北斗/GPS接收机设计与实现
发布时间：2021-04-14 10:19
一直以来,政府大力投入资金和人员建设卫星导航系统,因此,北斗卫星导航系统也不断地蓬勃发展。随着北斗导航系统相关技术文件的公布,中国北斗导航产业正式进入了卫星导航体系全球化的新阶段。现今,在嵌入式开发中,ARM备受关注,意法半导体公司的STM32F4系列微控制器更是因其独特的设计和服务在嵌入式开发中占有重要的地位。因此,基于STM32F4微控制器设计的实用型接收机,不仅是一种单纯的开发应用,更是为北斗系统的建设奉献一份微薄之力。本论文内容主要是设计和实现接收机硬软件平台。接收机硬件平台以意法半导体公司的STM32F4为核心控制器,根据功能需求,设计各个外设和整个硬件布局,包括各个串口通信、以太网芯片DP83848I和变压器、SD卡和USB等电路的设计。BD/GPS模块采用国产GNSS板卡,实现毫米级的RTK定位服务。软件平台采用五层结构设计,分别是应用层、数据层、组件层、系统层和硬件层。应用层对用户进行管理和提供其他管理服务；数据层完成原始数据的转换和分发工作,和监控管理各项任务；组件层完成导航数据的接收任务,并实现WEB和通信服务等；系统层整合精简的FreeRTOS系统、协议栈LwIP...
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题研究意义
1.3 课题国内外研究现状
1.4 论文主要研究内容及组织结构
1.4.1 论文主要研究内容
1.4.2 论文组织结构
第二章 GNSS高精度定位
2.1 GNSS多模定位
2.2 相对定位技术
2.2.1 相对定位原理与分类
2.2.2 RTK定位系统原理及性能特点
2.2.3 RTK载波相位差分数据处理
2.2.4 相位模糊度分解
第三章 接收机硬件设计
3.1 硬件系统框架结构
3.2 处理器芯片概述和选择
3.2.1 系统处理器需求分析
3.2.2 MCU-STM32F4的特性
3.3 北斗/GPS模块概述和选择
3.4 外围电路概述和设计
3.4.1 电源转换电路
3.4.2 以太网模块电路
3.4.3 SDHC卡电路
3.4.4 串口模块电路
3.4.5 USB接口电路
3.4.6 蓝牙模块电路
3.4.7 调试模块电路
第四章 接收机软件设计
4.1 软件系统框架设计
4.2 实时数据流发播服务
4.2.1 基于STM32F407的FreeRTOS系统移植
4.2.2 TCP多进程实现
4.3 系统文件的SD卡存储
4.3.1 SD卡的操作过程
4.3.2 FatFs文件系统
4.4 系统通信协议概况
4.4.1 LwIP API实现
4.4.2 Web服务器和HTTP协议概述
4.5 接收机数据流解码和转换
4.5.1 RINEX格式文件
4.5.2 RINEX格式转换和实现
4.6 Web网页登录认证和RINEX数据文件下载
4.6.1 Web网页登录认证
4.6.2 RINEX数据文件下载
4.7 蓝牙模块系统应用
第五章 系统测试
5.1 硬件测试
5.2 软件测试
5.2.1 导航数据接收
5.2.2 RINEX数据LOG存储测试
5.2.3 WEB下载服务测试
5.2.4 TCP服务测试
第六章 总结和展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cookie应用与个人信息安全研究[J]. 陈晓华. 信息与电脑(理论版). 2012(05)
[2]RTK定位技术在测绘中的应用[J]. 郑光明. 科技创新与应用. 2012(05)
[3]STM32 F4系列凭借高性能征战高端微控制器市场[J]. 韩霜. 世界电子元器件. 2011(10)
[4]意法STM32系列微控制器力推“F4”[J]. 于博. 中国电子商情(基础电子). 2011(10)
[5]RTK（GPS）定位技术在矿山测量中的应用[J]. 李东红. 科技信息. 2011(09)
[6]北斗系统及GNSS多星座组合导航性能研究[J]. 曾庆化,刘建业,胡倩倩,杨迪. 全球定位系统. 2011(01)
[7]GPS接收机（OEM）二进制文件向RINEX文件的转换[J]. 孟祥广,郭际明. 测绘工程. 2009(05)
[8]GPS、Galileo及其组合系统导航定位的DOP值分析[J]. 王泽民,孟泱,伍岳,梁树军. 武汉大学学报(信息科学版). 2006(01)
