一種利用IMU輔助快速定位的GNSS接收機裝置，包括GNSS接收機單元、控制單元、基準時鐘源和IMU單元；用于提供同步脈沖的所述基準時鐘源分別與GNSS接收機單元、控制單元和IMU單元電連接；GNSS接收機單元用于測量裝置的位置信息；IMU單元用于測量裝置的運動狀態(tài)信息。本實用新型專利技術(shù)通過IMU單元提供裝置的姿態(tài)信息，并將IMU單元提供的數(shù)據(jù)和GNSS接收機單元提供的位置數(shù)據(jù)進行同步，從而實現(xiàn)了快速高精度地測量位置信息，克服了現(xiàn)有定位技術(shù)中需要將定位裝置靜置較長時間的問題。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種GNSS接收機裝置，尤其涉及一種利用IMU輔助快速定位的GNSS接收機裝置。
技術(shù)介紹
在GNSS接收機定位裝置中，IMU主要與GNSS做組合導航，沒有用于測量；高精度的測量，由于需要做投影處理(將天線相位中心投影到測試點的轉(zhuǎn)換)，因此大部分的作業(yè)方式都是相對靜止的狀態(tài)下進行的，測量裝置基本是用簡單的控制器，使用串口和GNSS接收機相連，無法支持高頻率的數(shù)據(jù)輸出(串口的波特率限制)，受限控制器處理能力也無法做實時高頻率輸出的數(shù)據(jù)處理和解算，因此整個作業(yè)流程效率較低，不能實現(xiàn)快速精確的測量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)提供一種利用了 MU輔助，在高動態(tài)下同步脈沖實現(xiàn)IMU和GNSS數(shù)據(jù)的同步，從而利用IMU輸出的姿態(tài)、航向、航速來輔助GNSS，從而快速精準地進行高精度的定位。本技術(shù)提供的技術(shù)方案為:一種利用IMU輔助快速定位的GNSS接收機裝置，包括GNSS接收機單元、控制單元、基準時鐘源和IMU單元；用于提供同步脈沖的所述基準時鐘源分別與GNSS接收機單元、控制單元和IMU單元電連接；所述GNSS接收機單元與所述控制單元電連接，所述GNSS接收機單元用于測量裝置的位置信息；所述IMU單元與所述控制單元電連接，所述IMU單元用于測量裝置的運動狀態(tài)信息;所述控制單元根據(jù)基準時鐘源的同步脈沖信息將GNSS接收機單元的位置信息和IMU單元的裝置運動狀態(tài)信息同步，從而換算出GNSS接收機裝置的位置。優(yōu)選的是，所述GNSS接收機單元與所述控制單元通過網(wǎng)口連接。優(yōu)選的是，所述GNSS接收機單元與所述控制單元之間的數(shù)據(jù)傳輸速度為50Hz，所述IMU單元與所述控制單元的數(shù)據(jù)傳輸速度為200Hz。優(yōu)選的是，所述GNSS接收機單元包括GNSS有源天線和GNSS接收機，所述GNSS有源天線與所述GNSS接收機電連接。優(yōu)選的是，所述控制單元包括系統(tǒng)CPU (A8、A9處理器)、內(nèi)存(512MB?1GB)、ROM、BT/WIFI和3G模塊；所述內(nèi)存、ROM、BT/WIFI和3G模塊分別與所述系統(tǒng)CPU電連接。優(yōu)選的是，所述IMU單元包括三軸加速度計、三軸陀螺儀、三軸磁力計、溫度傳感器、氣壓計和MCU;所述三軸加速度計、三軸陀螺儀、三軸磁力計、溫度傳感器和氣壓計分別與所述MCU電連接。本技術(shù)的有益效果:本技術(shù)通過網(wǎng)口與GNSS連接，實現(xiàn)GNSS數(shù)據(jù)50Hz的實時輸出，利用基準時鐘源，將IMU單元提供裝置的姿態(tài)信息和GNSS接收機單元提供的位置數(shù)據(jù)進行同步，控制單元根據(jù)同步的數(shù)據(jù)將GNSS數(shù)據(jù)和IMU數(shù)據(jù)進行組合處理，從而實現(xiàn)了快速高精度地測量位置信息，克服了現(xiàn)有定位技術(shù)中需要將定位裝置靜置較長時間的問題。【附圖說明】圖1為本技術(shù)的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)的GNSS接收機單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本技術(shù)的控制單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本技術(shù)的IMU單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖對本技術(shù)作進一步說明。如圖1所示，一種利用IMU輔助快速定位的GNSS接收機裝置，包括GNSS接收機單元1、控制單元2、基準時鐘源3和IMU單元4 ；用于提供同步脈沖的所述基準時鐘源3分別與GNSS接收機單元1、控制單元2和IMU單元4電連接；如圖2所示，所述GNSS接收機單元I與所述控制單元2電連接，所述GNSS接收機單元I用于測量裝置的位置信息；所述GNSS接收機單元I包括GNSS有源天線和GNSS接收機，所述GNSS有源天線與所述GNSS接收機電連接。GNSS有源天線內(nèi)部的放大器電路將天線介質(zhì)接收下來的信號進行放大、濾波、整形處理后，將信號通過射頻饋線發(fā)送給GNSS接收機，GNSS接收機將射頻信號進行變頻處理，將其處理為中頻信號并送入ADC進行采樣并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，基帶邏輯器件將數(shù)字信號進行解碼并提取導航電文，得到位置、時間等需要的信息。