GPS RTK无线数据链研究与实现

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GPS RTK无线数据链研究与实现
随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的发展,GPS RTK(Real Time Kinematic)在地形测图、各种控制测量、工程放样及实时导航定位等方面得到了广泛的应用,改变了传统的测量模式,给工程测量带来了革命性变化,极大地提高
了工程测量的效率。

GPS RTK基准站实时将观测到的载波相位观测值及站坐标等信息通过运营商无线网络或电台传送给移动站,移动站经过实时差分处理得到厘米级定位结果。

电台运行成本低、方便维护;且在移动网络未覆盖或者网络较差的区域,需要用电台来弥补通信盲区、辅助通信。

GPSRTK系统配备内置电台和外挂电台,内置电台可替代外挂电台进行短距离范围内数据的收发。

原有GPS RTK无线数据链路中内置数传电台通信距离近(2Km以内),外挂电台功耗高(10W以上)、体积庞大需配电瓶与线缆,使用极其不便。

本文针对上述电台存在的一些缺陷,设计实现能在8Km范围内替代外挂电台的低误码率、高集成度、低功耗的收发一体化内置数传电台,可以摆脱沉重电瓶和线缆的束缚,大大简化架设系统的工作,使其作业更加灵活方便。

本文首先介绍了 GPS RTK的系统组成、测量原理及误差分析;其次,阐述了几种常见数传电台方案、重要参数及关键技术,并对其进行仿真实现;然后,考虑到本课题低功耗、小型化等要求并根据系统实际需求设计微功率数传电台,进行系统方案设计及系统的具体实现,并对各模
块进行详细分析;最后,对系统进行测试分析。

本课题设计的GPSRTK 微功率数传电台,系统采用LoRa扩频技术提高灵敏度,增大传输距离;
加入RS编解码技术降低数传电台误码率。

以基于LoRa扩频的数传芯片与微控制器STM32为核心,设计远距离、低功耗的微功率数传电台,通过对系统测试,各项指标满足要求并达到较好效果,能够在1W发射功率内传输距离8Km且误码率小于10-7。

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