[发明专利]用于AIS网位仪的快速GPS定位方法

摘要

本发明涉及用于AIS网位仪的快速GPS定位方法，该方法包括：1、AIS网位仪开机；2、查询GPS定位模块是否成功定位；3、等待GPS定位模块通过GPS天线下载卫星星历文件；4、查询GPS定位模块定位状态；5、如果GPS定位模块定位正常，则判定卫星星历文件下载成功；用5分钟使GPS定位模块完成卫星星历文件下载；5分钟后，关闭GPS定位模块主电源，GPS定位模块备用电源不关闭，保证GPS定位模块内部星历文件等数据不丢失；优点是：通过控制GPS模块主电源开启和关闭时间，使网位仪每次定位时间由原来的40秒缩短到2秒，并通过甄别GPS定位模块信号遮挡和星历异常情况，减少异常情况下的电量消耗，使AIS网位仪一次充电后，持续工作时间达到20天，比原来用时延长了一倍。

主权项

用于AIS网位仪的快速GPS定位方法，其特征在于：用于AIS网位仪的快速GPS定位系统由AIS网位仪主控制器、GPS定位模块、AIS发射机电路、电源控制电路以及电池供电电路组成，其中AIS网位仪主控制器选用ST公司Cortex‑M3内核STM32F103RCT6的32位ARM芯片，负责控制AIS网位仪各个单元工作，以及AIS协议生成；GPS定位模块选用Ublox公司的NEO‑6M模块，负责接收GPS卫星信号，计算分析当前位置信息；AIS发射机电路负责将AIS网位仪主控制器送来的报文调整成射频信号发射到无线空间中去；电源控制电路受AIS网位仪主控制器控制对电池供电电路送来的电源开启和断开；电池供电电路负责为AIS网位仪各个功能模块提供稳定电源电压供电；AIS网位仪主控制器串口1与AIS发射机电路连接，可以向AIS发射机电路发送AIS报文以及控制信号；AIS网位仪主控制器串口2与GPS定位模块串口连接，可以接收GPS定位信息；AIS网位仪主控制器IO接口与电源控制电路相连，通过IO接口的高低电平变化，可以控制GPS定位模块主电源供电的通断；GPS定位模块主电源通过电源控制电路与电池供电电路相连，备用电源与电池供电电路直接相连；电池供电电路输出端分别与AIS网位仪主控制器、GPS定位模块、AIS发射机电路、电源控制电路相连，为各电路单元供电；AIS网位仪的快速GPS定位方法，包括如下步骤：a)  首先，AIS 网位仪开机，电池供电电路为AIS网位仪主控制器、GPS定位模块备用电源、AIS发射机电路和电源控制电路供电，在AIS网位仪主控制器IO接口控制电源控制电路给GPS定位模块主电源接入3V电源；b)  AIS网位仪主控制器通过串口2不断查询GPS定位模块是否成功定位；c)  一旦GPS定位模块成功定位后，AIS网位仪主控制器开始计时5分钟，等待GPS定位模块通过GPS天线下载卫星星历文件；d)  5分钟计时结束后，AIS网位仪主控制器查询GPS定位模块定位状态；e)  如果GPS定位模块仍然定位正常，则判定为卫星星历文件下载成功；通过大量实验表明，正常情况下5分钟可以保证GPS定位模块完成卫星星历文件下载工作；f)  5分钟计时完成后，AIS网位仪主控制器控制电源控制电路关闭GPS定位模块主电源，但GPS定位模块备用电源保持不变，这样可以保证GPS定位模块内部星历文件数据不丢失；g)  如果AIS网位仪开机后GPS定位模块60秒时间内一直没有定位成功，AIS网位仪主控制器则判定当前卫星信号异常，关闭GPS定位模块主电源30分钟后再重新定位；h)  如果GPS定位模块在5分钟计时结束后没有定位，AIS网位仪主控制器需要重新开启GPS定位模块主电源，等待GPS定位模块成功定位；i)  GPS定位模块成功下载完成卫星星历文件后，AIS网位仪主控制器每3分钟开启一次GPS定位模块主电源，使GPS定位模块重新搜索卫星进行定位，此时正常情况下GPS定位模块仅需1‑2秒即可重新定位；j)  当GPS定位模块成功定位后，AIS网位仪主控制器立即关闭GPS定位模块主电源，并利用定位信息生成AIS报文，通过AIS发射机电路调制成射频信号发射到无线空间中；k)  GPS定位模块成功下载完成卫星星历文件后，在每3分钟一次的GPS定位模块重新定位时，如果超过40秒时间GPS定位模块仍未定位，AIS网位仪主控制器则强行关闭GPS定位模块主电源，等待下一个3分钟定时到来后再次定位；l)  如果出现连续三次GPS定位模块在40秒时间范围内均无法定位时，AIS网位仪主控制器判定当前GPS信号有遮挡，之后每半个小时开启60秒GPS定位模块主电源，直至GPS定位模块成功定位，再重新下载卫星星历文件，恢复3分钟开启一次GPS定位模块主电源的周期；m)  GPS定位模块成功下载完成卫星星历文件后，在每3分钟一次的GPS定位模块重新定位时，如果连续3次出现GPS定位模块在开启20秒之后，40秒前的时间范围内定位成功的情况，AIS网位仪主控制器将判定GPS定位模块星历异常；n)  在第三次GPS定位模块定位成功后，继续保持GPS定位模块主电源开启状态5分钟，以便GPS定位模块重新下载卫星星历文件。