如圖4所示，所述IMU單元4與所述控制單元電2連接，所述IMU單元4用于測量裝置的運動狀態(tài)信息；MU單元包括三軸加速度計、三軸MEMS陀螺儀、三軸的磁力計、氣壓計、溫度傳感器和MCU，三軸加速度計、三軸MEMS陀螺儀、三軸的磁力計、氣壓計和溫度傳感器通過I2C總線與MCU電連接。三軸磁力計提供初始的位置方向，三軸加速度計和三軸陀螺儀提供相應軸向上的速度、位移(姿態(tài)、航向)上的變化，由于陀螺儀和加速度計對溫度的敏感性較高，增加了溫度傳感器作為相應的溫度線性補償，氣壓計作為GNSS高程的輔助變化參考。移動測量過程存在靜止加速度置零，因此不會累積疊加，實現(xiàn)了快速準確的測量，大大提高了效率。如圖3所示，所述控制單元根2據(jù)基準時鐘源3的同步脈沖信息將GNSS接收機單元I的位置信息和IMU單元4的裝置運動狀態(tài)信息同步，從而換算出GNSS接收機裝置的位置。控制單元包括系統(tǒng)CPU(AM335X、AM437X、A8、A9處理器)、低功耗協(xié)處理器(430單片機)、512MB DDR3、4G inand flash、無線數(shù)據(jù)鏈路(BT、WIF1、3G)、LED指示和按鍵。工作時，常開的低功耗協(xié)處理器檢測到用戶的開機操作，協(xié)處理器此時讓電源LED指示燈常亮，將電源管理芯片打開，為系統(tǒng)CPU及其它外設供電，上電之后系統(tǒng)CPU從Inand ROM中引導系統(tǒng)到DDR3內(nèi)存中運行。數(shù)據(jù)通過串口、網(wǎng)口，或者USB接口傳輸給系統(tǒng)CPU，系統(tǒng)通過WIFI，3G，另外一路RS232串口向外傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過串口、網(wǎng)口，或者USB接口傳輸給系統(tǒng)CPU，系統(tǒng)CPU將數(shù)據(jù)存儲到存儲器之中，用戶可以通過USB OTG接口將數(shù)據(jù)存拷貝出來，也可以通過網(wǎng)口的Web Π方式，遠程登錄Web Π之后下載數(shù)據(jù)到本機電腦。控制單元2收到定位請求后，GNSS接收機單元I通過網(wǎng)口將高精度的定位信息以50Hz的頻率送給控制單元2，IMU單元4以200Hz的頻率將數(shù)據(jù)通過SPI接口傳送給控制單元2，控制單元2根據(jù)基準時鐘源3的同步脈沖，將IMU單元4和GNSS接收機單元I的數(shù)據(jù)進行同步，然后將數(shù)據(jù)保存到相關(guān)的存儲器上。由于IMU單元4的數(shù)據(jù)和GNSS接收機單元2的數(shù)據(jù)完全的同步，因此控制單元3在某一高精度坐標點上，可以通過IMU提供的數(shù)據(jù)知道設備的傾斜狀況，航向姿態(tài)狀況，預估計判斷誤差，從而得快速測出當前測試點的高精度坐標。【主權(quán)項】1.一種利用IMU輔助快速定位的GNSS接收機裝置，其特征在于: 包括GNSS接收機單元、控制單元、基準時鐘源和IMU單元； 用于提供同步脈沖的所述基準時鐘源分別與GNSS接收機單元、控制單元和IMU單元電連接； 所述GNSS接收機單元與所述控制單元電連接，所述GNSS接收機單元用于測量裝置的位置信息； 所述IMU單元與所述控制單元電連接，所述IMU單元用于測量裝置的運動狀態(tài)信息；所述控制單元根據(jù)基準時鐘源的同步脈沖信息將GNSS接收機單元的位置信息和IMU單元的裝置運動狀態(tài)信息同步，從而換算出GNSS接收機裝置的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用IMU輔助快速定位的GNSS接收機裝置，其特征在于: 所述GNSS接收機單元與所述控制單元通過網(wǎng)口連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用IMU輔助快速定位的GNSS接收機裝置，其特征在于本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種利用IMU輔助快速定位的GNSS接收機裝置，其特征在于：包括GNSS接收機單元、控制單元、基準時鐘源和IMU單元；用于提供同步脈沖的所述基準時鐘源分別與GNSS接收機單元、控制單元和IMU單元電連接；所述GNSS接收機單元與所述控制單元電連接，所述GNSS接收機單元用于測量裝置的位置信息；所述IMU單元與所述控制單元電連接，所述IMU單元用于測量裝置的運動狀態(tài)信息；所述控制單元根據(jù)基準時鐘源的同步脈沖信息將GNSS接收機單元的位置信息和IMU單元的裝置運動狀態(tài)信息同步，從而換算出GNSS接收機裝置的位置。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙翔，李仁德，林文華，
申請(專利權(quán))人：廣州吉歐電子科技有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44
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