北斗/GPS***导航综合实验平台通过实验揭示北斗/GPS接收机内部核心技术大中专院校***导航类实验室***工具一、概述随着我国北斗***导航产业的发展，许多院校已经认识到掌握***导航相关知识的重要性，相继开设了***导航相关***课程。但由于涉及到的相关知识比较多，包括无线通信、射频、电子电路、计算机原理、基带算法、地理信息等课程，课程中的知识相对都比较抽象，学习和理解起来会相对枯燥而吃力。BGE2200A北斗/GPS综合实验系统为学生提供开放式的实验平台，使学生在真实设备、真实***信号环境下，亲自动手进行实验和编程，真正的了解***导航原理和实现，为今后工作奠定理论基础、积累实践经验。二、系统功能BGE2200A北斗/GPS综合实验箱除***导航***、授时等基本功能外，还设计了惯性测量组合及通讯等模块，适用于通信、电子、信息、测量测绘、自动控制、导航、环境监测、交通运输、城市规划、物联网等***的相关教学实验和实训使用。BGE220A综合实验平台，为学生提供开放式的实验环境，使学生在真实设备、真实***信号环境下，亲自动手进行实验和编程，理解单向测距原理，掌握GPS测量误差和信号传输误差特性，掌握实时GPS***轨道计算方法，理解DOP的物理意义、掌握其计算方法及应用特性，掌握GPS***位置及Doppler频移的预测方法等接收机核心技术，理解惯导器件组成，以及工作原理和特性，同时与***导航***进行组合***的意义，掌握GPRS的工作原理，理解无线通讯在未来物联网等领域应用的实际意义。通过实验，使学生加深对GNSS、惯导、GPRS系统结构、工作原理、工作过程的理解，掌握GNSS接收机核心算法和导航解算过程。提供开源代码程序，让学生更深入的理解和掌握***导航算法中的精髓，同时也是为一些二次开发提供了算法支持。三、系统配置1.实验箱内置主要组件◆GNSS天线：用于接收北斗/GPS***信号；◆GNSS接收板：用于对GPS和北斗***信号进行实时基带信号处理，并提供相应的原始数据，为各种教学实验做准备；◆GPRS模块及天线：用于提供G***信息收发功能；◆蓝牙模块：用于和安卓平板电脑或手机通讯；◆惯导组件：用于提供惯性原始数据及载体姿态信息；◆控制器：用于通讯与协调等；◆触摸显示屏：用于实验功能切换、显示实验数据及结果等功能。.2.外部配置组件◆安卓平板电脑：用于显示平台提供的解算结果，比如GPS***，北斗***结果，载体姿态测量结果等；◆通用计算机系统：用于实验平台软件运行，完成解算、显示、仿真等操作（选购）；◆433M无线电台：用于接收发送差分信号和通讯；◆GNSS***信号转发器：用于转发放大外部GNSS接收天线的***信号；◆GNSS***信号模拟器：用于模拟***信号（选购）；◆GNSS参考基准站：用于提供RTCM2.3和RTCM3.0差分信号。4.实验箱技术指标和参数：1GNSS天线：用于接收多模多频***信号；GPSL1/L2、GLONASSL1/L2、BDSB1/B2/B32GNSS接收板卡：提供***基带信号处理、原始数据及标准语句等；?单点***精度：1.5m（RMS）；?SBAS精度：0.6m（RMS）；?差分***精度：0.02m（RMS）?授时精度：20ns?信号跟踪：冷启动：<50s；?温启动：<30s；热启动：<15s；?信号重捕获：<2s?GNSS差分***≤0.02米3GPRS模块：提供G***信息收发功能；?工作频率：G***850M、EG***900M、DCS1800M、PCS1900M，自动搜索?SIM卡接口：支持1.8/3VSIM卡?发射功率：2W（G***850M、EG***900M）1W（DCS1800M、PCS1900M）?内置天线4无线电台模块：接收差分数据；工作频率433M，发射功率1W，波特率9600bps，5蓝牙模块：连接平板电脑或移动设备，如手机等；符合标准IEEE802.15，工作频率2.4GHz，带宽为1Mb/s。6惯导测量单元：提供惯性测量原始数据及载体姿态信息；?速率陀螺测量范围：&plu***n;2000°/sec?速率陀螺零偏稳定性：&plu***n;0.2°/sec?加速度计测量范围：&plu***n;2g?加速度计零偏稳定性：&plu***n;0.003(&plu***n;2g)g?