Навигационный терминал связи
Полезная модель относится к телекоммуникационным устройствам, а именно к навигационным терминалам связи, которые могут найти широкое применение для пользователей смартфонов и мобильных (сотовых) телефонов при определении местоположения.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение достоверности приема спутниковых навигационных данных от двух спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) за счет введения двухсистемного спутникового навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS и совмещенной ГЛОНАСС/GPS антенны, повышение надежности передачи навигационных данных за счет введения антенны устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth и устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth, перераспределения функций между элементами навигационного терминала связи.
Указанный технический результат достигается за счет того, что навигационный терминал связи содержит двухсистемный спутниковый навигационный приемник ГЛОНАСС/GPS, совмещенную ГЛОНАСС/GPS антенну, антенну устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth и устройство беспроводной приемопередачи данных Bluetooth, блок электропитания и порт ввода-вывода.
Полезная модель относится к телекоммуникационным устройствам, а именно к навигационным терминалам связи (НТС), которые могут найти широкое применение для пользователей смартфонов и мобильных (сотовых) телефонов при определении местоположения.
Известен навигационный терминал связи, представляющий собой беспроводную телефонную трубку с многофункциональной антенной для сетей глобальной системы мобильной связи GSM и приема GPS сигналов, описанный в патенте США №6694150 В1, 17.02.2004. Этот терминал используется для сетей мобильной связи и приема GPS, Bluetooth сигналов и состоит из следующих компонентов: телефонный приемопередатчик, GPS приемник, Bluetooth приемник, GSM антенна, GPS антенна, соединенная с GPS приемником, и Bluetooth антенна.
Недостатком этого устройства является низкая надежность и производительность при приеме GPS сигналов. Низкая надежность и производительность в устройстве объясняется тем, что GPS антенна должна быть в постоянной зоне видимости спутников GPS и потреблять большое количество энергии.
Известен мобильный терминал связи для сетей глобальной системы мобильной связи GSM, описанный в патенте РФ на полезную модель №32652, 05.05.2003. Мобильный терминал связи для сетей глобальной системы мобильной связи GSM состоит из следующих компонентов: GSM модема, навигационного узла (GPS или ГЛОНАСС приемника), процессора, переключателя и порта ввода-вывода.
Недостатком этого устройства является невозможность одновременной работы в двух спутниковых навигационных системах (СНС) GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия) и как следствие, низкая достоверность определения координат.
Известен навигационный терминал связи, описанный в патенте РФ на полезную модель №39772, 29.04.2004. Навигационный терминал связи состоит из следующих компонентов: GPS антенны, GPS приемника, микроконтроллера, устройство беспроводной приемопередачи данных (ZigBee
), антенны устройства беспроводной приемопередачи данных (ZigBee) и порта ввода-вывода.
Однако этот навигационный терминал связи также имеет недостаток - низкая достоверность определения координат, так как, он имеет возможность работать только в одной СНС GPS (США).
Известно из уровня техники и описано, например, в журнале «Электронные компоненты», №4 за 2007 г., в статье Игоря Корнеева, Владимира Немудрова, Вадима Польщикова и Олега Лагутина «Специализированная СБИС - основа цифрового навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS», что одновременное использование двух систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) позволяет радикально повысить достоверность определения координат до уровня, недостижимого в любой отдельно взятой системе.
Таким образом, техническим результатом данной полезной модели, является повышение достоверности приема спутниковых навигационных данных от двух спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) за счет введения двухсистемного спутникового навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS и совмещенной ГЛОHACC/GPS антенны, повышение надежности передачи навигационных данных за счет введения антенны устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth и устройства беспроводной приемопередачи данных
Bluetooth, перераспределения функций между элементами навигационного терминала связи.
Технический результат достигается за счет того, что навигационный терминал связи содержащий совмещенный ГЛОНАСС/GPS приемник выполненный с возможностью одновременной работы с глобальной навигационной спутниковой системой России (ГЛОНАСС) и глобальной системой позиционирования США (Global Positioning System - GPS), совмещенную ГЛОНАСС/GPS антенну, дополнительно содержит устройство беспроводной приемопередачи данных Bluetooth, антенну устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth, которая предназначена для приемопередачи данных внешнему устройству беспроводной приемопередачи данных Bluetooth, при этом выход антенны устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth соединен с первым входом устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом ГЛОHACC/GPS модуля, второй вход ГЛОНАСС/GPS модуля соединен с выходом ГЛОНАСС/GPS антенны, при этом третий вход устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth соединен с первым выходом блока электропитания, третий вход ГЛОНАСС/GPS модуля соединен со вторым выходом блока электропитания, третий вход которого соединен с выходом порта ввода-вывода, предназначенного для подключения внешнего электропитания и ввода данных.
Заявленная полезная модель иллюстрируется следующими чертежами: фиг.1, на которой показана структурная схема навигационного терминала связи (НТС).
Рассмотрим структуру и работу НТС.
Как видно из чертежа фиг.1, НТС 1, содержит антенну устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth 2, устройство беспроводной приемопередачи данных Bluetooth 3, к которому подключается
ГЛОНАСС/GPS приемник 4 выполненный с возможностью одновременной работы с глобальной навигационной спутниковой системой России (ГЛОНАСС) и глобальной системой позиционирования США (Global Positioning System - GPS). К ГЛОНАСС/GPS приемнику 4 подключена совмещенная ГЛОНАСС/GPS антенна 5, которая принимает сигналы от двух СНС ГЛОНАСС и GPS.
Кроме того, НТС 1 содержит порт ввода-вывода 7 и блок электропитания 6, который соединен с устройством беспроводной приемопере-дачи данных Bluetooth 2 и ГЛОНАСС/GPS приемником 4.
