隨著我國北斗衛星(xing)(xing)導(dao)航產(chan)業的(de)發展(zhan)，許多(duo)院(yuan)校已(yi)經認識到(dao)掌握衛星(xing)(xing)導(dao)航相(xiang)關(guan)知(zhi)識的(de)重要性，相(xiang)繼開(kai)設了衛星(xing)(xing)導(dao)航相(xiang)關(guan)專業課(ke)(ke)(ke)程。但(dan)由于涉及(ji)到(dao)的(de)相(xiang)關(guan)知(zhi)識比(bi)較多(duo)，包括無線通(tong)信、射頻、電(dian)子電(dian)路、計算機原理(li)(li)、基(ji)(ji)帶算法、地理(li)(li)信息(xi)等課(ke)(ke)(ke)程，課(ke)(ke)(ke)程中(zhong)的(de)知(zhi)識相(xiang)對(dui)都(dou)比(bi)較抽象，學習和理(li)(li)解起來會相(xiang)對(dui)枯燥而(er)吃力。BGE2200A北斗/GPS綜合實(shi)驗(yan)系統為學生提(ti)供開(kai)放式的(de)實(shi)驗(yan)平臺，使(shi)學生在真實(shi)設備、真實(shi)衛星(xing)(xing)信號環境下，親自(zi)動手進行(xing)實(shi)驗(yan)和編程，真正的(de)了解衛星(xing)(xing)導(dao)航原理(li)(li)和實(shi)現，為今后工作奠定理(li)(li)論基(ji)(ji)礎、積累實(shi)踐經驗(yan)。
系統功能：
BGE2200A北斗/GPS綜合實驗系統除衛星導航定位、授時等基本功能外，還設計了慣性測量組合及通訊等模塊，適用于通信、電子、信息、計算機、測量測繪、自動控制、導航、遙控遙測、環境監測、交通運輸、城市規劃、物聯網等專業的相關教學實驗和實訓使用。
BGE220A綜(zong)合實(shi)驗平(ping)臺，為學(xue)生(sheng)提供(gong)開放式的實(shi)驗環境，使學(xue)生(sheng)在真實(shi)設備、真實(shi)衛(wei)星(xing)信號(hao)環境下，親自動手進行實(shi)驗和編程，理解(jie)單向測距(ju)原(yuan)理，掌握(wo)(wo)(wo)GPS測量誤差和信號(hao)傳(chuan)輸誤差特(te)性，掌握(wo)(wo)(wo)實(shi)時GPS衛(wei)星(xing)軌道計算方法，理解(jie)DOP的物(wu)(wu)理意(yi)(yi)義、掌握(wo)(wo)(wo)其計算方法及應(ying)用特(te)性，掌握(wo)(wo)(wo)GPS衛(wei)星(xing)位(wei)(wei)置及Doppler頻移的預測方法等接(jie)收(shou)機核心技術，理解(jie)慣導(dao)器(qi)件組成，以及工(gong)作(zuo)原(yuan)理和特(te)性，同(tong)時與衛(wei)星(xing)導(dao)航(hang)定位(wei)(wei)進行組合定位(wei)(wei)的意(yi)(yi)義，掌握(wo)(wo)(wo)GPRS的工(gong)作(zuo)原(yuan)理，理解(jie)無線通訊(xun)在未來物(wu)(wu)聯網等領(ling)域應(ying)用的實(shi)際意(yi)(yi)義。
通過實驗，使學生(sheng)加深對GNSS、慣導(dao)(dao)、GPRS系統(tong)結構、工作原理、工作過程的(de)(de)理解，掌握(wo)GNSS接收機(ji)核心(xin)算(suan)法(fa)和導(dao)(dao)航(hang)解算(suan)過程。提供開(kai)(kai)源代碼程序(xu)，讓學生(sheng)更深入的(de)(de)理解和掌握(wo)衛星(xing)導(dao)(dao)航(hang)算(suan)法(fa)中(zhong)的(de)(de)精髓，同時也是為一些二次開(kai)(kai)發提供了算(suan)法(fa)支持。
系統(tong)配置：
實驗(yan)箱內置主要組件
◆ GNSS天線： 用(yong)于(yu)接收北斗/GPS衛星信(xin)號；
◆ GNSS接收板： 用于對GPS和北(bei)斗衛星(xing)信(xin)號進行實時(shi)基帶(dai)信(xin)號處理(li)，并提供(gong)相(xiang)應的原始數據，為各(ge)種教學(xue)實驗做準備；
◆ GPRS模塊及天(tian)線： 用于(yu)提(ti)供(gong) GSM 信息收發功能；
◆ 藍牙模(mo)塊(kuai)： 用于和安(an)卓平板電(dian)腦或手機(ji)通(tong)訊；
◆ 慣導(dao)組(zu)件(jian)： 用于提供(gong)慣性原(yuan)始(shi)數據及載體(ti)姿態信息；
◆ 控(kong)制器： 用于(yu)通訊(xun)與協調等；
◆ 觸摸顯示(shi)屏： 用于實(shi)(shi)驗(yan)功能切換、顯示(shi)實(shi)(shi)驗(yan)數據及結果等(deng)功能。.
