基于ARM9的嵌入式GPS测量平台及应用研究

发布时间：2017-09-28 08:16

  本文关键词：基于ARM9的嵌入式GPS测量平台及应用研究

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【摘要】：本文主要围绕如何在嵌入式ARM-Linux平台下对于GPS的定位技术和姿态测量技术的应用进行展开，研究了载波相位差分方法解算基线向量的二维姿态角，通过软件程序的编写使得ARM-Linux基本可以作为一个GPS数据测量平台，可以对载体的姿态角进行测量。 本文首先介绍了GPS系统的组成、GPS定位的基本原理，GPS卫星导航电文的基本结构以及卫星坐标计算的方法。接着对GPS姿态测量技术的原理做了介绍，，主要内容包括姿态角计算中常用的坐标系，坐标系之间的转换关系和载波相位差分法测量姿态角的推导过程。 本文确定的系统总体方案是，使用优龙公司的FS2410开发板做为硬件平台，通过该平台接收和处理以LEA-6T芯片为核心的GPS接收机发送的GPS数据。搭建了嵌入式Linux应用软件环境，根据系统方案使用Qt软件完成了C++程序的编写，实现了对GPS接收机发送数据的接收和保存。然后在PC机上完成了MATAB程序的编写，实现了对卫星导航电文子帧中星历数据的解析、卫星位置计算以及使用载波相位差分法（三差）计算出了基线向量的二维姿态角。 最后，本文对最全文所做的工作做了简明扼要的总结。
【关键词】：ARM-Linux GPS 姿态角 LEA-6T
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-10
• 1.1 GPS 卫星导航系统8-9
• 1.2 本文的主要内容9-10
• 2 GPS 定位系统10-14
• 2.1 GPS 系统的组成10-12
• 2.1.1 空间部分10-11
• 2.1.2 地面控制系统11-12
• 2.1.3 用户部分12
• 2.2 GPS 信号的结构12-14
• 3 GPS 定位原理14-26
• 3.1 GPS 定位方法15-17
• 3.1.1 码相位测量定位15-16
• 3.1.2 载波相位测量定位16-17
• 3.2 GPS 定位方式17-21
• 3.2.1 GPS 绝对定位17-18
• 3.2.2 GPS 相对定位18
• 3.2.3 GPS 差分定位18-21
• 3.3 卫星位置的计算21-26
• 3.3.1 导航电文22-23
• 3.3.2 卫星位置的计算23-26
• 4 GPS 姿态测量26-36
• 4.1 GPS 坐标系26-29
• 4.1.1 大地坐标系与地心地固坐标系26-28
• 4.1.2 载体坐标系28
• 4.1.3 当地水平坐标系28-29
• 4.2 坐标系间的转换29-31
• 4.2.1 WGS-84 坐标系和 LLS 坐标系间的转换30
• 4.2.2 LLS 坐标系和 BFS 坐标系间的转换30-31
• 4.3 姿态角的解算31-34
• 4.3.1 伪距测量姿态31-32
• 4.3.2 载波测量姿态32-34
• 4.4 整周模糊度34-36
• 5 系统总体方案36-49
• 5.1 构建 Linux 根文件系统37-42
• 5.1.1 交叉编译工具链的安装38-39
• 5.1.2 构建 Linux 根文件系统39-42
• 5.2 Qt/Embedded 的安装42-43
• 5.2.1 tslib 的安装与移植42-43
• 5.2.2 Qt/Embedded 安装与移植43
• 5.3 GPS 接收机模块43-49
• 5.3.1 UBX 格式导航电文45-46
• 5.3.2 载波相位测量值46-49
• 6 程序设计49-57
• 6.1 RS-232 串口的设置50-51
• 6.2 GPS 数据的接收51-53
• 6.3 姿态角解算程序53-57
• 7 实验结果57-60
• 8 总结60-61
• 参考文献61-63
• 附录A 程序源代码63-65
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果65-66
• 致谢66-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈帅,钟先信,李晓毅,余文革,刘积学,邵小良;uClinux嵌入式系统中GPS信息的获取[J];重庆大学学报(自然科学版);2004年10期

本文编号：934753