Заявленный НТС 1 работает следующим образом.
Сигналы от двух СНС ГЛОНАСС (Россия) и GPS(CUIA) 9 непрерывно поступают на совмещенную ГЛОНАСС/GPS антенну 5, далее через разъем подключения антенны (на чертеже не показано) в ГЛО-HACC/GPS приемник 4.
Здесь необходимо отметить, что совмещенный ГЛОНАСС/GPS приемник 4 состоит из аналоговой и цифровой части (на чертеже не показано). Совмещенный ГЛОНАСС/GPS приемник 4 предназначен для приема сигналов спутниковых систем навигации ГЛОНАСС (частотные литеры - от -7 до +12, сигнал стандартной точности) и GPS (сигнал С/А). В аналоговой части (RF Front End - FE) ГЛОНАСС/GPS приемника 4 (на чертеже не показано) производится фильтрация и усиление входных сигналов, а также их оцифровка. Аналоговая часть ГЛОНАСС/GPS приемника 4 (на чертеже не показано) построена по схеме супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты. Частоты гетеродинов формируются из частоты опорного кварцевого генератора методом косвенного синтеза (на чертеже не показано) с использованием петли фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Выходные сигналы аналоговой части ГЛОНАСС/GPS приемника 4 (на чертеже не показано) - это бинарные
отсчеты сигналов второй промежуточной частоты (ПЧ) ГЛОНАСС и GPS, сигнал тактовой частоты 61 МГц, сигнал индикации захвата ФАПЧ.
В цифровой части ГЛОНАСС/GPS приемника 4 (на чертеже не показано) производится дальнейшая (аппаратная и программная) цифровая обработка сигналов. В состав цифровой части ГЛОНАСС/GPS приемника 4 (на чертеже не показано) входят сверхбольшая интегральная схема (СБИС) "16-канальный коррелятор", процессор, память (FLASH ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).
Необходимо отметить, что входящая в состав цифровой части ГЛОНАСС/GPS приемника 4 (на чертеже не показано) СБИС "16-канальный коррелятор" имеет рабочую тактовую частоту 30,5 МГц и содержит 16 корреляционных каналов; сдвоенный приемопередатчик (DUART) типа RS-232 с FIFO объемом 16х8 бит; формирователь секундной метки времени 1PPS; часы реального времени (RTC), а также формирователи сигнала прерывания INT1 и шкалы времени (на чертеже не показаны).
Принятые данные ГЛОНАСС/GPS приемник 4 передает в встроенный микроконтроллер (на чертеже не показано) устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth 3, который анализирует полученные координаты геодезических пунктов. Координаты геодезических пунктов передаются в устройство беспроводной приемопередачи данных Bluetooth 3 и далее через разъем подключения антенны (на чертеже не показано) передаются на антенну устройство беспроводной приемопередачи данных Bluetooth 2, далее данные передаются на смартфон или мобильный (сотовый) телефон 8.
Порт ввода-вывода 7, предназначен для коммутации с источником электропитания и персональным компьютером (на чертеже не показано). Электропитание терминала 1 может осуществляться от блока электропитания 6, в качестве которого может выступать аккумуляторная батарея
(на чертеже не показано), или внешнего источника, подключенного к порту внешнего электропитания, который находится в порту ввода-вывода 7. Напряжение для электропитания терминала 1 подается от блока электропитания 6, через который происходит электропитание всех элементов устройства: ГЛОНАСС/GPS приемника 4 и устройство беспроводной приемопередачи данных Bluetooth 3.
Наличие в НТС 1 двухсистемного ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) приемника 4 позволяет одновременно принимать спутниковые навигационные сигналы от двух СНС, тем самым решая задачу полезной модели: повышение достоверности приема спутниковых навигационных данных от двух спутниковых навигационных систем (СНС) ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США). Введение в НТС 1 антенны устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth 2, устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth 3 и перераспределение функций между элементами НТС 1 позволяет повысить надежность передачи навигационных данных.
Изготовление НТС 1, изображенного на фиг.1, осуществляют из типовых радиоэлектронных компонентов (РЭК). РЭК могут быть: совмещенный СНП ГЛОНАСС/GPS приемник 4, например, СНП TFAG50 или "ГАЛС-001" разработанных ФГУП НИИМА "ПРОГРЕСС", устройство беспроводной приемопередачи данных Bluetooth 3, например, WML-С19 компании MITSUMI. Все остальные элементы - типовые РЭК.
Опытные образцы НТС 1 изготовлены. Испытания показали, что они соответствует требованиям средств измерений GPS/ГЛОНАСС приемников.
Навигационный терминал связи, содержащий совмещенный ГЛОНАСС/GPS приемник, выполненный с возможностью одновременной работы с глобальной навигационной спутниковой системой России (ГЛОНАСС) и глобальной системой позиционирования США (Global Positioning System - GPS), совмещенную ГЛОНАСС/GPS антенну, отличающийся тем, что содержит устройство беспроводной приемопередачи данных Bluetooth, антенну устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth, которая предназначена для приемопередачи данных внешнему устройству беспроводной приемопередачи данных Bluetooth, при этом выход антенны устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth соединен с первым входом устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом ГЛОНАСС/GPS модуля, второй вход ГЛОНАСС/GPS модуля соединен с выходом ГЛОНАСС/GPS антенны, при этом третий вход устройства беспроводной приемопередачи данных Bluetooth соединен с первым выходом блока электропитания, третий вход ГЛОНАСС/GPS модуля соединен со вторым выходом блока электропитания, третий вход которого соединен с выходом порта ввода-вывода, предназначенного для подключения внешнего электропитания и ввода данных.