外部(bu)配(pei)置組件
◆ 安卓平(ping)(ping)板電腦： 用于(yu)顯示平(ping)(ping)臺提供的(de)解算結果(guo)，比如 GPS 定位，北(bei)斗定位結果(guo)，載體姿態測量結果(guo)等；
◆ 通用(yong)計算機系統： 用(yong)于實(shi)驗平臺軟件運行(xing)，完(wan)成解算、顯示、仿真等(deng)操作(zuo)（選購）；
◆ 433M無(wu)線(xian)電臺： 用于接(jie)收發送差分(fen)信(xin)號和通訊；
◆ GNSS衛星(xing)信號轉發(fa)器： 用于轉發(fa)放大外部GNSS接收(shou)天線(xian)的衛星(xing)信號；
◆ GNSS衛(wei)星(xing)信號模(mo)擬器(qi)： 用(yong)于模(mo)擬衛(wei)星(xing)信號（選購）；
◆ GNSS參考基準站(zhan)： 用于(yu)提(ti)供RTCM2.3和RTCM3.0差分(fen)信號(hao)。
軟件(jian)界面：C語言編寫的(de)北斗GPS軟件(jian)應用界(jie)面
實驗箱技術指標和(he)參數(shu)：
1、GNSS天(tian)線(xian)：用于接收(shou)多模多頻(pin)衛(wei)星(xing)信號；GPS L1/L2、GLONASS L1/L2、BDS B1/B2/B3
2、GNSS接收板卡：提供衛星基帶信(xin)號處理、原始數(shu)據及(ji)標準語(yu)句等；
單點(dian)定位精度：1.5m （RMS）；
SBAS精度：0.6m （RMS）；
差(cha)分(fen)定位精度：0.02 m （RMS）
授(shou)時精度： 20ns
信號跟蹤： 冷啟(qi)動：<50s ；
溫(wen)啟動(dong)：<30s ； 熱啟動(dong)：<15s ；
信號重捕獲 ：<2s
GNSS差分定(ding)位≤0.02米
3、GPRS模塊：提供 GSM 信(xin)息收發功能(neng)；
工(gong)作頻(pin)率(lv)：GSM850M、EGSM900M、DCS1800M、PCS1900M，自動搜(sou)索(suo)
SIM卡接(jie)口：支持(chi)1.8/3V SIM卡
發射功率：2W（GSM850M、EGSM900M）1W（DCS1800M、PCS1900M）
內置(zhi)天線
4、無線(xian)電臺模塊：接收差分數(shu)據；工作頻率433M，發射功率1W，波特率9600bps，
5、藍牙模塊：連接(jie)平板電腦或移動設備，如(ru)手機等；
符合標準IEEE802.15，工作(zuo)頻率2.4GHz，帶寬為1Mb/s。
6、慣導(dao)測(ce)(ce)量單(dan)元：提供慣性測(ce)(ce)量原始數據及載(zai)體姿態信息；
速率陀(tuo)螺測量范圍(wei)： ±2000°/sec
速率陀螺零偏穩定性(xing)：±0.2°/sec
加速度計測量(liang)范(fan)圍(wei)：±2g
加速度(du)計零偏穩定性：±0.003 (±2g)g
加速(su)度計非線(xian)性：0.2 %
7、控(kong)(kong)制(zhi)器：實(shi)驗箱主控(kong)(kong)制(zhi)測(ce)量設備；
32位(wei)Cortex-M3內核+高(gao)速FPGA
8、觸摸(mo)顯示屏：實驗功(gong)能切換(huan)、顯示實驗數據(ju)及結果等；
5寸電容式(shi)觸摸屏；
FPGA純硬件讀寫刷屏(ping)；
16位真彩(cai)色RGB顯示（64K）；
9、電源及接口：
電源電壓：12VDC
負載電(dian)流：<2A
其它配(pei)置設備（實驗箱之外的配(pei)置）
1、高精度(du)GNSS天線：用于接收多模多頻(pin)衛星(xing)信號；
增益32dB
GPS L1/L2；GLONASS G1/G2；BEIDOU2 B1/B2/B3；GALILEO E1
2、GNSS衛(wei)星信號(hao)轉發(fa)器：轉發(fa)放(fang)大外(wai)部(bu)GNSS接(jie)收天(tian)線的衛(wei)星信號(hao)。