加速度计非线性：0.2%7控制器：实验箱主控制测量设备；32位Cortex-M3内核+高速FPGA8触摸显示屏：实验功能切换、显示实验数据及结果等；?5寸电容式触摸屏；?FPGA纯硬件读写刷屏；?16位真彩色RGB显示（64K）；9电源及接口：?电源电压：12VDC?负载电流：<2A其它配置设备（实验箱之外的配置）1高精度GNSS天线：用于接收多模多频***信号；?增益32dB?GPSL1/L2；GLONASSG1/G2；BEIDOU2B1/B2/B3；GALILEOE12GNSS***信号转发器：转发放大外部GNSS接收天线的***信号。?接收和发射频率：GPS:L1:1575.42&plu***n;10MHz；L2:1227.60&plu***n;10MHz；GLONASS:L1:1602&plu***n;10MHz；BD2:B1:1561.098&plu***n;10MHz；B2:1207.14MHz&plu***n;10MHz；B3:1268.52MHz&plu***n;10MHz；?驻波：≤1.5：1?噪声系数：≤1.5dB?接收电路增益：32&plu***n;2dB?发射电路增益：26&plu***n;2dB?极化方式：右旋圆极化?电压：12VDC?电流：≤100mA?电缆线长度：30M（可变）3GNSS参考基准站：向实验箱提供差分信号，配合高精度***实验。?信号跟踪：120通道，GPSL1C/A码L1/L2P码，BDSB1/B2I支路C码GLONASSL1；SBAS:WAAS,EGNOS,MSAS；Galileo可选?精度指标（GNSS）：***精度：水平：&plu***n;(2.5+1×10-6×D)mm，垂直：&plu***n;(5+1×10-6×D)mm?RTK初始化：时间99.9%?冷启动：<50s；温启动：<30s；热启动：<15s；信号重捕获：<2s?数据格式：CMR/CMR+，RTCM2.3，RTCM3.x等；?射频接口：TNC?电源电压：12V?通讯接口：RS232(可转接标准以太网)?数据更新率：差分数据输出：1Hz4安卓平板电脑：显示测量数据、实验界面及解算结果等。5通用计算机系统：用于实验平台软件运行，完成五、北斗GPS***导航教学实验箱实验内容：1.基本实验实验一空间***观测实验二北斗/GPS数据采集与解析实验三实时***坐标计算实验四接收机高精度***和测速实验五***精度因子DOP值实验六电离层、对流层、时钟误差计算实验七载体惯性姿态测量实验八G***实验2.扩展实验实验一计算北斗/GPS***三维位置实验二计算***信号***频率实验三计算***信号经过电离层/大气层产生的***误差实验四计算导航***几何精度因子实验五预测可视***在轨道上的位置和***频移实验六计算接收机ECEF坐标系内的位置、时间实验七ECEF坐标系与WGS84坐标系坐标变换编程实验实验八UTC时间与本地时间变换编程实验3.增强实验实验一计算机平台应用程序开发实验实验二安卓平台APP开发实验实验三通信模块应用实验（无线电台/GPRS）实验四差分站通信及差分信息获取实验实验五高精度RTK***实验实验六GNSS-INS组合导航基础实验实验七***结果分析与比较实验六、***导航教学实验设备的安装配置配置建议：可根据经费和实验室的大小来配置实验系统套数，实验室也可以分期建设，逐步配置齐全。配置清单序号实验室配置设备型号数量备注1.1GPS/北斗综合实验平台实验箱BGE220A-I6台基础实验室1.2GPS/北斗综合实验平台实验箱BGE220A-II6台扩展型实验室1.3GPS/北斗综合实验平台实验箱BGE220A-III6台增强型实验室2.1***信号转接器基本型(单模单频)WD1011台适合普及型实验室2.2***信号转接器应用型/***型（三模八频）WD1021台适合研发型实验室3.1组合导航接收机ZH30001个研发型3.2RTK***接收机MS6001个研发型3.3双天线******测向仪SS3171个研发型4.1实验终端DL30881台电脑5.15W外置式收发1对电台YL5001套研发5.225W外置式收发1对电台3001套研发注明：学校根据教学和科研的需求，选配设备，除1.1和2.1是***基础配置外，其它根据老师的需要选配。)