[发明专利]全球导航定位卫星差分数据链系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信系统，更确切地说是涉及一种全球导航定位卫星差分数据链。

背景技术

全球卫星导航定位系统GPS(Global Positioning System)是美国国防部DOD组建的全球卫星导航定位系统，免费提供全球定位服务，由24颗围绕地球运行的卫星构成系统，只要在地球上任意一点配置一台GPS接收机就可在任意时刻观测到其中4颗以上的卫星，从而确定其所在位置，包括经度、纬度、高程及时间。

美国国防部出于安全利益方面的考虑，为防止别国将GPS定位系统用于军事目的，而人为地增加了卫星轨道误差，使民用用户的位置精度仅有±150米，仅能满足一般航行的需要。

解决该位置精度的办法之一是在某一个已知点上建立参考台，由设置在参考台的GPS接收机同时观测系统中的卫星，采用实时差分的方法，计算出人为误差和其他误差，并实时地将误差数据传送给海洋中用户船上的GPS接收机，用于及时消除误差使该GPS接收机所给出的位置精度提高至±5米以内。

实现上述实时差分GPS定位的关键是建立完整、可靠的数据链，以将参考台GPS接收机的差分数据准确、及时地传达给用户的GPS接收机。目前采用的超高频VHF数据链，其作用距离仅为50公里，而高频HF数据链的作用距离也只有300-500公里。当海洋中的船只(船台)距离参考点(岸台)超过500公里时，则不能实现实时差分。

发明内容

本发明的目的是设计一种全球导航定位卫星差分数据链系统，可实现500公里范围以远的高精度定位，为导航定位、大陆架的调查开发和海洋划界等提供价廉且有效的技术手段。

本发明的全球导航定位卫星差分数据链系统，包括设置在参考台的第一卫星接收天线及其顺序连接的全球定位系统岸台接收机、调制解调器及射频发射单元，和设置在船台的第二卫星接收天线及其全球定位系统船台接收机，其特征在于：

所述的参考台还设置有对全球定位系统岸台接收机输出的差分数据作加密、压缩处理的参考台控制器，参考台控制器输出接所述的调制解调器；所述的船台还设置有由第三卫星接收天线及顺序连接的高频头、解调器和对差分数据作解密、解压缩处理的船台控制器，船台控制器输出接所述的全球定位系统船台接收机；还包括一安装在同步通信卫星上的发信单元，所述的第三卫星接收天线跟踪该同步通信卫星。

所述的参考台控制器与所述的船台控制器具有相同的结构，是由单片机、低位地址数据锁存器、程序存贮器和电平转换器连接构成的单片机最小应用系统，电平转换器连接于单片机输入/输出端及所述的差分数据链系统间。

参考台的全球定位系统岸台接收机是一已知点，对全球卫星导航定位系统的卫星进行观测，求出人为加入的误差即差分数据(差分改正数)及其他改正数，经参考台控制器加密、压缩等处理，再经过调制、射频发射发送给任意一个同步通信卫星，利用该同步通信卫星某一转发器的某一空闲频段将差分数据转发给船台，第三卫星接收天线接收射频信号，经高频头放大后送解调器解调和经船台控制器进行解密解压缩处理，再送船台接收机，供船台接收机消除由第二卫星接收天线及船台接收机观测的位置误差，以便向导航计算机送出高精度的定位位置数据。

下面结合实施例及附图进一步说明本发明的技术

附图说明

图1、全球导航定位卫星差分数据链系统结构原理框图；

图2、图1中参考台控制器、船台控制器实施电路图；

图3、参考台控制器压缩加密处理程序流程图；

图4、船台控制器解压缩解密处理程序流程图。

具体实施方式

参见图1，图中10为参考台设备，包括第一卫星接收天线11、参考台GPS接收机12、参考台控制器13、调制解调器(MODEM)14、射频发射单元15及发射天线16。20为任意一个同步卫星，如亚洲一号或亚太一号通信卫星，利用C波段转发器中任意一个空闲频段构成本发明的卫星数据链。30为船台设备，包括第三卫星接收天线31、高频头(LNB)32、解调器(DEM)33、船台控制器34、船台GPS接收机35和第二卫星接收天线36。

第一卫星接收天线、第二卫星接收天线均可观测到全球卫星导航定位系统中的至少四个卫星。