钟控制模块 的耗电量大和体积大的缺陷做如下描述1、在通信控制单元中，微型多用计算机部采用的CPU IC具有中断控制器(INTC)、串行通信端口 (SIO)、通用的并行输入输出端口 (PIO)、计数器(COUNT)等基本功能； 作为优选方法，串行通信端口2个，16位计数器3个、8位并行输入输出端口 4个。2、 在GNSS接收装置中，GNSS卫星通过GNSS时系被精确控制，发送基于GNSS时系 的同歩信号。 一方面，我们利用的时刻是基于UTC时系运转的，该GNSS时系是将UTC的 1980年IO月作为基准开始的，根据随后的闰秒的补正，现在比UTS时系慢了 12秒。尽 管时系不同，但是，时间的刻度是相同的。此处，GNSS接收机在地上接收GNSS信号，考虑了地上位置的测定。GNSS卫星位于地上约20000km的位置、来自GNSS接收机头顶上的GNSS卫星放送的 信号约需70 ms到达接收机(仰角越低，到达时间越迟)。原理性的以地上的GNSS接收机为例，如果通过3个GNSS卫星判定GNSS卫呈与地上 的GNSS接收机的天线间的距离，则可知地上的位置。利用时间来测定距离。将时间乘以电磁波的速度(电磁波的速度是光速，约300000 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＧＮＳＳ监测装置，其特征在于，所述装置包括：　可以单独进行启动或停止的ＧＮＳＳ接收单元，其具体包括用于接收ＧＮＳＳ卫星的信号数据的ＧＮＳＳ天线部和ＧＮＳＳ接收机；　可以单独进行启动或停止的通信控制单元，具体包括微型计算机部， 时钟部，存储部，用于控制通信；所述时钟部包含具有控制ＧＮＳＳ监测装置工作的启动和停止功能的温度补偿石英晶体振荡器；　可以单独进行启动或停止以及用于处理接收到的信号数据的数据处理单元；　可以单独进行启动或停止的电源单元，具体包括为 ＧＮＳＳ监测装置提供电源的太阳能电池和蓄电池；　可以单独进行启动或停止的无线电收发信单元，具体包括用于传送ＧＮＳＳ卫星和所述ＧＮＳＳ接收单元之间信息的无线天线部和无线收发信机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武文，角谷一明，
申请(专利权)人：武文，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]