[9]GPS观测数据格式转换研究[J]. 王腾军,王卫,崔建军. 地球科学与环境学报. 2000(03)
硕士论文
[1]基于Cortex-M3的嵌入式WEB服务器监控系统的设计与实现[D]. 林笑君.太原理工大学 2013
[2]嵌入式实时操作系统FreeRTOS的内核研究[D]. 张龙彪.昆明理工大学 2013
[3]基于STM32F4的RS485通讯管理机的研究[D]. 孟丽华.河北工业大学 2012
本文编号：3137142
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题研究意义
1.3 课题国内外研究现状
1.4 论文主要研究内容及组织结构
1.4.1 论文主要研究内容
1.4.2 论文组织结构
第二章 GNSS高精度定位
2.1 GNSS多模定位
2.2 相对定位技术
2.2.1 相对定位原理与分类
2.2.2 RTK定位系统原理及性能特点
2.2.3 RTK载波相位差分数据处理
2.2.4 相位模糊度分解
第三章 接收机硬件设计
3.1 硬件系统框架结构
3.2 处理器芯片概述和选择
3.2.1 系统处理器需求分析
3.2.2 MCU-STM32F4的特性
3.3 北斗/GPS模块概述和选择
3.4 外围电路概述和设计
3.4.1 电源转换电路
3.4.2 以太网模块电路
3.4.3 SDHC卡电路
3.4.4 串口模块电路
3.4.5 USB接口电路
3.4.6 蓝牙模块电路
3.4.7 调试模块电路
第四章 接收机软件设计
4.1 软件系统框架设计
4.2 实时数据流发播服务
4.2.1 基于STM32F407的FreeRTOS系统移植
4.2.2 TCP多进程实现
4.3 系统文件的SD卡存储
4.3.1 SD卡的操作过程
4.3.2 FatFs文件系统
4.4 系统通信协议概况
4.4.1 LwIP API实现
4.4.2 Web服务器和HTTP协议概述
4.5 接收机数据流解码和转换
4.5.1 RINEX格式文件
4.5.2 RINEX格式转换和实现
4.6 Web网页登录认证和RINEX数据文件下载
4.6.1 Web网页登录认证
4.6.2 RINEX数据文件下载
4.7 蓝牙模块系统应用
第五章 系统测试
5.1 硬件测试
5.2 软件测试
5.2.1 导航数据接收
5.2.2 RINEX数据LOG存储测试
5.2.3 WEB下载服务测试
5.2.4 TCP服务测试
第六章 总结和展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cookie应用与个人信息安全研究[J]. 陈晓华. 信息与电脑(理论版). 2012(05)
[2]RTK定位技术在测绘中的应用[J]. 郑光明. 科技创新与应用. 2012(05)
[3]STM32 F4系列凭借高性能征战高端微控制器市场[J]. 韩霜. 世界电子元器件. 2011(10)
[4]意法STM32系列微控制器力推“F4”[J]. 于博. 中国电子商情(基础电子). 2011(10)
[5]RTK（GPS）定位技术在矿山测量中的应用[J]. 李东红. 科技信息. 2011(09)
[6]北斗系统及GNSS多星座组合导航性能研究[J]. 曾庆化,刘建业,胡倩倩,杨迪. 全球定位系统. 2011(01)
[7]GPS接收机（OEM）二进制文件向RINEX文件的转换[J]. 孟祥广,郭际明. 测绘工程. 2009(05)
[8]GPS、Galileo及其组合系统导航定位的DOP值分析[J]. 王泽民,孟泱,伍岳,梁树军. 武汉大学学报(信息科学版). 2006(01)
[9]GPS观测数据格式转换研究[J]. 王腾军,王卫,崔建军. 地球科学与环境学报. 2000(03)
硕士论文
[1]基于Cortex-M3的嵌入式WEB服务器监控系统的设计与实现[D]. 林笑君.太原理工大学 2013
[2]嵌入式实时操作系统FreeRTOS的内核研究[D]. 张龙彪.昆明理工大学 2013
[3]基于STM32F4的RS485通讯管理机的研究[D]. 孟丽华.河北工业大学 2012
本文编号：3137142
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3137142.html
