GPS/SINS嵌入式实验平台设计

发布时间：2021-10-26 05:27

　　随着GPS和SINS的广泛应用，其研究也在不断深化。国内外学者提出了大量的实现方案和优秀算法，目前已有一些设备能够辅助完成这些算法方案的实际工程测试与验证，但由于构建验证系统的复杂性以及诸如信号模拟器、高精度导航定位仪等一些设备的高成本性，使得大多数算法方案仍停留在理论仿真阶段。本课题设计实现一套基于高性能FPGA和DSP器件的双CPU结构、GPS软件接收机和SINS导航基础算法的多功能GPS/SINS嵌入式实验平台方案，并对平台开展实验测试，以验证其软硬件性能。主要研究内容如下：（1）设计实现实验平台硬件部分，通过对流行的微处理器特点及性能比较分析，选择FPGA+DSP的双CPU结构方案，完成控制及预处理模块、数据解算模块和主要辅助模块电路方案设计，通过合理的PCB设计以及细致有序的焊接调试工作，一次性开发出可正常投入使用的嵌入式硬件平台。（2）设计实现实验平台软件部分，着重研究SINS工作原理及重要算法，选取解析式粗对准和基于卡尔曼滤波器的精对准方案，采用经典的四元数理论更新姿态矩阵，结合已有GPS软件接收机共同组成基础软件平台。（3）在实验室环境下，对实验平台开展静态测试实验。对... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

GPS软件接收机中硬件相关器的基本结构

从而改变 NCO 产生的载波状态使其与接收到的信号完全一致；而码跟踪环路实现对信号的解扩，首先复现相位与信号中码相同的本地码，并与接收到的信号相乘混频，再通过低通滤波器剥离掉信号中的扩频码。两种环路的配合最终将使得接收机对扩频信号进行完美的跟踪，并读出 GPS 信号中所携带的导航信息，图 2.4 为两者精密配合的跟踪环路原理结构图。

bip pip pepV pf g bpb Q1( )pbC pep 2.5 捷联惯导系统基本工作特点软硬件方案论证，本实验平，其具有成本低、功能完善

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]SINS/GPS组合导航滤波算法研究[D]. 龙界非.哈尔滨工业大学 2010
[2]基于ARCA3的GPS软件接收机定位解算研究[D]. 关峰.哈尔滨工业大学 2009
[3]自主式电子地图辅助导航系统的硬件平台设计[D]. 那婷.哈尔滨工程大学 2009
[4]基于DSP和FPGA导航计算机硬件电路研究与设计[D]. 杨侃.哈尔滨工程大学 2009
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[8]GALILEO接收机系统关键技术的研究与实现[D]. 刘波.哈尔滨工程大学 2006
[9]船用惯导/卫星全组合技术[D]. 周鑫.国防科学技术大学 2004
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本文编号：3458922