一种GNSS电离层闪烁实时监测装置

一种gnss电离层闪烁实时监测装置
技术领域
1.本实用新型涉及gnss监测装置，尤其涉及一种gnss电离层闪烁实时监测装置。


背景技术：

2.电离层是影响gnss服务质量的重要因素之一，尤其是当gnss信号在穿越异常的电离层时，会使得电磁波的振幅和相位都产生随机的波动，这种现象被称为电离层闪烁。现有技术表明gnss/北斗系统性能受影响程度与电离层闪烁发生区域具有显著关系，尤其是在区域电离层闪烁严重时，北斗及其增强系统性能显著降低。提供一种能够实时监测gnss/北斗系统在电离层闪烁频发地区空域特征和gnss性能衰减指数是亟需解决的问题。


技术实现要素：

3.发明目的：本实用新型的目的是提供一种将电离层闪烁数据采集、分析、传输显示及远程监测于一体的gnss电离层闪烁实时监测装置。
4.技术方案：本实用新型所述的一种gnss电离层闪烁实时监测装置，包括gnss一体机以及一体设于gnss一体机前端的显示器；所述gnss一体机内集成有控制模块以及与控制模块连接的数据采集模块；所述数据采集模块捕获、跟踪、定位解算gnss射频信号并通过数据传输通道传输数据信息至控制模块；所述控制模块接收gnss信号数据计算电离层闪烁级别与指数强度数据并通过显示器显示，或通过通信模块传输至电离层闪烁监测云平台。
5.优选的，所述数据采集模块包括集成在控制模块上的gnss定位模块以及设于gnss一体机一侧的gnss天线，所述gnss定位模块通过mcx连接器与gnss天线通讯连接。
6.优选的，所述数据传输通道包括用于传输载波相位信息的com1通道和用于传输信号强度信息的com2通道。
7.优选的，所述通信模块包括无线通讯模块和以太网线路。
8.优选的，所述无线通讯模块为蓝牙模组、wifi模组、4/5g模组、射频模组之一或组合。
9.优选的，所述gnss一体机一侧设有与以太网线路连接的rj45端口。
10.优选的，所述gnss一体机侧壁设有与控制模块电性连接的电源接口、microusb接口。
11.优选的，所述gnss一体机侧壁设有与控制模块电性连接的usb端口。
12.优选的，所述显示器背侧设有散热器。
13.有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：结构紧凑，集数据采集、分析、传输显示及远程监测于一体，抗干扰能力强，可便捷实现对gnss电离层闪烁数据监测，提高监测效率。
附图说明
14.图1是本实用新型装置的结构流程图；
15.图2是本实用新型装置的数据传输处理流程图；
16.图3是本实用新型装置的后侧立体结构示意图；
17.图4是本实用新型装置的前侧立体结构示意图；
18.图5是图3中仰视图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
20.如图1-5所示，本实用新型的一种gnss电离层闪烁实时监测装置，包括gnss一体机5以及外接于gnss一体机的显示器10。gnss一体机5内设有控制模块3，控制模块3包括集成在m6y2c核心板上的arm，其采用cortex-a7处理器；数据采集模块1包括集成在主板上且与arm核心板连接的gnss定位模块12以及gnss一体机5一侧的gnss天线11，gnss定位模块12通过mcx连接器与gnss天线11通讯连接；gnss定位模块核心采用sinognss-k803定位板卡，拥有多模多频高精度定位功能，且抗干扰能力强，在gnss信号通过不规则电离层时，可有效避免由于相位和幅度发生快速随机起伏造成的相位失锁和码失锁。arm核心板接收gnss信号数据并计算电离层闪烁级别与指数强度数据，计算数据：包括电离层总电子量tec值及其变化率标准偏差roti、电离层幅度闪烁指数s4、电离层相位闪烁指数φ
rms
以及卫星信号的载噪比c/no， 关于电离层闪烁数据计算均为现有技术再次不作赘述。电离层闪烁强度、指数数据可通过显示器10显示。
21.gnss天线可捕获、跟踪gnss射频信号并通过gnss定位模块12定位解算gnss射频信号，结算后的数据信息包括载波相位信息和信号强度信息。数据传输通道2包括com1通道21和com2通道22，com1通道21用于传输载波相位信息，com2通道22用于传输信号强度信息，数据传输通道2通过不同的数据通道传输数据信息至arm核心板。
22.控制模块连接有通信模块4，通信模块4包括无线通讯模块41和以太网线路42。无线通讯模块41为蓝牙模组、wifi模组、4/5g模组、射频模组之一或组合，无线通讯模块41可以采用mini pcie接口与控制模块主板连接，支持多种无线传输方式。gnss一体机5一侧设有与以太网线路连接的rj45端口7，gnss一体机可通过rj45端口与外接设备连接。通信模块4可将控制模块测得数据信息传输至电离层闪烁监测云平台14，以便于远程监测控制。
23.gnss一体机5和显示器10通过12v外接电源供电，gnss一体机5四周设有电源接口8、microusb接口9，电源接口8可通过适配器与市电220v连接；或可通过microusb接口9与外置蓄电池连接。该种设置的供电方式可满足gnss电离层闪烁监测装置在不同场景下的使用；采用外供电方式，可减少内置电源对监测信号的干扰，提高设备的稳定性。
24.gnss一体机四周还设有与控制模块3电性连接的usb端口6，usb端口可便于对监测数据的拷贝。显示器10背侧相对设有两组散热器13，通过散热器可为设备降温。
25.本实用新型的工作原理或工作方法：
26.工作时，数据采集模块1中gnss天线捕获、跟踪gnss射频信号，gnss定位模块定位解算gnss射频信号并通过数据传输通道2传输数据信息至控制模块3中的arm核心板，arm核心板接收gnss信号数据计算电离层闪烁级别与指数强度数据，可通过显示器进行数字显示，或者通过通信模块4传输至远程控制端的电离层闪烁监测云平台；电离层闪烁监测云平台14接收电离层闪烁强度、指数数据并通过远程监测。