接收(shou)和發射頻率：GPS :L1:1575.42±10MHz；L2: 1227.60±10MHz；
GLONASS:L1:1602±10MHz；BD2:B1:1561.098±10MHz；B2:1207.14 MHz±10MHz；B3: 1268.52
MHz±10MHz；
駐(zhu)波(bo)：≤1.5：1
噪聲系數：≤1.5dB
接收(shou)電路增益：32±2dB
發射電路增益：26±2dB
極(ji)化方式(shi)：右(you)旋圓極(ji)化
電壓：12VDC
電流：≤100mA
電纜線(xian)長度：30M（可變）
3、GNSS參考基準站：向實(shi)驗箱(xiang)提供差(cha)分信號，配合高精度定位實(shi)驗。
信號跟蹤：120通(tong)道，GPS L1C/A碼L1/L2 P碼， BDS B1/B2 I支路C碼 GLONASS L1；SBAS:
WAAS,EGNOS,MSAS；Galileo可選
精(jing)度(du)指標(biao)（GNSS）：定位精(jing)度(du)：水平(ping)：±(2.5 +1×10-6×D)mm，垂直：±(5 + 1×10-
6×D)mm
RTK初(chu)始化：時間(jian)<10s ，初(chu)始化可靠性 > 99.9%
冷啟(qi)(qi)(qi)動：<50s ； 溫(wen)啟(qi)(qi)(qi)動：<30s ； 熱啟(qi)(qi)(qi)動：<15s ；信號重捕獲 ：<2s
數據格式(shi)：CMR/CMR+，RTCM2.3，RTCM3.x 等；
射頻接口：TNC
電源電壓(ya)：12V
通訊接口：RS232(可轉接標準(zhun)以太(tai)網)
數據更新率：差分數據輸出：1Hz
4、安卓平板電(dian)腦(nao)：顯示測量(liang)數據、實驗界面及(ji)解算結果等。
5、通用計算(suan)機系統：用于(yu)實驗(yan)平(ping)臺軟件運行(xing)，完成(cheng)。
基本實驗：
實驗一 空(kong)間衛星觀測
實驗二 北斗/GPS數據采集與(yu)解析
實(shi)驗(yan)三 實(shi)時衛星坐標計算
實驗四 接(jie)收機高精度定位和測(ce)速
實(shi)驗五 定位(wei)精(jing)度因子(zi) DOP 值(zhi)
實驗六 電離層、對流(liu)層、時鐘(zhong)誤(wu)差(cha)計算(suan)
實驗(yan)七 載體(ti)慣性姿態(tai)測量(liang)
實(shi)(shi)驗八 GSM 實(shi)(shi)驗
擴展實(shi)驗：
實(shi)驗(yan)一 計算北斗/GPS衛星三維位置
實驗二 計(ji)算衛星(xing)信號多普勒頻率
實驗三 計(ji)算衛星信號經過電離層/大氣層產(chan)生(sheng)的延時誤差
實驗四 計算導航(hang)定位幾(ji)何(he)精(jing)度因子
實驗(yan)五 預測可視衛星在軌道上(shang)的位置和多普勒頻移(yi)
實驗六 計(ji)算接(jie)收機ECEF坐(zuo)標系內的位置(zhi)、時間
實驗七 ECEF坐(zuo)標系與(yu)WGS84坐(zuo)標系坐(zuo)標變(bian)換編程(cheng)實驗
實(shi)驗八 UTC時間與本地時間變換編(bian)程(cheng)實(shi)驗
增強(qiang)實驗：
實驗一(yi) 計算機(ji)平(ping)臺(tai)應用程(cheng)序開發(fa)實驗
實(shi)驗(yan)二 安卓平(ping)臺APP開發實(shi)驗(yan)
實驗(yan)三 通信模塊應用實驗(yan)（無線電臺/GPRS）
實驗(yan)四 差分(fen)站通信及差分(fen)信息(xi)獲取實驗(yan)
實驗(yan)五(wu) 高精(jing)度RTK定位實驗(yan)
實驗六 GNSS-INS組合導航基礎實驗
實驗(yan)(yan)七 定位(wei)結(jie)果分析與(yu)比較實驗(yan)(yan)
