基于GPS/BD双模定位的航路点导航研究

发布时间：2021-02-24 21:09

　　北斗卫星导航系统是我国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统,促进了我国各个行业的发展,体现了国家的综合实力。目前北斗系统已成功应用于测绘、水利、渔业、交通运输、减灾救灾和公共安全等诸多领域。本文结合北斗卫星导航系统发展状况,选择一款GPS/BD双模定位模块设计卫星信号接收机,然后基于该接收机进行导航研究,以提高接收机定位精度,扩展北斗应用范围,加快北斗走向国际市场。为了构建研究系统,选择一款射频基带一体化的GPS/BD双模定位模块来设计卫星信号接收机。硬件上设计了包括处理器控制模块、通信模块、存储模块、LCD显示模块在内的解析电路,设计并调试了PCB电路板;软件上编写了信号解析、通信和LCD驱动等软件。由于卡尔曼滤波算法能在模型未知的情况下估算信号的下一状态,为了提高接收机的定位精度,选择卡尔曼滤波算法对卫星信号进行滤波,并利用MATLAB对滤波算法进行仿真验证,仿真结果表明卡尔曼滤波能够取得预期的滤波和跟踪效果。然后对接收机的定位结果进行验证,结果表明卫星信号接收机能够完成定位功能且定位精度满足课题需求。为了满足航海导航系统的需求,本文利用改进的遗传算法对船舶进行路径规划。然后使用栅... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 卫星系统研究现状
        1.2.2 接收机研究现状
        1.2.3 路径规划研究现状
    1.3 论文的主要内容与工作安排
第2章 系统相关理论基础
    2.1 北斗卫星导航系统
    2.2 卫星定位原理
    2.3 导航接收机设计方案
    2.4 卡尔曼滤波算法
    2.5 遗传算法
    2.6 本章小结
第3章 接收机硬件设计
    3.1 双模定位模块
        3.1.1 ATK-S1216F8-BD模块
        3.1.2 模块原理图设计
    3.2 GPS/BD天线
    3.3 信号解析硬件电路设计
        3.3.1 控制电路设计
        3.3.2 一键下载电路设计
        3.3.3 LCD电路设计
        3.3.4 存储电路设计
    3.4 PCB设计
    3.5 本章小结
第4章 软件设计与结果验证
    4.1 卫星数据格式
    4.2 接收机软件设计
        4.2.1 开发环境配置
        4.2.2 主函数设计
        4.2.3 串口接收中断
        4.2.4 数据串解析
    4.3 卡尔曼滤波
        4.3.1 卡尔曼滤波的实现
        4.3.2 卡尔曼滤波仿真验证
    4.4 模块整体调试
Viewer结果验证">        4.4.1 GNSS_Viewer结果验证
        4.4.2 定位结果验证
        4.4.3 模块调试注意事项
    4.5 本章小结
第5章 改进遗传算法的路径规划
    5.1 环境建模
        5.1.1 墨卡托变换
        5.1.2 栅格法建模
        5.1.3 腐蚀膨胀处理
    5.2 改进遗传算法
        5.2.1 路径编码
        5.2.2 初始化种群
        5.2.3 遗传操作
        5.2.4 适应度函数
        5.2.5 终止条件
        5.2.6 改进算法的流程
    5.3 仿真结果
    5.4 本章小结
第6章 导航管理系统
    6.1 航路点导航
    6.2 导航管理
    6.3 导航终端测试
    6.4 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
详细摘要


【参考文献】：
期刊论文
[1]全球卫星导航系统的现状与进展[J]. 刘艳亮,张海平,徐彦田,王铎.  导航定位学报. 2019(01)
[2]船舶电子海图航行警告的改正和核查[J]. 陈兵.  航海技术. 2019(01)
[3]INS/GPS组合导航的混合式滤波算法[J]. 韩斌子,胡柏青.  电子技术与软件工程. 2018(24)
[4]北斗/GPS标准单点定位结果分析[J]. 刘明亮,陈景平,丁克良,于龙昊,刘亚杰.  北京建筑大学学报. 2018(04)
[5]考虑船舶偏好的海上风险规避路径规划研究[J]. 高天航,吕靖,赖成寿.  运筹与管理. 2018(11)
[6]卫星导航安全与北斗系统的发展[J]. 蔺陆洲,邓平科.  信息安全与通信保密. 2018(11)
[7]基于电子海图的北斗船舶监管系统设计[J]. 王玉玺,杜鹏,侯岳麟.  世界海运. 2018(08)
[8]基于遗传算法的船舶导航路径规划研究[J]. 郑广成.  舰船科学技术. 2017(10)
[9]基于遗传算法的机器人路径规划的仿真研究[J]. 雷艳敏,王帅.  长春大学学报. 2017(04)
[10]基于电子海图栅格化的无人水面艇全局路径规划[J]. 范云生,赵永生,石林龙,张月.  中国航海. 2017(01)

博士论文
[1]基于组合导航数据的欠驱动船舶航迹规划及滑模控制研究[D]. 张闯.大连海事大学 2016
[2]智能规划方法中启发式搜索策略的研究[D]. 魏唯.吉林大学 2013

硕士论文
[1]北斗GPS双模定位接收机的设计与实现[D]. 王君方.西安电子科技大学 2018
[2]基于电子海图的北斗海上导航系统的研究与实现[D]. 钟国权.深圳大学 2017
[3]基于支持向量机的船舶航行路径规划[D]. 孙庆刚.大连海事大学 2017
[4]基于改进遗传算法的移动机器人路径规划研究[D]. 田欣.郑州大学 2016
[5]基于北斗/GPS的船载多模导航智能终端研发[D]. 许培培.集美大学 2015
[6]北斗导航接收机的硬件设计与实现研究[D]. 薛涛.南京航空航天大学 2015
[7]水面无人艇路径规划技术的研究[D]. 刘建.江苏科技大学 2014



本文编号：3049946