技术特征：
1.一种gnss电离层闪烁实时监测装置，其特征在于，包括gnss一体机（5）以及外接于gnss一体机的显示器（10）；所述gnss一体机（5）内集成有控制模块（3）以及与控制模块连接的数据采集模块（1）；所述数据采集模块（1）捕获、跟踪、定位解算gnss射频信号并通过数据传输通道（2）传输数据信息至控制模块（3）；所述控制模块（3）接收gnss信号数据计算电离层闪烁级别与指数强度数据并通过显示器（10）显示和/或通过通信模块（4）传输至电离层闪烁监测云平台（14）。2.根据权利要求1所述的gnss电离层闪烁实时监测装置，其特征在于，所述数据采集模块（1）包括集成在控制模块上的gnss定位模块（12）以及设于gnss一体机（5）一侧的gnss天线（11），所述gnss定位模块（12）通过mcx连接器与gnss天线（11）通讯连接。3.根据权利要求1所述的gnss电离层闪烁实时监测装置，其特征在于，所述数据传输通道（2）包括用于传输载波相位信息的com1通道（21）和用于传输信号强度信息的com2通道（22）。4.根据权利要求1所述的gnss电离层闪烁实时监测装置，其特征在于，所述通信模块（4）包括无线通讯模块（41）和以太网线路（42）。5.根据权利要求4所述的gnss电离层闪烁实时监测装置，其特征在于，所述无线通讯模块（41）为蓝牙模组、wifi模组、4/5g模组、射频模组之一或组合。6.根据权利要求4所述的gnss电离层闪烁实时监测装置，其特征在于，所述gnss一体机（5）一侧设有与以太网线路连接的rj45端口（7）。7.根据权利要求1所述的gnss电离层闪烁实时监测装置，其特征在于，所述gnss一体机（5）侧壁设有与控制模块（3）电性连接的电源接口（8）、microusb接口（9）。8.根据权利要求1所述的gnss电离层闪烁实时监测装置，其特征在于，所述gnss一体机（5）侧壁设有与控制模块（3）电性连接的usb端口（6）。9.根据权利要求1所述的gnss电离层闪烁实时监测装置，其特征在于，所述显示器（10）背侧设有散热器（13）。

技术总结
本实用新型公开了一种GNSS电离层闪烁实时监测装置，包括GNSS一体机以及一体设于GNSS一体机前端的显示器；所述GNSS一体机内集成有控制模块以及与控制模块连接的数据采集模块；所述数据采集模块捕获、跟踪、定位解算GNSS射频信号并通过数据传输通道传输数据信息至控制模块；所述控制模块接收GNSS信号数据计算电离层闪烁级别与指数强度数据并通过显示器显示，或通过通信模块传输至电离层闪烁监测云平台。本实用新型结构紧凑，集数据采集、分析、传输显示及远程监测于一体，抗干扰能力强，可便捷实现对GNSS电离层闪烁数据监测，提高监测效率。率。率。


技术研发人员：张盛 柯福阳 明璐璐
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：2022.08.10
技术公布日：2022/12/23